Конспект и презентация по физике 11 класс на тему «Магнитное поле постоянного электрического тока. Вектор и линии магнитной индукции..»

Магнитное поле постоянного электрического тока. Вектор и линии магнитной индукции.

Ход урока

I. Организационный этап

II. Проверка домашнего задания. Ответы на вопросы

1 слайд: III. Изучение нового материала 

На данном уроке мы вводим понятия магнитной индукции и магнитного момента. Рассматриваем, почему в природе не существует магнитных зарядов. Выясним, как можно определить направление вектора магнитной индукции.

2 слайд: В прошлой теме говорилось о том, что вокруг движущихся электрических зарядов, существует магнитное поле, т.е. особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрическими заряженными частицами. Магнитное поле порождается электрическим током и обнаруживается по действию на него.

Из курса физики 10 класса известно, что 

электрическое поле характеризуется векторной физической величиной, называемой напряженностью электрического поля. Возникает вопрос: существует ли величина, которая количественно будет характеризовать магнитное поле?

Векторную характеристику магнитного поля называют вектором магнитной индукции и обозначают буквой  . Сначала мы рассмотрим вопрос только о направлении вектора  .

Направление вектора магнитной индукции. Ориентирующее действие магнитного поля на магнитную стрелку или рамку с током можно использовать для определения направления вектора магнитной индукции.

За направление вектора магнитной индукции принимается направление, которое показывает северный полюс N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле (рис. 1.7, а). Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током (рис. 1.7, б). Положительная нормаль направлена в ту сторону, куда перемещается буравчик (с правой нарезкой), если вращать его по направлению тока в рамке (рис. 1.7, в).

Используя рамку с током или магнитную стрелку, можно определить направление вектора магнитной индукции в любой точке поля. На рисунках 1.8, 1.9 показаны опыты с магнитной стрелкой, повторяющие опыты с рамкой (см. рис. 1.5, 1.6).

В магнитном поле прямолинейного проводника с током магнитная стрелка в каждой точке устанавливается по касательной к окружности (см. рис. 1.9). Плоскость такой окружности перпендикулярна проводу, а центр ее лежит на оси провода.

Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика указывает направление вектора магнитной индукции.

Опыт по определению направления вектора индукции магнитного поля Земли проводит каждый, кто ориентируется на местности по компасу.

3 слайд: Линии магнитной индукции. Наглядную картину магнитного поля можно получить, если построить так называемые линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым в любой их точке совпадают с вектором  в данной точке поля (рис. 1.10). Линии вектора магнитной индукции аналогичны линиям вектора напряженности электростатического поля.

Для магнитного поля прямолинейного проводника с током из приведенных ранее опытов следует, что линии магнитной индукции — концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной этому проводнику с током (см. рис. 1.9). Центр окружностей находится на оси проводника. Стрелки на линиях указывают, в какую сторону направлен вектор магнитной индукции, касательный к данной линии.

На рисунке 1.11 показана картина магнитного поля катушки с током (соленоида). Если длина соленоида много больше его диаметра, то магнитное поле внутри соленоида можно считать 

однородным. Линии магнитной индукции такого поля параллельны и находятся на равных расстояниях друг от друга.

4 слайд: На рисунке 1.12 показано магнитное поле Земли. Линии магнитной индукции поля Земли подобны линиям магнитной индукции поля соленоида. Магнитный северный полюс N близок к Южному географическому полюсу, а магнитный южный полюс S — к Северному географическому полюсу. Ось такого большого магнита составляет с осью вращения Земли угол 11,5°. Периодически магнитные полюсы меняют свою полярность. Последняя такая замена произошла около 30 000 лет назад.

Картину линий магнитной индукции можно сделать видимой, воспользовавшись мелкими железными опилками. С этим методом вы уже знакомы.

В магнитном поле каждый кусочек железа, насыпанный на лист картона, намагничивается и ведет себя как маленькая магнитная стрелка. Большое количество таких стрелок позволяет в большем числе точек определить направление магнитного поля и, следовательно, точнее выяснить расположение линий магнитной индукции. Примеры картин магнитного поля приведены на рисунках 1.13—1.16.

5 слайд: Вихревое поле. Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты. Вспомним, что с электростатическим полем дело обстоит иначе. Его силовые линии во всех случаях имеют источники: они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных.

Поля с замкнутыми векторными линиями называют вихревыми. Магнитное поле — вихревое поле. Замкнутость линий магнитной индукции представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно заключается в том, что магнитное поле не имеет источников. Магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе не существует.

Магнитное поле — вихревое поле, в каждой точке поля вектор магнитной индукции имеет определенное направление. Это направление указывает магнитная стрелка или его можно определить по правилу буравчика. Магнитное поле не имеет источников; магнитных зарядов в природе не существует.

6 слайд : IV. Домашняя работа.

пп.2, вопросы, http://www.schooltests.ru/

infourok.ru

Конспект урока «Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции». 11 класс.

Цели:

образовательные:

сформировать знания о векторе магнитной индукции; линиях магнитной индукции;

привить навыки применения правила правой руки;

 

развивающие:

развивать физическое мышление учащихся;

расширять понятийный аппарат учащихся;

развить логическое мышление, речь, память;

 

воспитательная:

воспитать интерес к предмету.

Просмотр содержимого документа
«Конспект урока «Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции». 11 класс.»

11 класс.

Тема: Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции.

Цели:

образовательные:

сформировать знания о векторе магнитной индукции; линиях магнитной индукции;

привить навыки применения правила правой руки;

развивающие:

развивать физическое мышление учащихся;

расширять понятийный аппарат учащихся;

развить логическое мышление, речь, память;

воспитательная:

воспитать интерес к предмету.

Оборудование: проектор, экран, ноутбук, презентация.

Ход урока.

1. Оргмомент.

2. Мотивация учебной деятельности.

Магнитное поле существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.

Как можно «увидеть» магнитное поле?

3. Изучение нового материала.

