Методическая разработка урока по физике для 1 курса»«Действие магнитного поля на проводник с током и заряженную частицу. Сила Ампера. Сила Лоренца.
Міністерство освіти і науки України
Шахтарський технікум Донецького національного університету
економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського
Методична розробка
відкритого заняття
«Дія магнітного поля на провідник зі струмом та заряджену частку. Сила Ампера. Сила Лоренца.»
з навчальної дисципліни «Фізика»
спеціальність 5.03050901 «Бухгалтерський облік»
перший курс
2014
Методична розробка відкритого заняття з дисципліни «фізика». Підготував Кононенко В.А. – викладач Шахтарського технікуму ДонНУЕТ імені Михайла Туган-Барановського – 2014.
Викладено методику підготовки і проведення лекційного заняття з використанням інноваційних технологій.
Для викладачів дисципліни «Фізики» вищих навчальних закладів І - ІІ рівнів акредитації.
Рецензенти :
Войшель В.М. – голова циклової комісії природничо-математичних дисциплін, викладач вищої кваліфікаційної категорії Шахтарського технікуму
ДонНУЕТ імені Михайла Туган-Барановського
Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії природничо-математичних дисциплін (протокол № 1 від « » 2013 р.)
Зміст
1. Передмова4
2. Методичні рекомендації з підготовки до заняття6
3. План проведення заняття8
4. Хід заняття9
5. Розгорнутий хід заняття..10
6. Література.17
7. Додатки.19
Передмова
Становлення України як держави, перехід її до ринкових умов господарювання вимагає підготовки висококваліфікованих молодших спеціалістів. Рівень підготовки до професійної діяльності тісно пов'язаний з якістю навчального процесу.
У ході навчання фізики студентів потрібно вчити продуктивно мислити, надавати їм можливості самостійно здобувати знання висувати різні припущення і здогадки, перевіряти їх і шукати, таким чином, найбільш раціональні розв’язування навчальних проблем.
Серед навчальних предметів загальноосвітнього циклу фізика займає одне з провідних місць. Це є відображенням того об'єктивного загальновідомого факту, що фізика - основа сучасної техніки і багатьох сучасних виробництв та технологій.
Фізика розкриває загальні закони і закономірності природи, встановлює зв'язки між явищами природи, а спеціальні науки доводять їх до конкретного технологічного втілення.
Знання законів природи, які вивчає фізика, вміння пояснювати природні явища, вільно орієнтуватися в яскравій і швидкій круговерті природних явищах - невід'ємна ознака і риса сучасної освіченої людини. Це визначає не лише її фахову підготовку, не лише забезпечує активну участь в суспільному виробництві, але і визначає інтелектуальний рівень людини в суспільстві. Тож не дивно, що усі економічно розвинуті країни світу надають великої уваги вдосконаленню системи фізичної освіти.
У процесі реалізації навчального плану і формуванні спеціаліста особливе значення має підготовка і проведення лекційних занять.
Згідно з навчальною та робочою програмами навчальної дисципліни „ Фізика ” для спеціальності 5.03050901 «Бухгалтерський облік» денної формі навчання на другу тему «Магнітне поле» відведено 8 годин, з них: аудиторних – 8 годин (6 годин – лекції, 2 години – семінар). Ця тема тісно пов’язана з подальшою темою: „ Електромагнітна індукція” на яку також відведено 8 годин, з них: 8 - аудиторних (4 годин - лекції, 2 години – практичні і 2 години – семінар).
Для успішного засвоєння студентами фізичних знань необхідно, щоб вони не лише засвоювали фактичні дані, але і вміли використовувати свої знання на практиці. Для кращого вирішення цього завдання сприяють лабораторні та практичні роботи, під час яких студенти можуть за допомогою дослідів на основі набутих знань вивчати і перевіряти теоретичний матеріал.
Вивчення навчальної дисципліни «Фізика» сприяє формуванню у студентів наступних компетенцій:
- здатність отримувати з різних джерел інформацію з базових питань програмного матеріалу навчальної дисципліни «Фізика»;
- здатність до самостійного поповнення, оновлення і систематизування своїх знань з питань фізики;
- здатність ефективно організовувати свій час при вивченні програмного матеріалу навчальної дисципліни;
- здатність здійснювати ефективні міжособистісні комунікації;
- здатність до набуття теоретичних і практичних нормативних знань з фізики;
- здатність організовувати свою роботу для досягнення результатів навчання; оволодіння вміннями та навичками саморозвитку, самоаналізу, самоконтролю та самооцінки;
- здатність оцінювати найважливіші досягнення національної, європейської та світової науки;
- здатність оволодіння новими інформаційними технологіями, здатність відбирати, аналізувати, оцінювати інформацію, систематизувати її.
У процесі навчання студент здійснює різні дії, в яких виступають основні психічні процеси: відчуття, сприймання, уява, мислення, пам'ять та інші. Оскільки з усіх пізнавальних психічних процесів провідним є мислення, то можна сказати, що активізувати діяльність студентів - це активізувати їх мислення. Разом з тим треба пам'ятати, що без бажання студента вчитися всі старання викладача не дадуть очікуваних наслідків. Звідси випливає висновок, що потрібно формувати мотиви навчання, бажання студентів розв'язувати пізнавальні задачі.
Якісна організація навчального процесу з фізики визначає високу ефективність навчального процесу. Правильний вибір тих чи інших організаційних форм дозволяє найефективніше реалізувати основні завдання навчально-виховного процесу.
Під час лекції студенти мають можливість закріпити теоретичні знання шляхом розв’язування задач на розрахунок сили Ампера та Лоренца, виконуванням тестів на використання правила лівої руки.
Методична розробка призначена для підготовки і проведення лекційного заняття з предмету фізика за темою «Дія магнітного поля на провідник зі струмом та заряджену частку. Сила Ампера. Сила Лоренца». Актуальність вибору даної теми обґрунтовується зростанням популярності досліджень впливу магнітного поля на живі організми, як особливу форму матерії.
