Конспект урока по физике 9 класс по теме: "Индукция магнитного поля"

9 класс

Индукция магнитного поля

Цель урока: ввести понятие индукции магнитного поля в соответствии с планом ответа о физической величине.

Образовательные задачи урока:

•          сформировать правильное понимание вектора магнитной индукции, как силовой характеристики магнитного поля;

•          ввести единицу магнитной индукции;

•          сформировать правильное представление о направлении магнитной индукции и графическом изображении магнитных полей.

Развивающие задачи урока:

•          установить взаимосвязь теории и эксперимента при изучении явлений;

•          дальнейшее развитие умений и навыков анализировать и делать выводы;

•          поддерживать интерес к предмету при постановке опытов.

Воспитательные задачи урока:

•          воспитание чувства коммуникабельности, доброжелательности и умения слушать друг друга.

Приобретаемые учащимися навыки: сравнивать результаты опытов, наблюдать, анализировать, обобщать и делать выводы, объяснять физические явления, решать задачи, развивать устную речь.

Технические и программные средства обучения: интерактивная доска, персональный компьютер, мультимедийный проектор, программа презентаций Microsoft Power Point, презентация «Индукция магнитного поля», видеофрагменты «Магнитное поле Земли», «Магнитные бури».

Оборудование: рабочие листы, полосовые и дугообразные магниты, проводники, источник тока, ключ, штатив, железные опилки.

Ход урока:

1.Организационный момент.

2. Постановка вопроса с использованием видеофрагмента «Магнитное поле Земли».

Могущество современной науки поражает даже неискушенный ум: она расщепила атомное ядро, достигла дальних уголков Вселенной, открыла законы мироздания. Но хотим мы этого или нет, а дальнейшая судьба человечества зависит от магнитного взаимодействия Солнца и Земли.

Показ видеофрагмента. Обсуждаемые вопросы:

         Какова причина существования магнитного поля Земли?

         Как Солнце влияет на Землю?

         Какова роль магнитного поля Земли во взаимодействии с Солнцем?

Сегодня каждый человек должен иметь грамотное представление о сущности физических процессов, от которых зависит его жизнь.

3.Всесторонняя проверка знаний учащихся. Итак, давайте систематизируем те знания, которые имеем по теме: «Магнитное поле».

«Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые». Хевеши.

Фронтальный опрос + индивидуальные ответы по описанию  и  демонстрации классических опытов по данной теме.

1.         Что такое магнитное поле?

2.         Чем порождается магнитное поле?

3.         Кто впервые обнаружил магнитное поле вокруг проводника с током?

4.         Продемонстрируйте опыт Эрстеда.

5.         Как графически изображается магнитное поле?

6.         Как с помощью железных опилок получить картину магнитных линий? Покажите это на опыте.

7.         Что представляют собой магнитные линии прямого проводника, соленоида и постоянного магнита?

8.         Как на опыте обнаружить наличие силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

9.         Как определить направление этой силы?

10.       Сформулируйте правило левой руки.

Проверка домашнего задания.

Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды.

Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

Так же напомним, что направление линий магнитного поля будет зависеть от направления тока в проводнике.

Это направление можно определить с помощью правила буравчика: если поворачивать головку винта так, чтобы поступательное движение острия винта происходило вдоль тока в проводнике, то направление вращения головки указывает направление линий магнитного поля тока.

В данной теме речь пойдёт о количественных характеристиках магнитного поля.

Известно, что одни магниты создают в пространстве более сильные поля, чем другие.

Рассмотрим простой пример. Возьмем два полосовых магнита и поместим их над кучкой железных опилок и гвоздей. Как видно из опыта, сила притяжения к первому магниту оказалась достаточной для преодоления силы тяжести гвоздей, а сила притяжения ко второму — нет.

Какой же величиной можно охарактеризовать магнитное поле? Магнитное поле характеризуется векторной физической величиной, которая обозначается B и называется индукцией магнитного поля (или магнитной индукцией).

Индукция магнитного поля — одна из важнейших количественных характеристик магнитного поля.

Что это за величина?

Рассмотрим следующий опыт. По проводнику протекает ток в направлении «от нас». Линии магнитного поля выходят из северного полюса магнита и входят в его южный полюс. Тогда, согласно правилу левой руки, о котором говорилось в прошлой теме, на проводник будет действовать сила со стороны магнитного поля, и эта сила будет направлена вниз. Таким образом, равновесие будет нарушаться, а величину вклада такой силы можно измерять при помощи разновесов, которые можно добавить на чашу на противоположном конце весов.

В результате многочисленно повторенных опытов было установлено, что сила, действующая на проводник, зависит от:

– самого магнитного поля магнита — более мощный магнит действует на данный проводник с большей силой;

– силы тока, протекающего по проводнику,

– длины самого проводника.

В результате таких опытов, проведенных Ампером и Араго в начале XIX в., было определено, что отношение максимальной действующей силы на проводник с током к силе тока в проводнике и длине проводника остаётся постоянной для этого магнитного поля, и именно она характеризует данное магнитное поле. Поэтому было введено понятие вектора магнитной индукции, как силовой характеристики магнитного поля.

Магнитная индукция — это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, численно равная отношению модуля силы, с которой магнитное поле действует на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к силе тока в проводнике и его длине.

Единицей измерения магнитной индукции в системе СИ является Тл (Тесла) в честь югославского электротехника Николы Тесла.

1 Тесла — это магнитная индукция такого однородного магнитного поля, в котором на контур с единичным магнитным моментом действует единичный вращающий момент.

Магнитная индукция полностью характеризует магнитное поле. В каждой точке может быть найден ее модуль и направление.

До сих пор для графического изображения магнитных полей использовались линии, которые условно называли магнитными линиями или линиями магнитного поля. Теперь можно уточнить их название и дать определение этих линий.

Более точное название магнитных линий — это линии магнитной индукции (или линии индукции магнитного поля).

Линиями магнитной индукции называются линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

Данное определение линий магнитной индукции можно пояснить с помощью рисунка. На нем кружочком с точкой изображен проводник с током, расположенный перпендикулярно к плоскости чертежа. Окружность вокруг проводника представляет собой одну из линий индукции магнитного поля, созданного протекающим по проводнику током.

Видно, что проведенные к этой окружности касательные в любой точке совпадают с вектором магнитной индукции.

Так как в каждой точке магнитное поле характеризуется определенным значением индукции, то через каждую точку поля можно провести линию магнитной индукции и, причем, только одну. При этом линии магнитной индукции замкнуты и не пересекаются.

Теперь, пользуясь термином «магнитная индукция», дадим более строгое определение однородного и неоднородного магнитных полей. Для этого обратимся к рисункам.

В изображенном на рисунке однородном магнитном поле (линии магнитной индукции которого расположены параллельно друг другу и с одинаковой густотой) вектор магнитной индукции во всех произвольно выбранных точках поля одинаков как по модулю, так и по направлению.

Сравним это поле с двумя неоднородными полями: полем постоянного полосового магнита и полем тока, протекающего по прямолинейному участку проводника.

Легко заметить, что в неоднородных полях, в отличие от однородного, вектор магнитной индукции меняется от точки к точке.

Т.о. магнитное поле называется однородным, если во всех его точках магнитная индукция одинакова. В противном случае поле называется неоднородным.

Домашнее задание: п.37

Задачи:

Домашнее задание: п.37