Характеристика магнитного поля — вектор индукции магнитного поля .

Сегодня на уроке говорим о направлении вектора индукции магнитного поля.

	За направление вектора индукции магнитного поля принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно ориентирующийся в магнитном поле. Магнитное поле изображается графически с помощью магнитных силовых линий или линий магнитной индукции.  Магнитными силовыми линиями  называются линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются железные опилки или оси маленьких магнитных стрелок. В каждой точке такой линии вектор индукции магнитного поля направлен по касательной.
	Силовые линии магнитного поля прямого тока — это концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной этому проводнику с током. Центр окружностей находится на оси проводника.
	Направление линий магнитной индукции зависит от направления тока в проводнике.
	Определяется направление вектора индукции по правилу буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика указывает направление вектора магнитной индукции.
	Определить направление вектора индукции можно и по правилу  правой руки: если прямой проводник обхватить ладонью так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление тока в проводнике, то оставшиеся пальцы укажут направление вектора магнитной индукции.
	На рисунке показана картина магнитного поля катушки с током (соленоида). Если длина соленоида много больше его диаметра, то магнитное поле внутри соленоида можно считать однородным. Линии магнитной индукции такого поля параллельны и находятся на равных расстояниях друг от друга.
	Мы можем вос­поль­зо­вать­ся пра­ви­лом пра­вой руки для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния линий маг­нит­но­го поля та­ко­го со­ле­но­и­да. Если обхватить катушку правой рукой так, чтобы четыре пальца показывали направление тока, то большой палец укажет направление на северный полюс катушки.
	На рисунке показано магнитное поле Земли. Магнитный северный полюс N близок к Южному географическому полюсу, а магнитный южный полюс S — к Северному географическому полюсу. Периодически магнитные полюсы меняют свою полярность. Последняя такая замена произошла около 30 000 лет назад.
	Поля с замкнутыми векторными линиями называют вихревыми.  Магнитное поле — вихревое поле. Замкнутость линий магнитной индукции представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно заключается в том, что магнитное поле не имеет источников. Магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе не существует.

4. Закрепление изученного материала.

Применим рассмотренные правила.

5. Проверка усвоения изученного на уроке материала.

(письменно)

6.Подведение итогов урока:

проверка выполненного задания: предварительное оценивание. Оценки окончательно на следующем уроке после проверки письменных ответов.

7. Домашнее задание. §1 (учить).

multiurok.ru

Методическая разработка (физика, 11 класс) по теме: Разработка к уроку по физике «Вектор магнитной индукции»

Физика 11 класс

Дата: ______________

Тема: Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции.

Цели: сформировать представление учащихся о векторе магнитной индукции;

— развить логическое мышление, речь, память;

— воспитать интерес к предмету.

Ход урока.

1. Орг. Момент.
2. Акт ранее изученного материла.

(устный опрос по теме «Взаимодействие токов. Магнитное поле.»)

1. Изучение нового материала.

Электрическое поле характеризуется векторной величиной — напряженностью электрического поля. Надо бы ввести также и величину, характеризующую магнитное поле количественно. Дело это непростое, так как магнитные взаимодействия сложнее электрических. Векторную характеристику магнитного поля называют вектором магнитной индукции и обозначают буквой . Сначала мы рассмотрим вопрос только о направлении вектора .

Магнитная стрелка. Мы видели, что в магнитном поле рамка с током на гибком подвесе, со стороны которого не действуют силы упругости, препятствующие ориентации рамки, поворачивается до тех пор, пока она не установится определенным образом. Вам известно, что так же ведет себя и магнитная стрелка — маленький продолговатый магнит с двумя полюсами на концах — южным S и северным N.

 

Направление вектора магнитной индукции. Ориентирующее действие магнитного поля на магнитную стрелку или рамку с током можно использовать для определения направления вектора магнитной индукции.

За направление вектора магнитной индукции принимается направление, которое показывает северный полюс N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле (рис. 1.7, а). Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током (рис. 1.7, б). Положительная нормаль направлена в ту сторону, куда перемещается буравчик (с правой нарезкой), если вращать его по направлению тока в рамке (рис. 1.7, в).

Используя рамку с током или магнитную стрелку, можно определить направление вектора магнитной индукции в любой точке поля.

На рисунках 1.8, 1.9 показаны опыты с магнитной стрелкой, повторяющие опыты с рамкой (см. рис. 1.5, 1.6).

В магнитном поле прямолинейного проводника с током магнитная стрелка в каждой точке устанавливается по касательной к окружности (см. рис. 1.9). Плоскость такой окружности перпендикулярна проводу, а центр ее лежит на оси провода.

Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление враш,ения ручки буравчика указывает направление вектора магнитной индукции.

Опыт по определению направления вектора индукции магнитного поля Земли проводит каждый, кто ориентируется на местности по компасу.

Линии магнитной индукции. Наглядную картину магнитного поля можно получить, если построить так называемые линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым в любой их точке совподают с вектором  в данной точке поля (рис. 1.10). Линии вектора магнитной индукции аналогичны линиям вектора напряженности электростатического поля.

Для магнитного поля прямолинейного проводника с током из приведенных ранее опытов следует, что линии магнитной индукции — концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной этому проводнику с током (см. рис. 1.9). Центр окружностей находится на оси проводника. Стрелки на линиях указывают, в какую сторону направлен вектор магнитной индукции, касательный к данной линии.

На рисунке 1.11 показана картина магнитного поля катушки с током (соленоида). Если длина соленоида много больше его диаметра, то магнитное поле внутри соленоида можно считать однородным. Линии магнитной индукции такого поля параллельны и находятся на равных расстояниях друг от друга.

На рисунке 1.12 показано магнитное поле Земли. Линии магнитной индукции поля Земли подобны линиям магнитной индукции поля соленоида.