Методичні рекомендації з підготовки до заняття
Лекція – є головною ланкою дидактичного ланцюга навчання. Її мета - формувати орієнтовні основи для послідовного засвоєння студентами навчального матеріалу. В житті сучасної вищої школи лекцію часто звуть "горячей точкой". Слово "лекція" походить від латинського "lection" - читання. Лекція з’явилась в Древній Греції, та подальший розвиток дістала у Древньому Римі в середні віки. Яскраві сторінки в історії розвитку лекційної форми навчання в Росії вписав засновник першого російського університету М. В. Ломоносов, з гідністю оцінював живе слово викладача. Він вважав необхідним систематично и наполегливо вчитися «красноречию», під яким розумів "искусство о всякой данной материи красно говорить и тем преклонять других к своему об оной мнению". І тому він радив лекторам «разум свой острить через беспрестанное упражнение в сочинении и произношении слов, а не полагаться на одни правила и чтение авторов».
Навчальна лекція - це логічно вивершений, науково обґрунтований і систематизований виклад наукового або науково-методичного питання, ілюстрований, при необхідності, засобами наочності та демонстрацією дослідів. В основі лекції має бути упорядкована, системна інформація, новітні факти, події, проблемні питання, тому за змістом вона повинна, бути інформаційною, за методом систематизуюча і проблемна.
Ефективність лекції значно підвищується при застосуванні засобів їх візуального супроводження. Візуальні засоби дають можливість досягти доведеності і обґрунтованості суджень, виділенню найбільш суттєвого, підвищує увагу і інтерес слухачів.
Лекція-візуалізації виникла в результаті пошуку нових можливостей для реалізації принципу наочності. Психолого-педагогічні дослідження показують, що наочність не тільки сприяє більш успішному сприйняттю і запам'ятовуванню навчального матеріалу, але також сприяє глибше проникнути в суть пізнаваних явищ.
На початку заняття викладач повинен впевниться, що студенти володіють такими знаннями:
що називають магнітним полем;
чим створюється магнітне поле;
як взаємодіють два прямих провідники зі струмом;
як знайти напрям магнітної індукції;
що називають магнітним полем тощо.
Для цього проводиться поточний контроль знань студентів методом фронтального опитування та тест-контроль.
Підготовку студентів до засвоєння нового матеріалу краще проводити методом цілеспрямованої бесіди з тих питань, які плавно підводять до теми лекції.
Створення активної уваги студентів, мотивація пізнавальної діяльності не складає окремого етапу заняття. Ця робота ведеться протягом всього заняття, на кожному його етапі. Але перед викладанням нового матеріалу доцільно:
поставити перед студентами близькі і далекі перспективи в навчанні;
встановити внутрішньо і міжпредметні зв’язки;
показати значення матеріалу для розвитку особистості, її здібностей, розширення кругозору, підвищення рівня математичного мислення;
Характерною рисою лекції-візуалізації є те, що вона надає практично необмежені можливості для самостійної та спільної творчої діяльності викладача та студентів. З авторитарного носія істини викладач перетворюється на учасника продуктивної діяльності своїх вихованців та за допомогою комп’ютера створює сприятливе середовище для формування власного інтелекту.
Методика використання мультимедійних технологій у процесі вивчення сприяє:
посиленню мотивації навчання студентів;
вдосконаленню системи управління навчанням на різних етапах заняття;
зростанню якості навчання і виховання, підвищенню інформаційної культури студента;
підвищенню рівня обізнаності студентів щодо сучасних інформаційних технологій;
демонстрації можливостей комп’ютера не лише як засобу для гри.
Дану технологію можна розглядати як пояснювально-ілюстративний метод навчання, основним призначенням якого є організація засвоєння інформації на основі сполучення навчального матеріалу з його зоровим сприйняттям.
Методи і прийоми активізації пізнавальної діяльності, які застосовуються на занятті, повинні враховувати рівень пізнавальних здібностей студентів, бо непосильні завдання можуть підірвати віру студентів у свої сили і не дадуть позитивного ефекту.
Новітні технології спрямовані на покращення якості життя та широко використовуються у навчанні. У сучасному світі вимоги до викладача різко зростають, оскільки викладач не тільки має досконало знати свій предмет, чітко уявляти сферу сучасного застосування набутих студентами умінь та навичок, слідкувати за сучасним розвитком наукових знань у своїй галузі, а й адаптуватися до умов швидкого розвитку інноваційних засобів навчання. Стрімкий розвиток сучасних комп'ютерних технологій, за умов правильного використання, може полегшити та удосконалити роботу викладача.
Лекційне заняття, побудоване на візуальному супроводженні з використанням інноваційних технологій, що дозволяє краще реалізувати дидактичну мету заняття.
2. План проведення навчального заняття
Дисципліна
Фізика
Група
БО 1/2
Дата
23.01. 2014
Курс:
1
Семестр:
2
Спеціальність:
5.03050901 «Бухгалтерський облік»
Тема заняття:
«Дія магнітного поля на провідник зі струмом та заряджену частку. Сила Ампера. Сила Лоренца.»
Цілі заняття:
методична
- вдосконалення методики проведення лекційного заняття із застосуванням активних прийомів і методів навчання;
- адаптація інноваційних методів навчання до традиційної методики викладання.
дидактична
- поглиблення, узагальнення, систематизація і контроль знань студентів:
- формування уміння використовувати отримані теоретичні знання на практиці;
- залучення до самостійної, творчої співпраці;
- закріплення знань, умінь та навичок.
