Цель:
- углубление знаний по теме “Магнитное поле”;
- развитие быстроты, нестандартности мышления, умения сосредоточиться и дать полны ответ, умение работать в группе;
- активизация знаний на основе нетрадиционных заданий при решении качественных задач и использования современных информационных технологий .
Сегодня на уроке мы проведем состязание. Класс разобьем на 4 команды. Каждая команда имеет свое название. Вашу работу будет оценивать компетентное жюри (смотрите приложение 1).
Наш турнир состоит из пяти раундов.У каждой команды свой звуковой сигнал. Значок находится в углу слайда.(Смотри приложение).
1 раунд: Магниты
№1. Если взять долларовую купюру за угол и поднести к достаточно сильному магниту (например, подковообразному), создающему неоднородное поле, бумажка отклоняется к одному из полюсов. Почему?
№2. Из множества забавных вечных двигателей, когда-либо придуманных людьми, одним из простейших является двигатель, предложенный епископом Честерским в 70-х гг. Магнит, укрепленный на стойке, тянет вверх шарик по наклонной плоскости, пока тот не поднимется до отверстия вверху. Провалившись в отверстие, шарик скатывается вниз по желобу и снова под действием магнита начинается двигаться вверх. Почему же этот двигатель не работает?
№3. Шнур настольной лампы, подключенный к источнику постоянного тока, поднесли к магнитной стрелке. Окажет ли магнитное поле этого тока действия на стрелку?
№4. К вертушке, сделанной из железных спиц, поднесен магнит. Рядом под вертушкой поставлена горелка. Что будет происходить?
№5. Намагниченная стальная пластинка, опущенная в склянку с соляной кислотой, растворилась. Куда девалась магнитная энергия пластинки?
Физическая пауза. Сообщение о магнитной сковороде.
15 октября 1935 г. в Ленинграде открылся Дом занимательной науки. В конце 1939 г. в его четырёх отделах насчитывалось более 350 крупных экспонатов. Особое впечатление производила “волшебная” сковородка, представленная дому директором Института токов высокой частоты профессором В.П.Вологдиным. Это была обыкновенная железная сковородка, которая парила над вроде бы обыкновенной плиткой. (Парила, конечно, под действием сильного электромагнита.) Экскурсовод осторожно трогал её рукой, показывая, что она холодная, затем клал на неё кусочек масла, разбивал два яйца. Через несколько секунд на сковородке, разогретой токами высокой частоты (их генератором была плитка), шипела и пузырилась отменная глазунья.
2 Раунд.
№1. Укажите направление вектора индукции магнитного поля в точке А между полюсами постоянного магнита.
№2. Определите направление вектора индукции магнитного поля в центре кругового проводника с током.
№3.Определите направление вектора индукции магнитного поля, создаваемого током I в точке К.
№4. Магнитное поле создается двумя одинаковыми по величине и направлению токами. Чему равен вектор магнитной индукции в точке А, расположенной посередине между ними? Ответ: в точке А.
№5. Шарик, лежащий на стекле, притягивается магнитом. Каким будет движение шарика: равномерным или ускоренным? Сопротивлением воздуха и трением шарика о стекло пренебречь. Ответ: ускоренным.
2 физическая пауза.
Задание командам: выбрать приборы и продемонстрировать возникновение индукционного тока. Объяснить увиденное.
3 раунд: Взаимодействие параллельных токов.
№1. Два одинаковых металлических обруча распложены так, что их центры совпадают, а плоскости взаимно перпендикулярны. По обручам текут одинаковые токи. Найдите направление вектора индукции магнитного поля в центре такой системы. Ответ: 45 градусов.
№2. Искровой заряд, как правило, имеет форму тонкого шнура (особенно при большой силе тока). Какие же силы удерживают его расширения? Ответ: Силы магнитного притяжения между отдельными узкими параллельными шнурами тока.
№3. Мягкая спиральная пружина свободно висит. Её нижний конец погружен в чашечку со ртутью. Пружина и чашечка подключены к источнику постоянного тока, как показано на рисунке. Что будет происходить с пружиной после замыкания цепи ключом?
№4. Как взаимодействуют воздушные провода, питающие двигатель троллейбуса? Ответ: отталкиваясь.
3 физическая пауза.
Несколько лет назад группа искателей приключений, плывшая на лодке вблизи Багамских островов, опустила в воду сильный магнит. Внезапно лодка резко затормозила. Аквалангисты, исследовавшие дно в месте остановки, обнаружили, что магнит притянулся к якорю испанского судна, потопленного пиратами в 17 веке. При обследовании корабля аквалангисты обнаружили сундук с золотом и столовым серебром, предназначенным для богатых домов Нового Света.
4 раунд: Силы, действующие на проводники с током в магнитном поле.
№1. Определить направление силы Ампера, действующей на проводник с током I, помещенный в магнитное поле с индукцией В.
№2. Какое из указанных на рисунке направлений совпадает с направлением силы, действующей на проводник с током, расположенный между полюсами постоянного магнита?
№3. В горизонтальной плоскости лежит гибкий виток. Однородное магнитное поле направлено вертикально, сверху вниз. Как будут направлены силы, действующие на элементы витка, если по нему пустить ток, в направлении, указанном стрелкой? Какую форму примет виток? Ответ: расширенную сим. форму круга.
№4. Над соленоидом на пружине подвешен магнит. Что произойдёт с магнитом, если по соленоиду пропустить ток?
№5. Проволочный квадрат расположен в одной плоскости с бесконечным прямолинейным проводником. По проводнику течёт ток I1, по квадрату -I2. Как направлена сила, действующая на квадрат со стороны магнитного поля проводника?
4 физическая пауза.
Домашнем заданием было составить слайд, о том, как вы представляете себе магнитное поле. Проверим ваши творческие работы.
5 раунд: Действия магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
№1. Электрон движется в однородном магнитном поле. Чему равна работа силы, действующей на него со стороны поля? Ответ: 0, т.к. F^ u
№2. Какие электроны в катодных лучах отклоняются на больший угол одним и тем же магнитным полем: более быстрые или более медленные? Ответ: более медленные.
№3. Увеличение скорости частиц в циклотроне осуществляется за счёт электрического поля. Зачем же утяжеляют и удорожают эти аппараты, заботясь о действии на заряженные частицы ещё и магнитного поля? Ответ: Сила Лоренца искривляет траектории заряженных частиц. Тем самым удерживает внутри циклотрон.
Подведение итогов урока:
- Слово предоставляется жюри
- Домашнее задание “Колебания и волны” из Виртуальной школы. Уровень сложности выберите сами.
Оборудование: трансформатор, замкнутый проводящий контур, приборы для опыта Ампера, сильный магнит, метроном, компьютеры, проектор.
Литература:
- Уокер Дж. “Физический фейерверк.”
- Тульчинский М.Е. “Качественные задачи по физике.”
- Мишкевич Г.И. “Доктор занимательных наук”
- Карцев В. “Приключения великих уравнений”
- “Первое сентября” физика №4 1996 год.