 Магнитный северный полюс N близок к Южному географическому полюсу, а магнитный южный полюс S — к Северному географическому полюсу. Ось такого большого магнита составляет с осью вращения Земли угол 11,5°. Периодически магнитные полюсы меняют свою полярность. Последняя такая замена произошла около 30 000 лет назад.

Картину линий магнитной индукции можно сделать видимой, воспользовавшись мелкими железными опилками. С этим методом вы уже знакомы.

В магнитном поле каждый кусочек железа, насыпанный на лист картона, намагничивается и ведет себя как маленькая магнитная стрелка. Большое количество таких стрелок позволяет в большем числе точек определить направление магнитного поля и, следовательно, точнее выяснить расположение линий магнитной индукции. Примеры картин магнитного поля приведены на рисунках 1.13—1.16.

Вихревое поле. Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты. Вспомним, что с электростатическим полем дело обстоит иначе. Его силовые линии во всех случаях имеют источники: они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных.

Поля с замкнутыми векторными линиями называют вихревыми. Магнитное поле — вихревое поле.

Замкнутость линий магнитной индукции представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно заключается в том, что магнитное ноле не имеет источников. Магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе не существует.

Магнитное поле — вихревое поле, в каждой точке поля вектор магнитной индукции имеет определенное направление. Это направление указывает магнитная стрелка или его можно определить по правилу буравчика. Магнитное поле не имеет источников; магнитных зарядов в природе не существует.

1. Закрепление.

1.    Как ориентируются в однородном магнитном поле замкнутый контур с током и магнитная стрелка!

2.    Что называют линиями магнитной индукции!

3.    Какие поля называют вихревыми!

4.    Чем вихревое поле отличается от потенциального!

1. Д\З п.2
2. Итог урока.

nsportal.ru

Конспект и презентация к уроку физики для 9 и 11 классов «Модуль вектора магнитной индукции. Сила Ампера»

Ткач Ольга Вячеславовна

учитель физики

МБОУ СОШ № 12 города Воронеж

Класс: 11 (базовый уровень изучения физики)

Разработка урока физики с презентацией.

Тема урока: Модуль вектора магнитной индукции. Сила Ампера

Тип урока: Урок изучения нового материала с элементами обобщения ранее изученного.

Цели урока: выяснить, от чего зависит сила, действующая на проводник с током в магнитном поле; дать определение модуля вектора магнитной индукции; ввести единицу измерения этой величины; сформулировать и разъяснить закон Ампера; научиться определять направление силы Ампера по «правилу левой руки».

Структура урока

1. Проверка выполнения домашнего задания.

2. Изучение нового материала

3. Закрепление нового материала

4. Решение задач по новому материалу

Ход урока

Организационный момент

Проверка выполнения домашнего задания

Было задано:

учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений авторов Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.. „Физика, 11 класс, классический курс” – §1, 2

Физика. Задачник. 10-11 кл.: Пособие для общеобразовательных учреждений / Рымкевич А.П. – № 831, 832

Организация этапа урока:

Открыть слайд 3 презентации с условиями № 831, 832 по сборнику задач. Спросить несколько человек, как они выполнили задания. Желательно, что бы варианты ответов оказались разными. Открыть слайд 4 с правильными ответами. Обсудить решение. Отметить для себя, кто из учеников как ответил, что бы в конце урока выставить им оценки.

Постановка цели занятия перед учащимися

Форма проведения может быть любой, в зависимости от уровня подготовленности класса.

Организация восприятия новой информации

Форма проведения может быть любой, в зависимости от уровня подготовленности класса.

Изучение нового материала

Организация этапа урока:

Изложение нового материала в форме лекции с элементами фронтальной беседы с опорой на слайды 5, 6, 7.

Записи по новому материалу:

• Модуль вектора магнитной индукции характеризует величину магнитного поля в данной точке.

• На проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила Ампера. Она толкает проводник в направлении, перпендикулярном току и вектору магнитной индукции.

Это выражение называется законом Ампера.

Сила Ампера равна произведению модуля силы тока, вектора магнитной индукции, длины отрезка проводника и синуса угла между направлениями векторов магнитной индукции и тока.

Направление силы Ампера определяется по «правилу левой руки»: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90⁰ большой палец укажет направление силы, действующей на отрезок проводника.

Закрепление нового материала

Организация этапа урока:

Открыть слайд 8 презентации с заданием. Прочитать и объяснить ученикам содержание задания. Попросить выполнить его письменно самостоятельно в тетрадях. Спросить несколько человек, как они выполнили задания. Желательно, что бы варианты ответов оказались разными. Открыть слайд 9 с правильными ответами. Обсудить решение. Отметить для себя, кто из учеников как ответил, что бы в конце урока выставить им оценки.

Содержание задания:

Определите направление силы Ампера, действующей на провод с током в магнитном поле.

Решение задач по новому материалу

Организация этапа урока:

Вызвать ученика к доске для решения задачи.

Условия задач:

РымкевичА.П. № 841

С какой силой действует магнитное поле индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1 м? Линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.

Ответ: 0,05Н

Степанова Г.Н. № 1083

На прямой проводник длиной 0,5 метров, расположенный перпендикулярно магнитному полю с индукцией 2∙10^-2 Тл, действует сила 0,15 Н. Найдите силу тока, протекающего в проводнике.

Ответ: 15 А

Домашнее задание:

§ 3, по учебнику Мякишев Г.Я. и др,

№ 840, 842 по сборнику задач Рымкевич А.П.

Подведение итогов урока:

Сформулировать выводы по уроку, объявить оценки.

Рефлексия:

— Что вы узнали на сегодняшнем уроке?

— Довольны ли вы своей работой на уроке??

Список использованной литературы

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. «Физика, 11 класс, классический курс» – учебник для общеобразовательных организаций с приложением на электронном носителе ; М.: «Просвещение»

2. Физика. Задачник. 10-11 кл.: Пособие для общеобразовательных учреждений / Рымкевич А.П. – 10-е изд., стереотип. – М.: «Дрофа»

3. Г.Н. Степанова «Сборник задач по физике» для 10 – 11 классов; М.: «Просвещение»

infourok.ru

Конспект урока по физике для 11 класса на тему «Магнитное поле. Индукция магнитного поля.»