виховна
- -виховувати уважність, високу пізнавальну активність , розсудливість, збагачувати мову студентів фізичними науковими термінами;
- розвивати творчі здібності;
- домогтися усвідомлення необхідності оволодіння знаннями з фізики;
- формувати екологічну свідомість і світогляд студентів
Вид заняття:
лекція
Тип заняття:
тематична лекція з виконанням фронтальних лабораторних дослідів
Форма проведення:
лекція-візуалізація
Методи:
лабораторні(демонстрація взаємодії магнітних полів провідника зі струмом та постійного магніту з виявленням залежностей);
наочні(мультимедійні презентації, відео фрагменти);
словесні(фронтальна бесіда, розповідь, пояснення).
Міжпредметні зв’язки:
Забезпечуючі
математика, інформатика
Забезпечувані
біологія, екологія, географія, історія, астрономія
Методичне
забезпечення:
навчальна і робоча програми з предмету, інструкційно-методичне забезпечення лекції
Обладнання:
тести, презентація, відеофрагменти, блок живлення, провід, реостат, магніт у формі підкови, вмикач, штатив з утримуючою лапкою.
Література:
обов’язкова
Бар’яхтар В.Г. Фізика : підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (академічний та профільний рівень) / В.Г. Бар’яхтар, Ф.Я. Божинова, О.О. Кирюхіна, М.М. Кірюхін. – Ранок, 2011. – 320 с.
Сиротюк В.Д. Фізика : підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (рівень стандарту) / В.Д. Сиротюк, В.І. Баштовий. – СИЦИЯ, 2011. – 304 с.
Коршак Є.В. Фізика : підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (рівень стандарту) / Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко.– Ґенеза, 2011. – 256 с.
Божинова Ф.Я. Фізика. Комплексний зошит для контролю знань (рівень стандарту) / Ф.Я. Божинова, О.О. Кірюхіна. – Ранок, 2011. – 72 с.
додаткова
1. Краснякова Т.В. Фізика. Лабораторні роботи (рівень стандарту) / Т.В. Краснякова, К.Г. Чорнобай. – Янтар, 2012. – 57 с.
2. Чертіщева Т.В. Фізика : схеми і таблиці / Т.В. Чертіщева. – Весна, 2012. – 73 с.
Технічні засоби навчання:
мультимедійна система
Хід заняття
Етапи
заняття
Навчальна діяльність
Вид роботи
Час, хв.
І. Підготовчий етап
Організаційна робота:
привітання студентів;
перевірка наявності студентів;
підготовка аудиторії до заняття.
1.2 Ознайомлення студентів з темою і метою заняття.
1.3 Актуалізація опорних знань студентів:
- фронтальне опитування;
- тест – контроль.
Бесіда
Демонстрація слайдів. Розповідь викладача.
Опитування студентів.
15
1-2
12-13
ІІ. Основний етап
2.1 Мотивація навчання. Підкреслення значущості дисципліни у процесі навчання.
2.2 Фронтальний експеримент.
2.2.1 Досліди дії магнітного поля на провідник зі струмом.
2.2.2 Висновки по результатам дослідів.
2.2.3 Правило лівої руки.
2.2.4 Досліди чисельної залежності сили Ампера від фізичних величин.
2.2.5 Висновки по результатам дослідів.
2.2.6 Формула сили Ампера.
2.3 Друга частина.
2.3.1 Вплив заряджених часток на Землю.
2.3.2 Виведення формули сили Лоренца.
2.3.3 Основні елементи та принципи дії осцилографа.
2.3.4 Дослід по впливу магнітного поля на заряджену частку.
2.3.5 Висновки по залежності сили Лоренца від фізичної величини.
2.3.6 Правило лівої руки для заряджених часток.
2.3.7 Цікаві факти з історії.
Розповідь викладача.
Відповіді студентів.
Розповідь викладача.
Демонстрація
слайдів.
Відповіді студентів.
Демонстрація слайдів.
Розповідь викладача.
Відповіді студентів.
Розповідь викладача
Демонстрація слайдів.
50
ІІІ. Заключний етап
3.1 Закріплення вмінь і навичок студентів, контроль засвоєння знань, шляхом рішення практичних
завдань , тестування, розв’язування задач.
Коментар відповідей студентів.
Домашнє завдання.
Підведення підсумків заняття.
Відповіді
студентів.
Тестування.
Коментар
викладача.
20
3. Розгорнутий хід заняття
1 слайд І. Підготовчий етап
1.1 Організаційна робота. Доброго дня, шановні студенти!
Черговий, будь ласка, повідомте, хто відсутній на занятті.
Чи всі робочі місця готові до заняття? Приготуйте конспекти.
2 слайд
1.2 Тема: Дія магнітного поля на провідник зі струмом та заряджену частку. Сила Ампера. Сила Лоренца.
3 слайд Мета: Розкрити залежність сили дії магнітного поля на провідник зі струмом від індукції магнітного поля, сили струму в провіднику, довжини активної частини провідника і кута між напрямом струму в провіднику і напрямом ліній магнітної індукції. Роз’яснити дію магнітного поля на заряджену частку, яка рухається в цьому полі, та залежність дії сили від заряду, його швидкості та індукції магнітного поля. Ввести уявлення про силу Ампера та силу Лоренца.
Досягти засвоєння і уміння застосовувати в різних ситуаціях правила лівої руки.
Розвивати уміння спостерігати, порівнювати і узагальнювати результати експерименту, розвивати в студентів навички самостійного набування знань.
Хід заняття.
1.3 Актуалізація опорних знань(почнемо з перевірки вивченого раніше навчал. матеріал).
4 слайд Фронтальне опитування «Заморочки з бочки». Група ділиться на підгрупи. Кожна група витягує питання, на які повинна дати відповідь. Також необхідно знайти малюнок до своєї відповіді та пояснити його. Якщо підгрупа не може дати правильної відповіді, то відповідають інші підгрупи.
Як знайти напрям магнітної індукції? (Напрям магнітної індукції можна знайти за допомогою магнітної стрілки.)
