Цель: раскрыть общечеловеческую значимость знаний электродинамики, показать их роль в развитии техники и технологий.
Задачи урока:
Общеобразовательные: подвести итоги
изучения нескольких разделов курса физики 10 и 11
классов, показать единую природу изучения
явлений; систематизировать и обобщить основной
материал;
Ход урока
Приветствие.
Организационный момент.
В 10 и 11 классах мы изучали довольно много тем, которые в науке входят в содержание электродинамики. Давайте систематизируем свои знания.
Наш урок пройдёт по следующему плану.
План урока.
| Этап урока | Время, мин | Приемы и методы |
| I. Введение.Постановка задач урока II. Обобщение знаний электродинамики III. Общие выводы. IV.Домашнее задание |
3 -5 30 5 2 |
Сообщение учителя. Беседа Коллективная работа. Беседа. Запись на доске и в тетрадях. Работа с учебником Выделение главного с помощью вопросов |
I.
У.В каждой теме обычно изучалось несколько физических явлений. Вспомним наиболее существенные из них.
Ответ. Электрическое и магнитное поля, действие полей на заряды, электрический ток, электромагнитная индукция, электромагнитные и световые волны, взаимодействие волн с веществом и др.
У.Каждое из названных явлений обладает своими особенностями, описывалось вводимыми моделями, физическими величинами, законами. Но природа всех указанных явлений одна - электромагнитное взаимодействие, которое имеет две стороны: а)заряды как объекты взаимодействия и одновременно источники поля; б) процесс взаимодействия - электромагнитное поле. При решении задач выделяют просто объект изучения - поле, действие поля на заряды (вещество), взаимодействие объектов (зарядов и токов) с помощью полей.
Учебная проблема урока - из всех изученных выделить главные, фундаментальные знания электродинамики.
II.У.В физике электродинамика представляет собой систему знаний в форме физической теории, т.е. эти знания имеют определенную структуру. Раннее мы уже встречались со структурой теории: основание, ядро, следствия.
1.В простом варианте на качественном языке систематизация знаний электродинамики как теории выполнена в таблице 1 (таблица на экране компьютера).
Основание электродинамики
| Объекты изучения | Электромагнитные поля. Электромагнитные волны. Электрические заряды. |
| Экспериментальные | Взаимодействие электрических зарядов. |
| Факты | Взаимодействие токов. Действие электрического тока на магнитную стрелку и т.д. |
| идеализированные объекты | Точечный заряд. Свободные электроны. электронный газ. Однородное электрическое поле и др. |
| фундаментальные понятия | Электрический заряд. Электромагнитное
поле. Электромагнитная волна. |
| Физические величины | Напряжённость. Магнитная индукция. Сила
тока. Напряжение. Энергия поля. Скорость, частота волны. Ядро теории |
| Законы сохранения | Энергии электромагнитного поля,
импульса, заряда замкнутой системы. Покоящиеся и движущиеся заряды образуют электрическое поле, силовые линии которого начинаются и заканчиваются на зарядах. |
| В природе нет магнитных зарядов,
магнитные силовые линии замкнуты. Движущиеся электрические заряды порождают магнитное поле, силовые линии которого охватывают линии тока. Переменное электрическое поле порождает переменное магнитное, и наоборот. |
|
| Фундаментальные постоянные | Скорость электромагнитных волн. Заряд и масса электрона. Электрическая и магнитная постоянные. |
| Теоретические следствия | Следствия электродинамики. Расчёты излучения электромагнитных волн. предсказание существования электромагнитных волн. Расчёты электрических цепей. Выяснение природы света и др. |
| Технические применения | Радиосвязь. Телевизионная связь. Получение, передача и потребление электроэнергии. Оптические приборы и др. |
Конечно, на само деле фундаментальные законы электродинамики имеют строгую математическую форму - представляют собой дифференциальные уравнения, получившие название уравнений Максвелла. Но в школе их не пишут и не решают.
