Урок по физике на тему: "Магнитное поле"

План урока.

I Оргмомент.

Мы знаем, что физика – наука о природе.

Вспомним слова Ф.И.Тютчева:

 

“ Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик,-

В ней есть дума, в ней есть свобода

В ней есть любовь, в ней есть язык”.

Да, у природы есть свой язык, и мы должны его понимать. На каждом уроке физики, при изучении любого явления мы учимся этому языку.

Путь познания природы таков:

открытие->исследование->объяснение->применение

Вот по этому принципу мы сегодня и проведем урок по теме “Магнитное поле”.

II Ход урока

Каждый из вас наблюдал, как в конце лета, в начале осени многие птицы улетают в теплые края. Перелетные птицы преодолевают огромные расстояния, опасаясь зимних холодов, а весной они возвращаются обратно.

Предполагают, что птицы ориентируются по магнитному полю Земли.

 

- Ребята, а что такое магнитное поле?

- Перечислите основные свойства магнитного поля.

- Как называется величина, характеризующая магнитное поле?

- Как определить направление вектора магнитной индукции?

Ребята, если проводник, по которому протекает электрический ток, поместить в магнитное поле, то оно действует на все участки проводника. Сила, с которой поле действует на проводник, по которому протекает электрический ток, называется силой Ампера.

 

- Послушайте, пожалуйста, биографическую справку о жизни и деятельности ученого.

(Выступление учащихся)

Ампер Андре Мари (22.01.1775 – 10.06.1836) – французский физик, математик и химик.

Родился в Лионе в семье коммерсанта. Получил домашнее образование. В 1801 году стал преподавать физику химию в центральной школе г.Бурга. В 1805-24 работал в Политехнической школе в Париже ( с 1809 – профессор), с 1824 – профессор Колледжа.

С 14 лет, прочитав все 20 томов “Энциклопедии” Д.Дидро и Ж.Л.Д ' Аламбера, он всецело отдался занятиям естественными науками и математикой. С 1824 года – профессор Нормальной школы в Париже.

Ампер построил первую теорию магнетизма, основанную на гипотезе молекулярных токов, согласно которой магнитные свойства вещества обусловлены электрическими токами, циркулирующими в молекулах.

Физические работы его посвящены электромагнетизму. Установил закон взаимодействия электрических токов (закон Ампера), разработал теорию магнетизма.

В 1820 году предложил использовать электромагнитные явления для передачи сигналов, изобрел коммутатор, электромагнитный телеграф. Сформулировал понятие “кинематика”, проводил исследования в области философии и ботаники.

Его именем названа единица тока – ампер.

- Ребята, а как же вычисляется модуль силы Ампера?

Решение задач.

1. Прямолинейный проводник с током длиной 5 см перпендикулярен линиям индукции однородного магнитного поля. Чему равен модуль индукции магнитного поля, если при токе в 2 А на проводник действует сила, модуль которой равен 0,01 Н?

1) 0,0001 Тл

2) 0, 001 Тл

3) 0,1 Тл

4) 1 Тл

5) 10 Тл

2. Если на линейный проводник длиной 50 см с током 2 А, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл, действует сила 0,05 Н, то угол между проводником и вектором магнитной индукции равен

1) 30є

2) 60є

3) 45є

4) 90є

5) 0є

 

3. На прямолинейный проводник, расположенный в однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл под углом 30? к полю, действует сила 0,5 Н при пропускании по нему тока 20 А. Какова длина проводника?

1) 0,5 м

2) 1 м

3) 5 м

4) 0,25 м

5) 2,5 м

- Ребята, а направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

Дайте определение этого правила.

Вспомним условные обозначения:

Задачи на доске.

4. Ток по проводнику идет с запада на восток. Сила, с которой магнитное поле Земли (вектор индукции направлен вертикально вверх от Земли) действует на этот проводник, направлена:

5. Ток по проводнику идет с севера на юг. Сила, с которой магнитное поле Земли (вектор индукции направлен вертикально вниз к Земле) действует на этот проводник, направлена:

6. Прямой проводник с током помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции В (смотри рисунок). Как направлена сила Ампера, действующая на проводник, если потенциал точки А больше потенциала точки С?