Що називають магнітним полем?(магнітне поле – це особливий вид матерії, який існує навколо рухомих заряджених часток або тіл, а також навколо провідників зі струмом).
Чим пояснюється взаємодія провідників зі струмами?(Виникненням магнітного поля навколо кожного провідника зі струмом).
Правило правого гвинта для провідника зі струмом.(Якщо поступовий рух гвинта відбувається в напрямку струму, то напрям обертання гвинта вказує напрям ліній магнітної індукції).
Правило правої руки для витка (котушки) зі струмом.( Якщо праву руку розташувати так, щоб зігнуті чотири пальці вказували напрямок сили струму в котушці,тоді відігнутий на 90о великий палець вкаже напрямок ліній магнітної індукції котушки зі струмом)
Який дослід підтверджує зв’язок магнітного поля з рухом заряджених часток або тіл? (Дослід Ерстеда).
Правило правого гвинта для витка (котушки) зі струмом.( Якщо напрям обертання гвинта вказує напрямок струму в котушці, то поступовий рух гвинта відбувається в напрямку ліній магнітної індукції всередині котушки).
Яка фізична величина є силовою характеристикою магнітного поля?(В - магнітна індукція).
Коли виникає магнітне поле?(Магнітне поле утворюється рухомими зарядженими частками).
Які одиниці вимірювання магнітної індукції? (Тл -тесла )
Правило правої руки для провідника зі струмом.(Якщо праву руку розташувати так, щоб великий палець вказував напрямок сили струму в провіднику,тоді зігнуті чотири пальці вкажуть напрям ліній магнітної індукції прямого провідника зі струмом).
Як взаємодіють два провідники зі струмами?(Згідно з досліду Ампера два провідника з струмом однаково направленим – притягуються, а з різним напрямком струму - відштовхуються).
5 слайд (відео) Тест – контроль (4 варіанта тестів з різними номерами завдань. Відповіді заносяться у картку для відповідей, яка видається разом з тестовими завданнями, викладач в ході заняття перевіряє виконання студентами тест-контролю.)
ПІБ студента
І варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
Ч
Ч
б
Ч
в
Ч
Ч
Ч
г
Ч
І-ІV варіанти
Лінії магнітної індукції відрізняються від ліній напруженості електростатичного поля тим, що вони
а) перетинаються одна з одною;
б) починаються на північному полюсі магніту, закінчуються на південному;
в) замкнуті;
г) не мають напряму.
На якому рисунку лінії магнітної індукції магнітного поля показано правильно:
а) б) в) г)
За напрямом магнітних ліній визначте напрям струму в провіднику:
а) вліво б) вправо в) вгору
г) перпендикулярно до площини рисунка
На якому рисунку зображено однорідне магнітне поле?
а) б) в) г)
Вкажіть точку магнітного поля, у якій модуль вектора магнітної індукції має найбільше значення:
а) А б) С в) В г) у всіх точках однаковий.
Вкажіть вченого, який дослідним шляхом виявив взаємодію провідників зі струмом:
а) Ампер; б) Ом; в) Ерстед; г) Фарадей.
Вкажіть, як саме взаємодіють провідники зі струмами, напрями яких вказані на рисунку:
а) не взаємодіють; в) притягуються;
б) відштовхуються; г) періодично притягуються й відштовхуються.
ІІ. Основний етап.
2.1 Мотивація навчальної діяльності
Як впливають електричні та магнітні поля на людину? Якщо ми складаємось з тих самих часток, з яких побудована вся матерія навколо нас, тоді ми повинні признати,що в нас теж протікають електромагнітні процеси. Наприклад, коли ми заб’ємо лікоть, нас ніби б’є електричним струмом, та рука на деякий час німіє; або магнітний браслет, який пропонує лікар, може допомогти комусь «від тиску» .
Ці приклади, та ще багато інших, є свідоцтвом наших електричних або магнітних реакцій. Це означає, що людина, як і тварини та рослини, – все живе – піддається впливу електромагнетизму. Воно може бути як шкідливим, так і корисним. Лікарі та вчені давно досліджують можливості, як зменшити перше та збільшити друге.
В лікарнях, в фізіотерапевтичних кабінетах проводять процедури:УВЧ, електрофорез, електромасаж, соляна кімнатаАбо зверніть увагу на склад лікувальної мінеральної води, навіщо там вказують усілякі катіони та аніони? Але ж це – зарядженні частки, які активно впливають на процес травлення.
Це лише невеликий перелік електромагнітного впливу на нас. Додати до нього магнітне поле Землі, хвилі та частки які йдуть від Сонця, космічне випромінювання. І вам стане зрозуміло, в якому сплетенні електромагнітних полів ми живимо і наскільки важливо знати їх особливі властивості.
6 слайд (відео) Зараз я пропоную переглянути невеличкий відеоролик перед тим як розпочати вивчення нового матеріалу.
2.2 Фронтальний експеримент (пояснення нового матеріалу)
Доведемо, що на провідник зі струмом у магнітному полі діє сила.
Виконування досліду з використанням свого обладнання.
Обладнання: штатив, джерело постійного струму, постійний магніт, реостат, ключ, з’єднувальні провідники, дротова рамка.
Визначимо, від яких чинників і як залежить ця сила Ампера. З’ясуємо залежність сили від:
напрямку струму;
напрямку ліній магнітної індукції.
7 слайд
Між полюсами постійного магніту розміщено провідник (мал. 1). Замкнемо ключ. Коли струм у провіднику проходить так, як показано на малюнку 2, провідник виштовхується з проміжку між полюсами магніту. Якщо змінити напрям струму (мал. 3), то провідник втягується у проміжок між полюсами магніту.
8 слайд
Змінити напрям руху провідника можна, змінивши напрям ліній магнітного поля (поміняти полюси магніту). Провідник також втягується у проміжок між полюсами магніту (мал. 4) або виштовхується з проміжку між полюсами магніту (мал. 5).