Тема урока «Магнитное поле. Индукция магнитного поля.»

11 класс

Учитель физики: Романова Наталья Анатольевна «СОШ№1» города Валуйки.

Учебник «физика-11» Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев.

Цели урока:

Образовательная цель— расширить и углубить знания учащимися о магнитном поле, помочь учащимся осмыслить практическую значимость полезность приобретаемых знаний.

Развивающая цель – создать условия для развития исследовательских навыков, способствовать формированию логического мышления , умение сравнивать и анализировать.

Воспитательная цель— способствовать формированию научного мировоззрения, привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу, развития способности к сотрудничеству, общению. Работе в коллективе.

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления.

Формы организации познавательной деятельности- фронтальная, парная, групповая.

!. Мотивация.

Вступительное слово учителя.

Человека пронизывает огромное количество магнитных полей различного происхождения. Мы привыкли к магниту и относимся к нему снисходительно, как устаревшему атрибуту школьных уроков физики, порой даже не подозревая , сколько магнитов вокруг нас. В каждой квартире их десятки. Человек – это тоже магнит: биотоки, текущие в нем , рождают вокруг причудливый пульсирующий узор магнитных линий. Земля, на которой мы живем – гигантский голубой магнит. Солнце – желтый плазменный шар – еще более грозный магнит. Галактики , туманности , едва различимые радиотелескопом непостижимые по размерам магниты.

Ещё не родился и никогда наверное не родится , который мог бы сказать :

« Я знаю о магните всё». Магнит притягивает, т.е. всегда волнует людей и рождает жажду новых знаний о магните.. И все же человек знает о магните много .Во всяком случае , достаточно чтобы заставить его служить себе.

2. Актуализация знаний.

Ребята, вы тоже уже много знаете о магнитах и магнитных полях уз уроков физики 8-9 классов и своего жизненного опыта.

Цель сегодняшнего урока: расширить и углубить ваши знания о магнитном поле.

Тема урока: «Магнитное поле. Индукция магнитного поля.».

Вспомним:

А) Посредством чего гравитационное и электростатическое взаимодействия?

Ответ: посредством поля.

Б) Что такое «поле»?

Ответ: это — вид материи, существующая независимо о наших знаниях о нем.

В) Что является источником гравитационного поля?

Ответ: тела, имеющие массу.

Что является источником электростатического поля?

Ответ: частицы, обладающие зарядом.

3.Создание проблемной ситуации и формирование учащимися главного вопроса, связанного с ней.

Итак источником гравитационного поля являются тела , имеющие массу; источником электростатического поля являются частицы, обладающие зарядом, а что является источником магнитного поля?

4. Определение плана работы и в процессе его реализации формирование вариантов решения.

А) Вспомните как можно доказать, что вокруг электрического заряда есть поле?

Ответ: нужно поместить в это поле другой заряд. Если заряды одного знака, они оттолкнутся, а если разных то притянутся.

Б) Что же нужно сделать, чтобы доказать наличие или отсуствие

магнитного поля в этом пространстве?

Ответ: нужно внести в эту точку пространства полосовой магнит.

Экспериментальная работа в группах по исследованию магнитного взаимодействия .

а) у вас на столах есть магнит и магнитная стрелка. Исследуйте их взаимодействие.

Какие выводы вы можете сделать?

Ответ: одноименные полюса отталкиваются, а разноименные притягиваются.

Вывод: обнаружить в пространстве магнитное поле можно с помощью магнитной стрелки.

Весной 1820 года датский ученый Ганс Христиан Эрстед, во время лекции в университете хотел продемонстрировать свойство электричества нагревать проволоку. Случайно рядом с проволокой на столе оказался компас. Один из студентов обратил внимание, что про прохождение электрического тока по проводнику магнитная стрелка начинает отклоняться. Удивление профессора было не поддельным.

( демонстрация опыта Эрстеда)

Так что является магнитного поля?

Ответ: электрический ток , т. е. движущиеся электрические заряды.

5. Новый материал.

Анри Мари Ампер , повторив опыт Эрстеда, предположил следующее: если проводник с током всегда окружен магнитными полями, то магнитные взаимодействии должны возникнуть и между двумя проводами, по которым идет ток.

(показать взаимодействие токов (слайд))

Если в обоих проводниках текут токи в одном направлении , то они притягиваются, а если в противоположном . то отталкиваются.

Ампер высказал опережающую время мысль о том, что магнит в свою очередь представляет собой совокупность токов. Он считал, что в магните есть множество элементарных токов, текущих перпендикулярно к его оси.

Магнитное поле Земли он также объяснил гигантскими токами, текучими внутри Земли и в атмосфере.

А) Ребята, так что же такое магнитное поле?

Ответ: Магнитное поле – это вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрическими заряженными частицами.

Б) Перечислите свойства магнитного поля.

Ответ: а) магнитное поле порождается электрическим током.

Б) магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток.

В) Что является основной характеристикой электрического поля?

Ответ: вектор напряженности электрического поля.

Основная характеристика магнитного поля – вектор магнитной индукции.

За направление вектора магнитной индукции принимают направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно установившейся в магнитном поле.

Когда мы ориентируемся на местности по компасу, мы тем самым проводим опыт по определению направления вектора индукции магнитного поля Земли.

Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика (сформулировать его).

Экспериментальное задание:

А)Подключите катушку к источнику тока и при помощи компаса определите направление вектора магнитной индукции в различный местах около катушки. Что у вас получилось?

Ответ: в различных местах разное.

Б) Измените полярность источника тока. Изменится ли направление вектора магнитной индукции от направления тока в катушке?

Ответ: зависит.

Линии , касательные к которым в каждой точке направлены также. Как и вектор магнитной индукции, называются линиями магнитной индукции.

