Магнітне поле струму
1-й семестр
ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
3. Електромагнітне поле
Тематичне планування
№ з/п | Тема уроку | Дата проведення |
1 | Магнітне поле струму | |
2 | Сила Ампера | |
3 | Сила Лоренца | |
4 | Розв’язування задач | |
5 | Явище електромагнітної індукції | |
6 | Правило Ленца. Розв’язування задач | |
7 | Закон електромагнітної індукції | |
8 | Лабораторна | |
9 | Самоіндукція. Індуктивність | |
10 | Енергія магнітного поля | |
11 | Вплив магнітного поля на живі організми | |
12 | Магнітні властивості речовини | |
13 | Електромагнітне поле | |
14 | Узагальнювальний урок за темою “Електромагнітне поле” | |
15 | Тематичне оцінювання |
УРОК 1/28
Тема. Магнітне поле струму
Мета уроку: сформувати уявлення учнів про
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
ПЛАН УРОКУ
Демонстрації | 5 хв. | 1. Схема дослідів Ерстеда й Ампера. 2. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. 3. Картини ліній магнітної індукції. |
Вивчення нового матеріалу | 28 хв. | 1. Магнітне поле. 2. Силова характеристика магнітного поля. 3. Напрямок вектора магнітної індукції. 4. Графічне зображення магнітного поля. |
Закріплення вивченого матеріалу | 12 хв. | 1. Якісні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі. |
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Магнітне поле
На початку XIX сторіччя після відкриттів Ерстеда, Ампера, Фарадея й Максвелла стало зрозуміло, що взаємодія між магнітами й провідниками зі струмом має однакову фізичну природу. Ця взаємодія, так само як і електрична, відбувається через поле. Відповідне поле назвали магнітним.
O Магнітне поле – складова електромагнітного поля, що проявляє себе через дію на заряджені рухомі частинки (або тіла) і створена намагніченими тілами, змінним електричним полем і зарядженими рухомими частинками (тілами).
2. Силова характеристика магнітного поля
З дослідів Ампера й визначення магнітного поля випливає, що магнітне поле чинить певну силову дію. Якщо прямий провідник, виготовлений з немагнітного матеріалу, підвісити на проводах між полюсами постійного магніту й пропустити струм, то провідник відхилиться від початкового положення. Причиною такого відхилення є сила, що діє на провідник зі струмом з боку магнітного поля, – сила Ампера.
Збільшуючи або зменшуючи силу струму I в провіднику або довжину l активної частини провідника, можна переконатися, що сила Ампера прямо пропорційна й силі струму, і довжині провідника:
Fa ~ Il.
Змінюючи кут між провідником і лініями магнітного поля, можна довести, що сила Ампера буде максимальною (FAmax), якщо провідник розташований перпендикулярно до ліній магнітного поля.
Оскільки FAmax ~ Il, то для даної ділянки магнітного поля відношення FAmax/Il залежить тільки від властивостей самого поля. Тому це відношення обрали за силову характеристику магнітного поля – магнітну індукцію.
Магнітна індукція 
– це фізична величина, що характеризує силову дію магнітного поля й чисельно дорівнює відношенню максимальної сили, з якою магнітне поле діє на розташований у цьому полі провідник зі струмом, до добутку сили струму на довжину активної частини провідника:
Одиниця магнітної індукції в СІ – тесла (Тл).
1 Тл – це індукція такого однорідного магнітного поля, що діє з максимальною силою 1 Н на провідник довжиною 1 м, через який тече струм 1 А.
3. Напрямок вектора магнітної індукції
За напрямок вектора магнітної індукції в певній точці поля обрано напрямок, на який вказує північний кінець магнітної стрілки, установленої в цій точці.
Напрямок вектора магнітної індукції магнітного поля провідника зі струмом визначають за допомогою правила буравчика або правила правої руки.
Правило буравчика:
O якщо вкручувати буравчик за напрямком струму в провіднику, то напрямок обертання ручки буравчика вкаже напрямок вектора індукції магнітного поля струму.
Правило правої руки:
O якщо направити відігнутий великий палець правої руки у напрямку струму в провіднику, то чотири зігнутих пальці вкажуть напрямок вектора індукції магнітного поля струму.
4. Графічне зображення магнітного поля
Магнітне поле зручно досліджувати за допомогою маленьких магнітів (магнітних стрілок) або ошурок, які в магнітному полі намагнічуються й стають маленькими магнітами. Ці “маленькі магнітики” вишиковуються уздовж певних ліній, утворюючи наочне зображення магнітного поля. Ці лінії називають лініями магнітного поля (або лініями магнітної індукції).
O Лінії магнітної індукції – умовні лінії, у кожній точці яких дотична збігається з лінією, уздовж якої напрямлений вектор магнітної індукції.
Досліди показують, що силові лінії магнітного поля завжди замкнуті. На відміну від силових ліній електричного поля, вони ніде не починаються й не закінчуються. Поле з такими лініями називають вихровим. Отже, магнітне поле є вихровим.
Лінії магнітного поля реально не існують, вони всього лише зручний спосіб його опису. Силовим лініям магнітного поля приписують певний напрямок.
ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
Перший рівень
1. За допомогою чого здійснюється магнітна взаємодія?
2. Опишіть досліди, за допомогою яких можна виявити магнітне поле.
3. Магнітне поле діє на стрілку компаса. А чи створює стрілка компаса магнітне поле навколо себе?
Другий рівень
1. Як дослідним шляхом показати, що напрямок силових ліній магнітного поля пов’язаний з напрямком струму?
2. Електричний струм у проводі лінії електропередачі напрямлений з півдня на північ. Який напрямок укаже північний полюс магнітної стрілки, розміщеної:
А) трохи вище проводу;
Б) трохи нижче проводу?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1). Якісні питання
1. Чи відхилиться магнітна стрілка, якщо її розмістити поблизу пучка рухомих частинок:
А) електронів;
Б) атомів;
В) позитивних іонів?
2. Як визначити, який торець котушки зі струмом є її північним полюсом?
2). Навчаємося розв’язувати задачі
1. Укажіть напрямок вектора магнітної індукції в кожній точці, позначеній буквою.
2. Визначте полюса джерел струму.
ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ
– Магнітне поле – складова електромагнітного поля, що проявляє себе дією на заряджені рухомі частинки (або тіла) і створена намагніченими тілами, змінним електричним полем і зарядженими рухомими частинками (тілами).
– Магнітна індукція – це фізична величина, що характеризує силову дію магнітного поля й чисельно дорівнює відношенню максимальної сили, з якою магнітне поле діє на розташований у цьому полі провідник зі струмом, до добутку сили струму на довжину активної частини провідника:
– Правило буравчика: якщо вкручувати буравчик за напрямком струму в провіднику, то напрямок обертання ручки буравчика вкаже напрямок вектора індукції магнітного поля струму.
– Правило правої руки: якщо направити відігнутий великий палець правої руки за напрямком струму в провіднику, то чотири зігнутих пальці вкажуть напрямок вектора індукції магнітного поля струму.
– Лінії магнітної індукції – умовні лінії, у кожній точці яких дотична збігається з лінією, уздовж якого напрямлений вектор магнітної індукції.
Домашнє завдання
1. Підр-1: § 18; підр-2: § 10 (п. 1).
2. Зб.: № 7.4; 7.7; 7.8; 7.9.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...