Робимо висновок (відповідають студенти):
І так, про що свідчить перший дослід? (На провідник зі струмом у магнітному полі діє сила.)
Чи залежить напрям сили, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом від напряму струму в провіднику? (Так, залежить.)
Як залежить ця сила від розташування полюсів магніту? (Напрям руху провідника змінюється, якщо змінити напрям магнітних ліній поля.)
9 слайд
Отже, сила дії магнітного поля на провідник зі струмом має певний напрям. Цю силу називають силою Ампера. По результатам досліду ми з’ясували взаємозв’язок напрямків дії ліній магнітного поля, протікання сили струму та сили Ампера. Всі три напрямки взаємно перпендикулярні, а такий взаємозв’язок характерний для лівої руки, або як кажуть фізики для лівої симетрії. Напрям сили Ампера можна визначити за правилом лівої руки.
Правило лівої руки
Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 900 великий палець укаже напрямок сили Ампера.
Але сила, як величина векторна, залежить не тільки від напрямку, а й від її числового значення. Це ми й будемо далі з’ясовувати.
10 слайд
Дослід Дослідити залежність сили Ампера від сили струму в провіднику.
Скористаємось нашою експериментальною установкою, показану на малюнку (заздалегідь ключ має бути розімкнений, движок реостата встановлений на максимальний опір).
Замкнемо електричне коло на декілька секунд. Ми спостерігаємо відхилення котушки від первинного положення. Дослід повторимо при різних значеннях сили струму, яка змінюється за допомогою реостата.
Висновок: (спочатку роблять студенти) Дротова рамка зі стркмом відхиляється на більший кут, якщо збільшити силу струму. А тому виходить, що сила Ампера збільшується із збільшенням сили струму в провіднику. ( записуємо на дошці Fa – I )
11 слайд
Дослід Дослідити залежність сили Ампера від магнітної індукції.
Будемо спостерігати відхилення рамки від первинного положення спочатку при одному, а потім при двох магнітах.
Висновок: (спочатку роблять студенти) Сила магнітної взаємодії збільшується із збільшенням індукції магнітного поля.( записуємо на дошці Fa – В)
Дослід Дослідити залежність сили Ампера від кутового напряму магнітного поля.
Змінимо відносне розташування рамки і магніта та вкажемо напрям магнітного поля, напрям струму і передбачуваний рух рамки відносно магніта.
Висновок:(спочатку роблять студенти) Якщо напрям магнітної індукції перпендикулярний площі витка, то відхилення максимальне, якщо паралельний – відхилення витка не спостерігається. ( записуємо на дошці Fa – кута
· )
12 слайд
Дослід Дослідити залежність сили Ампера від довжини провідника.
Спостерігаємо відхилення від первинного положення спочатку однієї рамки, а потім більшої рамки, в однаковому магнітному полі.
Висновок: Сила магнітної взаємодії збільшується із збільшенням довжини провідника. ( записуємо на дошці Fa – l )
13 слайд
Підводимо підсумок: Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, прямо пропорційна силі струму, магнітній індукції, активній довжині провідника і залежить
від кута між напрямом струму і напрямом ліній магнітної індукції.
13 SKIPIF 1 < 0 1413 SHAPE \* MERGEFORMAT 141515
Сила Ампера є максимальною, якщо провідник розташований перпендикулярно до магнітних ліній, і дорівнює нулю, якщо провідник розташований паралельно магнітним лініям.
14 слайд
За допомогою сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі, поясніть притягання та відштовхування двох паралельно розташованих провідників зі струмом(виникає взаємодія двох магнітних полів різнополюсних в першому випадку, та однополюсних у другому).
15 слайд
У результаті дії сили Ампера рамка зі струмом може обертатися в магнітному полі. Явище обертання рамки зі струмом у магнітному полі використовують у роботі електродвигунів.
2.3 Друга частина нового матеріалу(сила Лоренца)
16 слайд (відео про сонячний вітер)
17 слайд Кожної секунди Сонце втрачає 4 000 000 кг маси через випромінювання. Дуже потужний, руйнівний для всього живого потік різних заряджених часток, носить назву Сонячний вітер. Він розповсюджується в космічному просторі в усіх напрямках. Наша планета Земля завдяки атмосфері, озоновому шару та магнітному полю, захищена від негативного впливу космосу. Як би не було магнітного поля Землі, то ми мали би таку ж мертву планету, як Меркурій.
18 слайд (Фотографія безжиттєвої планети Меркурій). Отже продовжимо вивчати чудові властивості магнітного поля та його вплив на навколишні тіла.
Щоб продовжити вивчати нову тему, ви повинні пам'ятати, деякі поняття з ранніх тем:
Дати визначення електричного струму? (Електричний струм – це упорядкований рух заряджених часток)13 QUOTE 1415
Що таке сила струму?(Сила струму – це фізична величина, яка чисельно дорівнює заряду, який був перенесений через поперечне зріз провідника.)
Як знайти шлях при рівномірному русі?(Шлях при рівномірному русі знаходиться як добуток швидкості на час).
Що таке сила із II закону Ньютона?(Добуток прискорення на масу тіла, є сила, яка є рівнодіючою на це тіло).
Що таке прискорення тіла, яке рухається по колу? Як його розрахувати?(Прискорення тіла, що рухається по колу – це фізична величина, яка характеризує швидкість зміни напрямку руху тіла з постійною швидкістю. а=V2/ R ).
19 слайд Сила Ампера є результуюча усіх сил, діючих на окремі рухомі частки
Яка ж сила діє на одну частку?
Здогадались?
Історія відкриття: формулу для розрахунку сили, яка діє на заряджену частку, розміщену в магнітному полі зі сторони цього поля, вперше отримав голландський фізик Хендріх-Антон Лоренц – член Нідерландської Академії в 1884 році. Але уявіть собі на мить, що з причин великого часового проміжку ця формула не збереглася. І зараз ми спробуємо вивести її самі.