Их можно сделать видимыми, если насыпать вокруг проводника с током мелкие металлические опилки. А теперь проделайте этот опыт сами (учащиеся проделывают опыт).

Важная особенность линий магнитной индукции в том, что замкнуты. Поля с замкнутыми линиями называются вихревыми.

Ребята, изучая электрическое поле , вы знакомились с принципом суперпозиции полей электрических полей.

Вспомните в чем оно заключается?

Ответ: если в какой либо точке пространства существуют не одно, а несколько электрических полей , то общая напряженность поля равна сумме напряженности отдельных полей.

Сформулируйте по анологии принцип суперпозиции магнитных полей. Ответ: если в какой либо точке пространства существует не одно. А несколько магнитных полей , то общий вектор магнитной индукции равен сумме векторов магнитной индукции каждого поля в отдельности.

6. Систематизация и закрепление нового материала.

Составить рассказ о магнитном поле по плану:

А) Определение.

Б) Свойства

В) Основная характеристика

Г) Особенности магнитных линий

Д) Принцип суперпозиции магнитных полей.

7)Применение новых знаний в различных ситуациях.

Решение качественных задач.

А) Молния ударила в ящик со стальными ножами и вилками. Почему они оказались намагниченными? Как это обЪяснить?

Б)как взаимодействуют два воздушных провода троллейбусной линии: притягиваются или отталкиваются?

8) Рефлексия.

Какой вид работы для вас был наиболее интересным?

Что было наиболее трудным?

Как вы оцениваете свою деятельность на уроке?

Домашнее задание : П.1,2; по желанию подготовить сообщения :

Магнитное поле Земли.

Магнитные аномалии.

Влияние магнитных бурь на организм человека.

infourok.ru

Разработка урока по теме «Электромагнитная индукция» 11 класс

В школах закрытого типа обучаются осуждённые в возрасте от 18 до 30 лет. Обучение ведётся без домашнего задания. Продолжительность урока 80 мин. В школе отсутствует интернет поэтому на уроках используется DVD-диск

Урок физики

Класс: 11

Уровень: базовый

Профиль: общеобразовательный

Тип урока: комбинированный

Тема урока: Электромагнитная индукция (ЭМИ)

Цели урока:

Обучающая:

• обучить распознаванию признаков ЭМИ, объяснению явления ЭМИ на основе закона ЭМИ, правила Ленца;

• обеспечить усвоение учащимися признаков явления ЭМИ на основе применения закона ЭМИ, правила Ленца;

• Развивающая:

• формировать умение выделять существенные признаки ЭМИ

• развивать познавательного интереса к предмету через практическую направленность.

Воспитательная:

• воспитывать убеждённость в возможности познании законов природы;

• воспитывать чувства гражданственности, патриотизма, гордости за успехи наших соотечественников.

Ход урока

1. Организационный (3 мин)

Задача этапа:

2. Проверка знаний по предыдущей теме:

Задача этапа:

• проверить знания понятий: магнитное поле, источник магнитного поля, вектор магнитной индукции;

• проверить знания обозначений: вектор магнитной индукции.

1. Что мы знаем о постоянных магнитах? (северный и южный магнитные полюса, одноимённые полюса отталкиваются, разноимённые притягиваются, вокруг магнита существует магнитное поле, которое характеризуется вектором магнитной индукцией).

2. Как направлен вектор магнитной индукции? (выходит из северного полюса и входит в южный полюс).

3. Что является источником магнитного поля? (движущая заряженная частица).

4. Каким способом ещё можно получить магнитное поле? (вокруг проводника с током существует магнитное поле).

5. Кто впервые обнаружил электрическое поле вокруг проводника с током? (1820г Эрстед)

6. Кто объяснил наличие магнитных свойств проводника с током? (А.М.Ампер)

7. Как определить направление магнитного поля вокруг проводника с током? (по правилу буравчика (правило правой руки))

3. Объяснение нового материала – 35 мин:

Задача этапа:

• ввести понятия ЭМИ, магнитный поток, объяснение этого явления с помощью закона ЭМИ, правила Ленца.

На прошлом уроке мы говорили, что вокруг проводника с током существует магнитное поле, т.е. электричество порождает магнетизм. Возникает вопрос: а можно с помощью магнита получить электричество?

Ответ: возможно.

Только вот как?

Это удалось в 1831г. английскому исследователю М Фарадею. Данное явление получило название электромагнитная индукция. И сегодня целью нашего урока будет:

Познакомиться с явлением ЭМИ.

Рассмотрим это явление и выясним его особенности.

Опыт №1 катушка-моток, магнит, миллиамперметр.

В ходе эксперимента мы видим, что миллиамперметр показывает в катушке наличие тока. Что индуцирует (наводит) ток в катушке?

Ответ: движение магнита.

Опыт № 2 при движении магнита перпендикулярно плоскости катушки, при котором магнит то приближается, то удаляется от катушки, фиксируем наличие тока.

Опыт №3 при движении магнита параллельно плоскости фиксируем отсутствия тока

Опыт № 4 при вращении магнита перпендикулярно плоскости катушки ток в катушке тоже отсутствует.

Из этих опытов следует вывод, что важно не движение магнита, а что то другое. Что?

Давайте вспомним, что характеризует магнит.

Ответ: магнитными линиями, касательные в каждой точке совпадает с вектором магнитной индукции.

Т.е. можно представить, что из магнита идёт поток магнитных линий. Т.е. можно ввести физическую величину характеризующий поток магнитных линий. Эта величина так и называется магнитный поток, обозначается буквой Ф. Давайте найдём определение этой величины в учебнике стр56. Прочитаем, … запишем. От каких величин зависит магнитный поток согласно определению? (от площади мотка, от вектора магнитной индукции, от их взаимного расположения). Магнитный поток измеряется в 1Вб = 1 Тл * 1м² . Вильгельм Вебер – немецкий физик.

Итак, при приближении к магниту магнитный поток увеличивается, при удалении – уменьшается.