Следствия из законов электродинамики так обширны, что многие из них представляют собой целые разделы физики или техники. Например, использование света. А мы почти забываем, что сейчас в прямом смысле жизнь современного общества без света не возможна. Конкретизируем примерами использование света:
1) оптические приборы;
2) метрология;
3) связь;
4) электроника;
5) светотехника.
2. Итак, основным объектом изучения электродинамики является электромагнитное поле. Это сложный объект. Но в разных случаях оно проявляется по- разному, в виде разных полей:
1) электростатического(электрического) (дать определение, характеристику),
2) магнитного (дать определение, характеристику),
3) стационарного электрического (дать определение, характеристику),
4) вихревого электрического (дать определение, характеристику),
5)переменного электрического (дать определение, характеристику).
В таблице 2 (смотри на экран) перечислены поля, заполним таблицу, дополнив её типичными физическими явлениями (сначала самостоятельно парами за партами):
| Поле | Типичные физические явления |
| Электростатическое | Взаимодействие электрических зарядов, электризация тел, заземление. |
| Магнитное | взаимодействие постоянных магнитов, взаимодействие токов, действие токов на движущийся заряд. |
| Стационарное электрическое | постоянный электрический ток, магнитное поле постоянного тока, нагревание проводника |
| Переменное магнитное | возникновение вихревого электрического поля, переменный электрический ток в проводнике. |
| Вихревое | возникновение переменного магнитного поля, |
| Электрическое | переменный электрический ток в контуре. |
| Переменное электрическое | переменный электрический ток, трансформация переменного электрического тока. |
| Электромагнитное | электромагнитные волны, радиоволны, световые волны. |
Используя учебник, работая парами, постройте сравнительную таблицу свойств электромагнитного поля и вещества.
Сравним ваши таблицы с представленной на экране:
| Общие | Различные |
| Вид материи, реально существуют | вещество локализовано в пространстве, поля - нет. |
| Обладают массой и энергией | тела между собой взаимодействуют, поля нет. |
| Присущи волновые и корпускулярные свойства | несколько полей могут быть в одной области пространства, вещества нет. |
| Общие законы - законы сохранения | поля не могут служить телом отсчёта |
| Взаимосвязь поля и вещества | скорость распространения
электромагнитных волн постоянная, тела. Могут
иметь скорость в пределах с>v |
0.При познании объектов и явлений ученые строят их модели. Принципиально важно, что один и тот же объект природы может зависимость от задач познания моделироваться по- разному.
У. Какие же модели электромагнитного поля мы изучали? (Ответ. Однородное магнитное поле, однородное электрическое поле, силовые линии поля, статические поля, гармоническая волна, световой луч и др.)
В моделях фиксируются знания об объекте, но все они имеют границы применимости.
По мере развития одни модельные представления сменялись другими. Давайте приведем примеры: (Модель или механизм взаимодействия "близкодействие" сменила модель "дальнодействие", корпускулярная модель света сменилась волновой и т.д.)
3. Научные знания создаются:
а) для объяснения мира, что, в частности, выражается в построении физической картины мира;
б) для улучшения обогащения жизни людей. Электродинамика внесла огромный вклад в материальную и духовную культуру общества. Расшифруем его. (Используются сообщения учащихся использования электромагнитных волн в жизни человека).
III.Общий итог подводится при обсуждении вопросов:
а) какие основные физические объекты изучались в электродинамике?
б) Какие типичные явления мы рассматривали?
в) Какие характеристики электромагнитного поля вы запомнили?
г) Какие законы поведения электромагнитного поля вам известны?
е) Есть ли границы применимости законов электродинамики? Назовите их, например, для кулоновского взаимодействия зарядов.
Оценивание ответов.
Домашнее задание: подготовка к зачету, основная часть заданий теста (на "удовлетворительно") заранее вывешена в кабинете физики.