Розглянемо випадок: 13 QUOTE 1415
Згадаємо: 13 QUOTE 1415 , звідки: 13 QUOTE 1415 , тоді:
Пам’ятаємо, що заряд всіх часток може бути представлений як:
20 слайд Тоді наприкінці маємо:
Проаналізуємо винайдену формулу. Для цього за допомогою експерименту(з осцилографом та магнітами) будемо спостерігати , як змінюється сила Лоренца, що діє на рухому заряджену частку.
Основні елементи та принципи дії осцилографа.
21 слайд Вплив магнітного поля на зарядженні частки.
22 слайд Виявимо залежність сили Лоренца від швидкості заряджених часток (змінюємо яскравість екрану ).
23 слайд Виявимо залежність сили Лоренца від індукції магнітного поля (використовуємо два магніту).
24 слайд Виявимо залежність сили Лоренца від кута між напрямком швидкості заряджених часток та напрямком індукції магнітного поля.
25 слайд Підводимо підсумок залежності сили Лоренца від значень, які дослідували.
Відкриття цієї сили стало можливим завдяки:
Покращенню уявлення про склад речовини;
Знань про електричний струм в металах;
Рух заряджених часток.
26 слайд Велику роль в цьому зіграв Хендріх-Антон Лоренц, тому цю силу і назвали на його честь. Дамо означення правила лівої руки для визначення сили Лоренца .
Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок руху додатного заряду, то відігнутий на 900 великий палець укаже напрямок сили Лоренца.
Для визначення напрямку сили Лоренца , що діє на негативний заряд , потрібно чотири пальця лівої руки направити проти руху цього заряду.
Зробимо виведення формули для розрахунку швидкості частки в магнітному полі та радіусу дуги кола по якому вона рухається (На дошці).
Спектр застосування сили Лоренца дуже широкий:
Визначення знака заряду;
Телевізійні трубки , кінескопи ;
Поділ заряджених частинок за їх питомим зарядам . Прилади , в яких здійснюється цей процес , називаються мас - спектрометри ;
Дослідження в ядерній фізиці .
27-29 слайди (відео) Ще я пропоную до вашої уваги декілька цікавих фактів з історії людства пов’язаних з особливим впливом заряджених часток на нашу планету, в часи «сонячної активності», та події, які відбувалися після впливу Сонця.
ІІІ. Заключний етап.
3.1 Закріплення нового матеріалу.
Слайд 30-32 Знайти напрям сили Ампера. (На малюнку схематично зображено різні випадки взаємодії прямого провідника зі струмом і магнітного поля).
Слайд 33 Розв’язування задачі.
Задача 1. Провідник зі струмом силою 14 А вміщений у магнітне поле з індукцією 0,5 Тл. З якою силою діє поле на провідник довжиною 50 см, розміщений під кутом 900 до вектора магнітної індукції? Чому дорівнює сила, коли напрям струму утворює з напрямом вектора індукції кут 300? (Відповідь:3,5Н; 1,75Н.)
Слайд 34 Визначити напрям сили Лоренца. (На малюнку схематично зображено різні випадки взаємодії рухомої зарядженої частки і магнітного поля).
Слайд 35 Задача 3.
Протон в магнітному полі 0,01 Тл рухався по колу радіусом 0,1 м. Знайти швидкість протона.
3.2 Коментар відповідей студентів.
Слайд 36 3.3 Домашнє завдання:
Є.В. Коршак «Фізика 11» вивчити§26-28, повторити §24-25.
Ф.Я. Божинова «Збірник задач. Фізика 11», розв’язати задачі №11.10, 11.34.
3.4 Підведення підсумку заняття
Додаткові завдання:
Задача 1. В однорідному магнітному полі з індукцією 0,8 Тл на прямий провідник зі струмом 30А, довжина активної частини якого10см, діє сила 1,5Н. Під яким кутом до вектора індукції розташований провідник?(Відповідь:39о)
Задача 2. Сила струму в горизонтально розташованому провіднику завдовжки 20 см і масою 4 г дорівнює 10 А. Знайти індукцію магнітного поля, в яке потрібно помістити провідник, щоб сила тяжіння урівноважилася силою Ампера. Провідник розташований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля.(Відповідь:20 мТл)
Задача 3. Яку роботу виконує однорідне магнітне поле з індукцією 15мТл під час переміщення провідника довжиною 2м зі струмом 10А на відстань 20см у напрямі дії сили? Провідник розташований під кутом 300 до ліній індукції магнітного поля.(Відповідь: 30 мДж).
Література
Бар’яхтар В.Г. Фізика : підручник для 10 кл. загальноосвіт. навч. закл. (академічний рівень) / В.Г. Бар’яхтар, Ф.Я. Божинова. – Х.: Ранок, 2010. – 256 с.
Бар’яхтар В.Г. Фізика. Основи термодинаміки. Молекулярна фізика (академічний рівень) / В.Г. Бар’яхтар, Ф.Я. Божинова. – Ранок, 2012.– 167 с.
Бар’яхтар В.Г. Фізика : підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (академічний та профільний рівень) / В.Г. Бар’яхтар, Ф.Я. Божинова, О.О. Кирюхіна, М.М. Кірюхін. – Ранок, 2011. – 320 с.
Божинова Ф.Я. Фізика. Комплексний зошит для контролю знань (рівень стандарту) / Ф.Я. Божинова, О.О. Кірюхіна. – Ранок, 2011. – 72 с.
Бондаренко М.В. Фізика. Контрольні роботи (рівень стандарту) / М.В. Бондаренко, О.М. Євлахова. – Х.: Гімназія, 2012. – 89 с.