Вернёмся к нашим экспериментам. В опыте №2 мы фиксировали наличие тока, когда магнитный поток …

Ответ: увеличивается или уменьшается.

Т.е. изменяется. В опыте № 3 магнитный поток меняется, но…

Ответ: не пересекает катушку.

И тока нет. В опыте №4 магнитный поток пересекает катушку, но не изменяется. И опять тока не наблюдаем. Исходя из опытов, делаем вывод, что для того, чтобы появлялся ток в катушке необходимо, чтобы магнитный поток…

Ответ: изменялся и пересекал катушку.

Находим в учебнике определение электромагнитной индукции. Читаем, записываем.

М.Фарадею удалось не только открыть явление ЭМИ, но и рассмотреть способы получения индукционного тока.

Фрагмент фильма №1 (3мин 40с)

Давайте проанализируем данный фрагмент:

1. Каким способом можно получить индукционный ток?

— движение катушки или магнита относительно друг друга. При этом мы получали изменяющийся магнитный поток, пересекающий катушку.

— в момент замыкания и размыкания цепи постоянного тока. Во второй катушке не включённой в цепь возникал индукционный ток за счёт изменяющегося магнитного потока, созданного изменяющимся в момент включения и выключения постоянного тока.

— в цепи постоянного тока при изменении тока с помощью реостата в катушке включенной в цепь создавалось изменяющееся магнитный поток, который пересекал вторую катушку, не включённую в цепь.

Причины возникновения индукционного тока

В случае, когда проводник движется в постоянно магнитном поле, индукционный ток возникает в проводнике, т.к. в проводнике есть свободные заряды. А мы знаем, что магнитное поле действует на движущиеся вместе с проводником заряды.

В других случаях, когда проводник неподвижен, сила Лоренца не действует на неподвижные заряды. В этом случае индукционный ток возникает только за счёт изменения магнитного поля, т.е. изменяющееся со временем магнитное поле порождает электрическое поле, которое и приводит в движение свободные заряды.

Главное отличие электрического поля, порождённого переменным магнитным полем является то, что это поле возникает в замкнутом контуре. Значит линии напряжённости замкнуты. Такое поле называют вихревым.

Если в замкнутом контуре возникает индукционный ток, значит, в контуре на свободные заряды действуют сторонние силы ЭДС.

Используя закон Ома для полной цепи, получаем: ε_i= I_i R. Используя это соотношение, М.Фарадей опытным путём установил закон ЭМИ. Посмотрим опыты.

Фрагмент фильма №2 (3мин 50с)

Итак, отчего зависит ЭДС индукции?

От величины магнитного потока, от скорости изменения магнитного потока, от числа витков в катушке.

Давайте найдём формулировку закона ЭМИ в учебнике, читаем, записываем.

При проведении опытов мы видели, что направление индукционного тока менялось. Как вы думаете, а направление тока как-то связано с изменяющимся магнитным потоком?

Возможно.

Действительно это так. Данную закономерность выявил наш русский учёный Э.Х.Ленц, оно так и называется – правило Ленца. Найдём в учебнике данное правило прочитаем, записываем. Понятно вам, о чём говорится в правиле?

Нет.

Чтобы разобраться с этим правилом давайте посмотрим следующий фрагмент.

Фрагмент фильма №3 (1мин 50с)

В этом фрагменте все опыты проводились только с южным полюсом, хотя подобный результат можно получить и с северным полюсом. Посмотрим.

Опыт №5

Приближая северный полюс магнита к разомкнутому контуру, коромысло не движется. Приближая северный полюс магнита к замкнутому контуру, мы видим, как коромысло отталкивается. Когда магнит приближается, не важно каким полюсом, магнитный поток увеличивается. Согласно правилу Ленца, в замкнутом контуре возникает ток такого направления, что своим магнитным полем стремится скомпенсировать это увеличение, т.е. мешает этому увеличению. Если мы приближаем манит к контуру северным полюсом, то мы видим, что коромысло отталкивается. Значит, в контуре возникает индукционный ток такого направления, что создаёт магнитное поле, имеющее северный полюс со стороны магнита, т.е. направление векторов магнитной индукции контура и магнита противоположны. Зная направление магнитного поля контура, по правилу правой руки определяем направление индукционного тока – против часовой стрелки. Когда магнит удаляется, не важно каким полюсом, магнитный поток уменьшается. Согласно правилу Ленца, в замкнутом контуре возникает ток такого направления, что своим магнитным полем стремится скомпенсировать это уменьшение, т.е. мешает этому уменьшению. Если мы удаляем магнит от контура северным полюсом, то мы видим, что коромысло притягивается. Значит, в контуре возникает индукционный ток такого направления, что создаёт магнитное поле, имеющее южный полюс со стороны магнита, т.е. направление векторов магнитной индукции контура и магнита совпадают. Зная направление магнитного поля контура, по правилу правой руки определяем направление индукционного тока – по часовой стрелки.

Вопросы есть?

Нет.

4. Закрепление нового материала – 30 мин:

Задача этапа:

• Повторение раннее изученный материал: направление вектора магнитной индукции постоянного магнита, правило правой руки. Закрепление нового материала: явления ЭМИ, правило Ленца.

Выполняем лабораторную работу. Записываем в тетрадях:

Тема: Изучение явления электромагнитной индукции и проверка правила Ленца.

Исходя из темы работы, сформулируем цель работы:

Изучить явление ЭМИ и проверить правило Ленца.

Цель: продолжить знакомство с явлением ЭМИ, «вывести» экспериментально правило Ленца для определения направления индукционного тока.

Оборудование: миллиамперметр, катушка-моток, магнит дугообразный.

Ход работы:

В тетради готовим таблицу:

Первый столбец – номер опыта.

Второй – способ получения индукционного тока.

Третий – направление индукционного тока.

Четвёртый – направление вектора магнитной индукции поля, созданного током.

Пятый – направление вектора магнитной индукции магнита.