Фронтальная работа с кольцом.

 ? +

Применяется действие силы Ампера в электроизмерительных приборах (амперметры, вольтметры)

(Вспоминаем принципы работы приборов по таблице)

Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца.

- Ребята, чему равен модуль силы Лоренца?

Если сила Лоренца перпендикулярна скорости движения частицы, то её траектория – окружность.

- Как вычислить радиус, по которому движется частица?

Выполнение тестовых задач.

1. Отношение радиусов окружностей, по которым движутся в однородном магнитном поле две заряженные частицы, имеющие одинаковые скорости, но разные массы (m₁ = 4m₂)и заряды (q₁=2q₂) равно:

1) R₁:R₂ = 1:2

2) R₁:R₂ = 1:2

3) R₁:R₂ = 1

4) R₁: R₂ = 2

5) R₁:R₂ = 2

2. Электрон движется по окружности радиусом 2 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,02Тл. Найти импульс электрона.

1) 6,4 • 10^-23 кг•м/с

2) 3,2 • 10^-23 кг•м/с

3) 12,8 • 10^-23 кг•м/с

4) 1,6 • 10^-23 кг•м/с

5) 1,28 • 10^-23 кг•м/с

3. Если два протона движутся в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной вектору индукции магнитного поля, по окружностям радиусов R₁ и R₂, то отношение их кинетических энергий E_k1/E_k2 равно:

1) R₂²/R₁²

2) R₁²/R₂²

3) R₂/R₁

4) R₁/R₂

5) 1

Направление силы Лоренца в пространстве определяется по правилу левой руки
(дать определение правила)

Тестовые задачи на доске.

4. Телевизионная трубка в пространстве сориентирована так, что электроны в ней движутся с юга на север, образуя в центре экрана светящееся пятно. Затем в этом же месте создается магнитное поле, вектор индукции которого направлен вертикально вверх от Земли. При этом светящееся пятно на экране смещается:

5. Телевизионная трубка в пространстве сориентирована так, что электроны в ней движутся с юга на север, образуя в центре экрана светящееся пятно. Затем в районе трубки создается магнитное поле ( смотри рисунок), вектор индукции которого направлен вертикально вниз к Земле. При этом светящееся пятно на экране смещается:

Применение силы Лоренца:

1. Электронно – лучевая трубка
2. Масс – спектограф

(Отвечают учащиеся)

Магнитное поле создается и постоянными магнитами.

Вещества с наибольшей магнитно проницаемостью – ферромагнетики. Из ферромагнетиков изготавливают магнитные ленты. Их широко применяют для звукозаписи в магнитофонах.

Запись звука производится с помощью элекромагнита, магнитное поле которого изменяется в такт со звуковыми колебаниями.

При движении ленты вблизи магнитной головки различные участки пленки намагничиваются.

При воспроизведении звука происходит обратный процесс: намагниченная пленка возбуждает в магнитной головке электрические сигналы, которые после усиления поступают на динамик магнитофона.

Магнитные ленты применяются и для видеозаписи в видеомагнитофонах.

III Итог урока.

Ребята, вот и подошел к концу наш урок.

Итак:

1. Перелетные птицы ориентируются по магнитному полю Земли.
2. Ученые ампер и Лоренц занимались изучением магнитных явлений.
3. Открытия ученых применяются:
1. Электронно-лучевая трубка
2. Электроизмерительные приборы
3. Звукозапись, видеозапись
4. В медицине

Также сегодня человечество активно использует электронные носители информации.

О том, как же осуществляется запись информации на компакт-диск, мы будем говорить на наших последующих уроках.

Литература:

1. Курс истории физики П.С.Кудрявцев – Москва, “Просвещение”, 1982г.
2. Физика 11, Г.Я. Мякишев, Б.Б.Буховцев – Москва, “Просвещение”, 2003г.
3. Пособия для подготовки к тестированию – Центр тестирования МО РФ 2002г., 2003г.