Буховцев Б.Б. Сборник задач по элементарной физике : пособие для самообразования / Б.Б. Буховцев, В.Д. Кривченко, Г.Я. Мякишев, И.М. Сараева. – М.: Наука, 1987. – 416 с.
Гельфгат І.М. Фізика. Запитання, задачі, тести (рівень стандарту) / І.М. Гельфгат, І.Ю. Ненашев, Л.А. Кирик. – Гімназія, 2012. – 160 с.
Гельфгат І.М. Фізика. Зошит для лабораторних робіт (академічний рівень) / І.М. Гельфгат, Л.А. Кирик. – Х.: Гімназія, 2012. – 112 с.
Генденштейн Л.Е. Фізика. Зошит для лабораторних робіт (рівень стандарту) / Л.Е. Генденштейн. – Гімназія, 2012. – 16 с.
Генденштейн Л.Е. Фізика : підручник для 10 кл. загальноосвіт. навч. закл. (рівень стандарту) / Л.Е. Генденштейн, І.Ю. Ненашев. – Гімназія, 2010. – 272 с.
Гончаренко С.У. Фізика: основні закони і формули / С.У. Гончаренко. – К.: Либідь, 1995. – 48 с.
Гудзь В.В. Зошит для лабораторних робіт і фізичного практикуму (рівень стандарту) / В.В. Гудзь, М.С. Міль. – Мандрівець, 2012. – 115 с.
Гурбик Л.О. Лабораторні роботи (зошит) / Л.О. Гурбик. – ПП Капінус П.І., 2011. – 67 с.
Жданов Л.С. Фізика : підручник для середніх спеціальних навчальних закладів / Л.С. Жданов, Г.Л. Жданов. – К.: Высшая школа, 1983. – 512 c.
Засєкіна Т.М. Фізика : підручник для 10 кл. загальноосвіт. навч. закл. (профільний рівень) / Т.М. Засєкіна, М.В. Головко. – К.: Педагогічна думка, 2010. – 304 с.
Засєкіна Т.М. Фізика: підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (академічний та профільний рівень) / Т.М. Засєкіна, Д.О. Засєкін. – СИЦИЯ, 2011. – 336 с.
Кирик Л.А. Фізика. Різнорівневі самостійні та тематичні контрольні роботи (рівень стандарту) / Л.А. Кирик. – Гімназія, 2012. – 240 с.
Коршак Є.В. Фізика : підручник для 10 кл. загальноосвіт. навч. закл. (рівень стандарту) / Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко. – Ґенеза, 2010. – 235 с.
Коршак Є.В. Фізика : підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (рівень стандарту) / Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко.– Ґенеза, 2011. – 256 с.
Краснякова Т.В. Фізика. Лабораторні роботи (рівень стандарту) / Т.В. Краснякова, К.Г. Чорнобай. – Янтар, 2012. – 57 с.
Сиротюк В.Д. Фізика : підручник для 10 кл. загальноосвіт. навч. закл. (рівень стандарту) / В.Д. Сиротюк, В.І. Баштовий. – К.: Освіта, 2010. – 303 с.
Сиротюк В.Д. Фізика : підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (рівень стандарту) / В.Д. Сиротюк, В.І. Баштовий. – СИЦИЯ, 2011. – 304 с.
Чертіщева Т.В. Фізика : схеми і таблиці / Т.В. Чертіщева. – Весна, 2012. – 73 с.
Допоміжна
Бутиков Е.И. Физика для поступающих в вузы / Е.И. Бутиков. – М.: Наука, 1982.
Воловик П.М. Законы сохранения в механике / П.М. Воловик. – К.: Радянська школа, 1972.
Воронецкая Л.В. Физика в помощь поступающим в вузы / Л.В. Воронецкая, В.Н. Васковская. – К.: Вища школа, 1973.
Геворкян Р.Г. Курс общей физики / Р.Г. Геворкян, В.В. Шепель. – М.: Высшая школа, 1972.
Гончаренко С.У. Физика : ученик для 10 кл. сред. шк. / С.У. Гончаренко. – К.: Освiта, 1996.
Гофман Ю.В. Законы, формулы, задачи: справочник / Ю.В Гофман. – К.: Наукова думка, 1977.
Григорьев В.М. Силы в природе / В.М. Григорьев, Г.Я. Мякишев. – М.: Наука, 1988.
Гурский И.П. Элементарная физика с примерами решения задач / И.П. Гурский. – М.: Наука, 1984.
Енохович А.С. Краткий справочник по физике / А.С. Енохович. – М.: Высшая школа, 1976.
Кошкин Н.И. Элементарная физика. Справочник / Н.И. Кошкин. – М.: Наука, 1991.
Кучеров И.Я. Физика. Электричество / И.Я. Кучеров, Н.Н. Новиков. – К.: Радянська школа, 1971.
Ландау Л.Д. Физика для всех / Л.Д. Ландау, А.И. Китайгородский. – М.: Наука, 1974.
Мякишев Г.Я. Физика : учебник для 11 кл. сред. шк. / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. – М.: Просвещение, 1991.
Мясников С.П. Учебное пособие для подготовительных отделений вузов / С.П. Мясников, Т.Н. Осанова. – М.: Высшая школа, 1988.
Прокофьев В.Л. Физика : учебное пособие для техникумов / В.Л. Прокофьев, В.Ф. Дмитриева. – М.: Высшая школа, 1983.
Резников З.М. Прикладная фізика : учебное пособие для учащихся 10 кл / З.М. Резников. – М.: Просвещение, 1989.
Савельев И.В. Курс общей физики. Механика. Молекулярная фізика / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1982.
Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1982.
Самойленко П.И. Методические рекомендации по физике / П.И. Самойленко, Т.М. Чернощекова. – М.: Высшая школа, 1990.
Шахмаев Н.М. Физика. Молекулярная физика / Н.М. Шахмаев. – М.: Высшая школа, 1977.