Шестой – изменение магнитного потока дугообразного магнита.

Подключаем катушку к зажимам миллиамперметра и выполняем действия, указанные во втором столбце таблицы. Выполняем первые две строки вместе, две последние заполнять будете самостоятельно.

При выполнении опытов магнит перемещаем с одной и той же стороны катушки, положение которой не меняется.

Работу выполняем по плану:

1. Определяем изменение магнитного потока.

Итак, при внесении в катушку северного полюса магнита магнитный поток …

Увеличивается.

Ставим в последнем столбце знак плюс.

2. Определяем направление вектора магнитной индукции дугообразного магнита.

При нашем расположении магнита направление вектора магнитной индукции магнита будет …

Выходит из северного полюса, значит влево.

Ставим в пятом столбце стрелку направленную влево.

3. Определяем направление вектора магнитной индукции, созданного индукционным током катушки.

Тогда по правилу Ленца в катушке должен возникать ток такого направления, что своим магнитным полем стремиться скомпенсировать это увеличение, т.е. мешает этому увеличению. Значит, с этой стороны катушки образуется …

Т.к. катушка отталкивается – северный полюс.

В четвёртой колонке рисуем стрелку направленную вправо.

4. Определяем направление индукционного тока в катушке.

Тогда по правилу правой руки, определяем направление тока в катушке — …

Против часовой стрелки.

Рисуем в третьем столбце.

Заполняем вторую строчку по предложенному плану. При удалении из катушки северного магнитного полюса магнита магнитный поток …

Уменьшается.

Ставим в последнем столбце знак минус.

При этом направление вектора магнитной индукции магнита меняется?

Нет.

Ставим в пятом столбце стрелку направленную влево, как и в первой строке. Тогда по правилу Ленца в катушке должен возникать ток такого направления, что своим магнитным полем стремиться скомпенсировать это уменьшение, т.е. мешает этому уменьшению. Значит, с этой стороны катушки образуется …

Т.к. катушка притягивается – южный полюс.

В четвёртой колонке рисуем стрелку направленную влево. Тогда по правилу правой руки, определяем направление тока в катушке — …

По часовой стрелке.

Ещё раз проведём опыт с северным полюсом магнита. Обратите внимание на отклонение стрелки миллиамперметра при внесении и удалении северного полюса магнита. Проведите исследование с южным полюсом результаты опыта занесите в таблицу самостоятельно. Сделайте вывод о проделанной работе.

Таблица в тетради должна выглядеть следующим образом.

5. Подведение итогов – 2 мин.

В конце урока предлагаем учащимся обсудить урок: что понравилось, что хотелось бы изменить, оценить свое участие в уроке.

Учебник Физика 11класс для общеобразовательных учреждений (базовый уровень) Мнемозина Москва 2012г.

Современный гуманитарный университет, 2002 ООО «Телекомпания СГУ ТВ» 2005 г. Москва Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы. Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция.

Фронтальные лабораторные занятия по физике в 7 – 11 классах общеобразовательных учреждений. Под редакцией В.А.Бурова и Г.Г. Никифорова «Просвещение» «Учебная литература» Москва 1996г.

infourok.ru

конспект по физике для 11 класса. Тема: Открытие явления электромагнитной индукции. Магнитный поток. Направление индукционного тока. Правило Ленца.

Тема: Открытие явления электромагнитной индукции. Магнитный поток. Направление индукционного тока. Правило Ленца.

Цель: Формирование понятия электромагнитной индукции, магнитного потока, ввести формулы для магнитного потока, научить определять направление индукционного тока по правилу Ленца; развивающая: формирование умений у учащихся сравнивать, самостоятельно делать выводы; воспитательная: формирование осознания детьми важности науки.

Оборудование: учебник, задачник, магнит, гальванометр, катушка.

Тип урока: урок изучения новых ЗУНов.

Должны знать/уметь: понятие – явление электромагнитной индукции, историю открытия, основные формулы данной темы.

Ход урока.

Организационный момент.

l. Актуализация опорных знаний. Повторение ранее изученного материала.

1. Что является силовой характеристикой действия магнитного поля?

Как обозначается? Формула? .

Единицы измерения? [В]=[ Тл].

2. Какая сила возникает между двумя взаимодействующими проводниками с током? .

3. Формула .

4. Как можно определить направление ? С помощью правила левой руки: в ладонь, четыре пальца – направление , большой палец – направление .

5. Какая сила действует на одну заряженную частицу в магнитном поле? . Формула. .

6. Чему равна , если частица влетела параллельно линиям ?

7. Что происходит с частицей, когда она влетает в магнитное поле под углом ? Начинает двигаться по спирали, потому что изменяет траекторию ее движения.

8. Чему равна , если частица влетела перпендикулярно линиям ? .

9. Какая траектория движения частицы? Окружность.

10. Какая траектория движения частицы, когда она влетает параллельно линиям ? Прямая.

11. Как определить направление ? С помощью правила правой руки: в ладонь, четыре пальца – направление , большой палец – направление .

II. Изучение новых ЗУНов.

До сих пор мы рассматривали электрические и магнитные поля, не изменяющиеся во времени. Выяснили, что электростатическое поле образовывается неподвижными заряженными частицами, а магнитное поле – перемещающимися, т.е. электрическим током. Теперь необходимо выяснить что происходит с электрическим и магнитным полями , изменяющимися во времени.

После открытия Эрстедом связи электрического тока с магнетизмом, Майкл Фарадей заинтересовался, а возможна ли связь наоборот.

В 1821 г. Фарадей в своем дневнике записал: «Преобразовать магнетизм в электричество».

Он проводил множество опытов на протяжении многих лет, но все не давало результатов. Он хотел бросить свою идею и эксперименты много раз, но что-то останавливало его и 29 августа 1831г. После многочисленных опытов, которые он проводил на протяжении 10 лет, Фарадей достиг своей цели: он заметил, что в замкнутом проводнике, который расположен в замкнутом магнитном поле, появляется электрический ток, его ученый назвал индукционным током.

