2-й семестр
ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ЯВИЩА
3. Магнітне поле
– Постійні магніти. Взаємодії магнітів
– Магнітне поле Землі. Магнітна дія струму
– Дія магнітного поля на провідник зі струмом
– Явище електромагнітної індукції
Тематичне планування
№ з/п | Тема уроку | Дата проведення |
1 | Магнітні взаємодії | |
2 | Магнітне поле Землі | |
3 | Магнітне поле провідника зі струмом | |
4 | Дія | |
5 | Електромагніти | |
6 | Лабораторна робота № 10 “Збирання електромагніта й дослідження його дії” | |
7 | Електровимірювальні прилади | |
8 | Явище електромагнітної індукції | |
9 | Застосування електромагнітної індукції | |
10 | Підсумкова контрольна робота |
Урок 1/38
Тема. Магнітні взаємодії
Мета уроку: роз’яснити учням фізичну природу електропровідності рідин.
Тип уроку: урок
План уроку
Демонстрації | 8 хв. | 1. Взаємодія постійних магнітів. 2. Дослід Ерстеда. 3. Магнітні спектри провідників зі струмом |
Вивчення нового матеріалу | 30 хв. | 1. Постійні магніти. 2. Магнітне поле. 3. Силові лінії магнітного поля |
Закріплення вивченого матеріалу | 7 хв. | 1. Контрольні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі |
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Постійні магніти
Магнетизм як явище відомий, принаймні, з V ст. до н. е., але вивчення його сутності просувалося дуже повільно. Ще давні греки знали, що існує особливий мінерал – камінь з Магнесії (область у давньогрецькій Фессалії), здатний притягувати невеликі залізні предмети.
Однак уперше властивості магніту були описані лише 1269 року. А першою великою роботою, присвяченою дослідженню магнітних явищ, стала книга Вільяма Гільберта “Про магніт”, що вийшов 1600 року.
У будь-якого магніту є два полюси (полюсами магніту називають ті його частини, поблизу яких найбільше сильно виявляється дія магніту). Дослід показує, що однойменні полюси магнітів відштовхуються, а різнойменні – притягаються.
Виявилося, що взаємодія полюсів магніту дуже схоже на взаємодію електричних зарядів. Більше того, було встановлено, що, так само як і для електричних зарядів, сила взаємодії полюсів зменшується обернено пропорційно квадрату відстані між ними.
Однак одержати “одиночні” магнітні полюси (тільки північний чи тільки південний), подібні до позитивного і негативного електричних зарядів, виявилося неможливим: якщо розпиляти магніт, виходять два менших магніти, у кожного з яких є знову два полюси – північний і південний. Вже в ХХ столітті було встановлено, що навіть елементарні частинки, такі як протон і електрон, є малюсінькими магнітами, що мають по два полюси.
2. Магнітне поле
Під час вивчення електричних явищ ми з’ясували, що поблизу заряджених тіл існує електричне поле. Магнітна взаємодія так само, як і електрична, здійснюється за допомогою поля.
Важливо звернути увагу учнів на те, що зв’язок між електричними і магнітними явищами відзначався ще до відомих дослідів Ерстеда й Ампера. Було помічено, що блискавка перемагнічує компаси на кораблях, намагнічує сталеві предмети.
Пряме експериментальне виявлення зв’язку між електричними й магнітними явищами відбулося завдяки щасливому збігу: коли Ерстед читав лекцію про постійні струми, він звернув увагу на те, що магнітна стрілка, що знаходиться поблизу провідника, повернулася під час ввімкнення струму.
Так була відкрита орієнтуюча дія провідника зі струмом на постійний магніт.
Відзначимо, що ця взаємодія провідників зі струмами не обумовлена електричною взаємодією, тому що провідники електрично нейтральні.
На підставі дослідів підводимо учнів до наступного висновку:
O у просторі навколо провідника зі струмом виникають сили, що діють на заряди, які рухаються, і на магнітну стрілку.
Ці сили називаються магнітними. Таким чином,
O магнітним полем ми будемо називати той стан простору, що проявляє себе під дією магнітних сил.
Визначальні властивості магнітного поля такі:
– магнітне поле породжується магнітами і струмами;
– магнітне поле виявляється за дією на магніти і струми.
3. Силові лінії магнітного поля
Дослідним шляхом визначаємо, що магнітна стрілка, яка може вільно обертатися навколо своєї осі, завжди встановлюється, орієнтуючись певним чином, у даній області магнітного поля. Виходячи з цього, можна ввести поняття про напрямок магнітного поля в даній точці.
Необхідно звернути увагу учнів на те, що напрямок, на який вказує північний полюс магнітної стрілки, є напрямком магнітного поля в даній точці.
Використовуючи залізні ошурки, варто показати спектр магнітного поля прямого струму і ввести поняття про лінії магнітного поля.
O Лініями магнітного поля є лінії, проведені так, що дотичні до них у кожній точці вказують на напрямок поля в цій точці.
Необхідно звернути особливу увагу на відмінність ліній магнітного поля від силових ліній електричного поля: лінії магнітного поля або замкнені, або починаються і закінчуються на нескінченності.
Відзначаємо, що лінії магнітного поля реально не існують, вони лише зручний спосіб його опису.
Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу
– Які явища спостерігаються в колі, у якому існує електричний струм?
– Чи існує зв’язок між електричними й магнітними явищами?
– Які взаємодії називають магнітними?
– У чому виявляється магнітна дія електричного струму?
– Чи можна розрізати магніт так, щоб один з отриманих магнітів мав тільки північний полюс, а інший – тільки південний?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1). Якісні питання
1. У який спосіб можна дізнатися, чи є струм у проводі, не користуючись амперметром?
2. Чи відхилиться магнітна стрілка, якщо її розмістити поблизу пучка рухомих: а) електронів; б) атомів; в) позитивних іонів?
3. Чи діє магнітне поле на нерухомий електрон?
2). Навчаємося розв’язувати задачі
1. Північний полюс магніту підносять до позитивно зарядженої тенісної кульки, що висить на нитці. Що можна спостерігати – притягування чи відштовхування? Як зміниться відповідь, якщо кулька заряджена негативно?
Розв’язок. В обох випадках буде спостерігатися притягування, обумовлене поділом заряджених частинок у нейтральному тілі (магніті) під дією електричного поля. Заміна позитивного заряду кульки на негативний і (чи) північного магнітного полюса на південний ніяк не вплине на результат: магнітне поле взагалі не діє на нерухомі заряджені частинки або тіла.
Що ми дізналися на уроці
– Полюсами магніту називають ті його частини, поблизу яких найбільш сильно виявляється дія магніту.
– Магнітне поле є видом матерії, основною особливістю якого є дія на заряджені частинки, що рухаються, і магніти.
– Напрямок, на який вказує північний полюс магнітної стрілки, називають напрямком магнітного поля в даній точці.
– Лініями магнітного поля є лінії, проведені так, що дотичні до них у кожній точці вказують напрямок поля в цій точці.
Домашнє завдання
1. Підр.: § 24.
2. Зб.:
Рів1 – № 12.1; 12.2; 12.3; 12.4; 12.5.
Рів2 – № 12.11; 12.12; 12.13; 12.14, 12.16.
Рів3 – № 12.26, 12.27; 12.28; 12.29; 12.30.
(2 votes, average: 5,00 out of 5)