Шилов В.Ф. Техника безопасности в кабинете физики средней школы. Пособие для учителей / В.Ф. Шилов. – М.: Просвещение, 1979.
14. Інформаційні ресурси
1. http://www.mon.gov.ua
2. http://ippo.dn.ua
3. http://www.repetitor.ua
4. http://cikave.org.ua/tag/fizyka
5. http://physics.com.ua
6. http://fiziks.org.ua
7. http://www.fizika.ru
8. http://xvatit.com/school/video-lessons/physics
9. http://physics.inmart.ua
10. http://shkola.ua
11. http://prophiziky.narod.ru
12. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Тест – контроль (Відповіді)
ПІБ студента
4 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
б
х
х
х
в
х
х
г
х
х
ПІБ студента
1 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
х
б
х
х
х
в
х
х
г
х
ПІБ студента
2 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
х
б
х
х
в
х
х
х
г
х
ПІБ студента
3 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
х
х
б
х
х
в
х
х
г
х
ПІБ студента
1 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
б
в
г
Тест - контроль
Лінії магнітної індукції відрізняються від ліній напруженості електростатичного поля тим, що вони
а) перетинаються одна з одною;
б) починаються на північному полюсі магніту, закінчуються на південному;
в) замкнуті;
г) не мають напряму.
На якому рисунку лінії магнітної індукції магнітного поля показано правильно:
а) б) в) г)
За напрямом магнітних ліній визначте напрям струму в провіднику:
а) вліво б) вправо в) вгору
г) перпендикулярно до площини рисунка
На якому рисунку зображено однорідне магнітне поле?
а) б) в) г)
Вкажіть точку магнітного поля, у якій модуль вектора магнітної індукції має найбільше значення:
а) А б) С в) В г) у всіх точках однаковий.
Вкажіть вченого, який дослідним шляхом виявив взаємодію провідників зі струмом:
а) Ампер; б) Ом; в) Ерстед; г) Фарадей.
Вкажіть, як саме взаємодіють провідники зі струмами, напрями яких вказані на рисунку:
а) не взаємодіють; в) притягуються;
б) відштовхуються; г) періодично притягуються й відштовхуються.
ПІБ студента
2 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
б
в
г
Тест - контроль
На якому рисунку лінії магнітної індукції магнітного поля показано правильно:
а) б) в) г)
Лінії магнітної індукції відрізняються від ліній напруженості електростатичного поля тим, що вони
а) перетинаються одна з одною;
б) починаються на північному полюсі магніту, закінчуються на південному;
в) замкнуті;
г) не мають напряму.
Вкажіть точку магнітного поля, у якій модуль вектора магнітної індукції має найбільше значення:
а) А б) С в) В г) у всіх точках однаковий.
На якому рисунку зображено однорідне магнітне поле?
а) б) в) г)
За напрямом магнітних ліній визначте напрям струму в провіднику:
а) вліво б) вправо в) вгору
г) перпендикулярно до площини рисунка
Вкажіть вченого, який дослідним шляхом виявив взаємодію провідників зі струмом:
а) Ампер; б) Ом; в) Ерстед; г) Фарадей.
Вкажіть, як саме взаємодіють провідники зі струмами, напрями яких вказані на рисунку:
а) не взаємодіють;
в) притягуються;
б) відштовхуються;
г) періодично притягуються й відштовхуються.
ПІБ студента
3 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
б
в
г
Тест - контроль
На якому рисунку зображено однорідне магнітне поле?
а) б) в) г)
На якому рисунку лінії магнітної індукції магнітного поля показано правильно:
а) б) в) г)
За напрямом магнітних ліній визначте напрям струму в провіднику:
а) вліво б) вгору в) вправо
г) перпендикулярно до площини рисунка
Лінії магнітної індукції відрізняються від ліній напруженості електростатичного поля тим, що вони
а) перетинаються одна з одною;
б) починаються на північному полюсі магніту, закінчуються на південному;
в) замкнуті;
г) не мають напряму
Вкажіть точку магнітного поля, у якій модуль вектора магнітної індукції має найбільше значення:
а) А б) В в) С г) у всіх точках однаковий.
Вкажіть вченого, який дослідним шляхом виявив взаємодію провідників зі струмом:
а) Ампер; б) Ом; в) Ерстед; г) Фарадей.
Вкажіть, як саме взаємодіють провідники зі струмами, напрями яких вказані на рисунку:
а) притягуються; в) не взаємодіють;
б) відштовхуються; г) періодично притягуються й відштовхуються.
ПІБ студента
4 варіант
Питання
відповідь
1
2
3
4
5
6
7
оцінка
а
б
в
г
Тест - контроль
На якому рисунку зображено однорідне магнітне поле?
а) б) в) г)
На якому рисунку лінії магнітної індукції магнітного поля показано правильно:
а) б) в) г)
За напрямом магнітних ліній визначте напрям струму в провіднику:
а) вліво б) вгору в) вправо
г) перпендикулярно до площини рисунка
Лінії магнітної індукції відрізняються від ліній напруженості електростатичного поля тим, що вони
а) перетинаються одна з одною;
б) починаються на північному полюсі магніту, закінчуються на південному;
в) не мають напряму;
г) замкнуті;
Вкажіть точку магнітного поля, у якій модуль вектора магнітної індукції має найбільше значення:
а) А б) В в) С г) у всіх точках однаковий.
Вкажіть вченого, який дослідним шляхом виявив взаємодію провідників зі струмом:
а) Ом; б) Ампер; в) Ерстед; г) Фарадей.
Вкажіть, як саме взаємодіють провідники зі струмами, напрями яких вказані на рисунку:
а) притягуються; в) не взаємодіють;
б) відштовхуються; г) періодично притягуються й відштовхуються.
13PAGE 15
13 PAGE \* MERGEFORMAT 14215
F1
FА
на N заряджених часток, які рухаються направлено
FА
F1 =
N
Заголовок 215