Фарадей придумал серию экспериментов, которые сейчас очень просты. Он на катушку наматывал параллельно один другому проводники (два провода), которые были изолированы друг от друга и подключал один конец к батарее, а другой к прибору для определения силы тока (гальванометру).

Он заметил, что все время стрелка гальванометра была в покое и не реагировала при прохождении тока через электрическую цепь. А когда он включал и выключал ток, стрелка отклонялась.

Оказалось, что в тот момент, когда через первый провод проходил ток, и когда он прекращал идти, во втором проводе появляется ток всего на мгновенье.

Продолжая свои опыты Фарадей установил, что достаточно простого приближения проводника , закрученного в замкнутую кривую, к другому проводнику, по которому идет ток, чтобы в первом образовался индукционный ток, направленный обратно от проходящего тока. А если отдалять закрученный проводник от того, по которому проходит ток, то в первом вновь появится индукционный ток обратного направления.

Фарадей размышлял, электрический ток способен намагнитить железо. А может ли магнит в свою очередь вызвать появление электрического тока.

Долгое время эту взаимосвязь не удавалось обнаружить. Исследование проводилось таким образом, что катушка, на которую намотали проволоку была подключена к гальванометру и использовался магнит, который опускался в катушку или втягивался.

Вместе с Фарадеем подобный опыт выполнял Колладон (швейцарский ученый).

При работе он пользовался гальванометром, легкая магнитная стрелка которого помещалась внутри катушки прибора. Чтобы магнит не влиял на стрелку, концы катушки были выведены в другую комнату.

Когда Колладон помещал магнит в катушку, он шел в другую комнату и наблюдал за стрелкой гальванометра, шел обратно – вынимал магнит из катушки и опять возвращался в комнату с гальванометром. И каждый раз он с огорчением убеждался, в том что стрелка гальванометра не отклонялась, а оставалась на нулевой отметке.

Стоило бы ему все время наблюдать за гальванометром и попросить кого-нибудь заняться магнитом, замечательное открытие было бы сделано. Но этого не случилось. Покоящийся относительно катушки магнит мог лежать преспокойно внутри нее сотни лет, не вызывая в катушке тока.

Ученому не повезло, это были тяжелые времена для науки и ни кто не нанимал тогда себе помощников, некоторые из-за финансовых проблем, а не которые чтоб не пришлось делиться открытием

С подобного рода случайностями сталкивался и Фарадей, потому что он неоднократно пытался получить электрический ток при помощи магнита и при помощи тока в другом проводнике, но безуспешно.

Но Фарадею все таки удалось сделать открытие и как он писал в своих дневниках, он выявил ток в катушке, который назвал индукционным током.

Можно показать опыт с магнитом и катушкой. И сказать: на л.р. вы сами будете учиться наблюдать подобное явление.

Зн. Явление порождения в пространстве переменным магнитным полем переменного эл. поля называется явлением электромагнитной индукции.

Индукционный ток в замкнутом проводящем контуре (или в катушке) возникает тогда, когда меняется количество линий магнитной индукции В (во время ввода или вывода магнита количество линий меняется), которые пронизывают поверхность, ограниченную контуром.

Физическую величину, которая прямо пропорциональна количеству линий магнитной индукции, которые пронизывают данную поверхность, называют потоком магнитной индукции.

[Ф]=[Вб] Вебер

Поток магнитной индукции характеризует распределение магнитного поля по поверхности, ограниченной замкнутым контуром.

Магнитный поток Ф (поток вектора магнитной индукции) через поверхность площадью – это величина, равная произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь и косинус угла между векторами и :

Направление В к площади, которую он пронизывает может быть разной:

1. В ll

Чему равен угол между В и ? 0^о А чему равен?

Зн. Чему будет равен магнитный поток?

2. В ⊥

Чему равен угол между В и ? 90^о А чему равен?

Зн. Чему будет равен магнитный поток?

Значит формула сохраняется в том виде, что и была.

А при расчете магнитного потока подставляется угол, который дан.

Направление индукционного тока определяется правилом Ленца. Индукционный ток, который возникает в замкнутом контуре, своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Т.е. индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.

Если вносить магнит в сплошное (целое) кольцо, то оно убегает от магнита, т.е. поворачивается перед ним. Если выдвигать магнит из кольца, то оно наоборот стремится догнать магнит. Если же кольцо разрезанное, т.е. не сплошное, то ничего не наблюдается.

Использование правила Ленца.

1. Определяем направление линий В внешнего магнитного поля.

2. Если ΔФ>0 (Ф усиливается), то линии В’ и В направлены в разные стороны, т.е. В’↑↓В. Если ΔФ<0 (Ф уменьшается), то В’↑↑В.

3. За линиями В’ по правилу правой руки определяем направление индукционного тока.

III. Закрепление изученных ЗУНов.

1. Кто открыл явление электромагнитной индукции? – Фарадей.

2. Что называется явлением электромагнитной индукции? – Явление порождения в пространстве переменным магнитным полем переменного эл. поля называется явлением электромагнитной индукции.

3. Когда возникает индукционный ток? – Индукционный ток возникает, когда меняется магнитный поток, пронизывающий замкнутую поверхность.

4. Что такое поток электромагнитной индукции? — Физическую величину, которая прямо пропорциональна количеству линий магнитной индукции, которые пронизывают данную поверхность, называют потоком магнитной индукции.

5. Формула для Ф? —

6. Ед. измер.? — [Ф]=[Вб] Вебер

7. Как определить направление индукционного тока? – По правилу Ленца.

8. Задача 10.25 из задачника Божинова.

9. Задача 10.26.

10. Задача 10.24

11. Задача 10.23

12. Задача стр.76

13. Стр.133 учебника задача 5.

Д/з:§7,8(стр.35,36), задача А3, А6 стр.34 учебник Мякишев 11кл

Итог урока: выставление оценок.

infourok.ru