Конспект занятие по теме "Магнитное поле и его характеристика"

Занятие №77 по дисциплине «Физика»

Конспект занятие по теме: «Магнитное поле и его характиристика»

Цели занятия:

• способствовать усвоению понятий «магнитное поле», «магнит», «линии магнитной индукции», правила буравчика;
• способствовать выработке навыков применения правила буравчика для определения направления линий магнитной индукции;
• продолжить работу над формированием умений анализировать и обобщать знания о магнитном поле и его характеристиках.

Тип: сообщение новых знаний.

Вид: лекция с элементами беседы.

Оборудование: постоянные магниты, катушка проволочная|, миллиамперметр, портрет ученого Эрстед, магнитная стрелка, металлические опилки, компьютер, экран,

Ход занятия:

        I.            Организационный момент. Проверить  посещаемость студентов на занятии

    II.            Повторение изученного материала

Вопросы:

1.                    Какие виды зарядов вы знаете?

2.                    Как ведут себя одноименно и разноименно заряженные частицы (тела)?

3.                    Что такое электрический ток?

4.                    Какое действие может оказывать электрический ток?

 III.            Сообщение темы и цели занятия

«Сегодня мы с вами начнем изучать новый раздел физики «Магнитное поле», вспомним, какие виды магнитов существуют, а также рассмотрим характеристики магнитного поля».

 IV.            Изучение нового материала.

Явление взаимного притяжения разноименных и отталкивания одноименных зарядов во многом схоже с явлением взаимодействия полюсов магнита. Однако установить связь между этими явлениями долго не получалось. В 1820 году датский химик Эрстед демонстрирую, отсутствие связи между электрическим полем и магнитным пришел к совершенно противоположным выводам, чему был крайне удивлен.

(,демонстрация  опыта проводник с током и магнитная стрелка).

В тоже время французский физик А. Ампер установил, что два проводника с током, расположенные параллельно друг другу, испытывают взаимное притяжение при пропускании электрического тока в одном направлении и отталкиваются, если токи текут в противоположных направлениях.

Взаимодействия между проводниками с током, то есть взаимодействия между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными.

Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами.

Основные свойства магнитного поля:

·                           Магнитное поле порождается электрическим током    (движущимися зарядами).

·                           Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды).

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

Неподвижные заряды не создают магнитное поле, это могут осуществлять только движущиеся заряды (электрический ток) или постоянные магниты.

Магнит – это тело, обладающее собственным магнитным полем.

Природные магниты, называемые магнитной рудой, образуются, когда руда, содержащая железо или окиси железа, охлаждается и намагничивается за счет земного магнетизма. Постоянные магниты обладают магнитным полем при отсутствии электрического тока, так как их домены постоянно ориентированы в одном направлении.

Временные магниты — это магниты, которые действуют как постоянные магниты только тогда, когда находятся в сильном магнитном поле, и теряют свой магнетизм, когда магнитное поле исчезает. В качестве примера можно привести скрепки и гвозди, а также другие изделия из «мягкого» железа.

Электромагниты представляют собой металлический сердечник с индукционной катушкой, по которой проходит электрический ток.

При изучении постоянных магнитов было установлено, что они имеют два полюса: северный и южный, одноименные отталкиваются, разноименные притягиваются. Это наводило на мысль о существовании в природе магнитных зарядов. Но опыт показал, что нельзя разделив магнит на две половины получить один полюс магнита.

Если отдельные тела можно зарядить положительно или отрицательно, т.к. существует элементарный электрический заряд, то никогда нельзя отделить северный полюс магнита от южного. В природе не существует отдельных магнитных зарядов.

Внутри атомов и молекул вещества циркулируют элементарные токи, хаотично по отношению друг к другу. В намагниченном состоянии (например, в постоянных магнитах) элементарные токи ориентированны определенным образом.

Графически изобразить магнитное поле можно при помощи линий магнитной индукции.

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

Условились, за направление принимать направление северного конца магнитной стрелки.

Силовые линии выходят из северного полюса, а входят, соответственно, в южный полюс магнита.

Для графического изображения полей удобно пользоваться силовыми линиями (линиями магнитной индукции).

Линиями магнитной индукции называются кривые, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора в этой точке. (слайд 7)

Направление линий магнитной индукции связано с направлением тока в проводнике. Их направление определяется по правилу буравчика:

если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты.  (слайд 10)

Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми.

Магнитное поле – вихревое поле.

Конфигурацию силовых линий магнита легко установить с помощью мелких железных опилок, которые намагничиваются в исследуемом магнитном поле и ведут себя подобно маленьким магнитным стрелкам (поворачиваются вдоль силовых линий).

Формула связи вектора магнитной индукции и напряженности магнитного поля:

 

Экспериментальные данные были обобщены французскими физиками Био и Саваром, а французский математик Лаплас объединил все формулой, которая называется формулой Био – Савара – Лапласа:

5. Закрепление изученного материала.

Задание 1. Тестирование по теме: «Магнитное поле» 

1. Прямолинейный проводник с током длиной 5 см перпендикулярен линиям индукции однородного магнитного поля. Чему равен модуль индукции магнитного поля, если при токе в 2 А на проводник действует сила, модуль которой равен 0,01 Н?

1) 0,0001 Тл

2) 0, 001 Тл

3) 0,1 Тл

4) 1 Тл

5) 10 Тл

2. Если на линейный проводник длиной 50 см с током 2 А, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл, действует сила 0,05 Н, то угол между проводником и вектором магнитной индукции равен

1) 30є

2) 60є

3) 45є

4) 90є

5) 0є

3. На прямолинейный проводник, расположенный в однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл под углом 30? к полю, действует сила 0,5 Н при пропускании по нему тока 20 А.  Какова длина проводника?

1) 0,5 м

2) 1 м

3) 5 м

4) 0,25 м

5) 2,5 м

4. Ток по проводнику идет с запада на восток. Сила, с которой магнитное поле Земли (вектор индукции направлен вертикально вверх от Земли) действует на этот проводник, направлена:

1) вертикально вниз к Земле 2) вертикально вверх к Земле 3) на юг 4) на север 5) на запад

5. Ток по проводнику идет с севера на юг. Сила, с которой магнитное поле Земли (вектор индукции направлен вертикально вниз к Земле) действует на этот проводник, направлена:

1) на восток 2) на запад 3) на север 4) вертикально вверх от Земли 5) вертикально вниз к Земле

6. Прямой проводник с током помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции В (смотри рисунок). Как направлена сила Ампера, действующая на проводник, если потенциал точки А больше потенциала точки С?

1) вверх 2) вправо 3) вниз 4) влево 5) по направлению вектора В

Задание 2. Решение житейских задач  по теме: « Магнитные свойства вещества».

Решите задачи:

1. В силу каких причин железнодорожные рельсы проявляют магнитные свойства?  Как зависят эти свойства от направления расположения рельсов?

2.У двухлетнего мальчика  в легких оказался  стальной шуруп.

Пользуясь   бронхоскопом – прибором для просматривания бронхов, врач удалил шуруп  бесскальпельным способом.  Как он это сделал?

3.Разведчик обнаружил двухпроводную линию постоянного тока.

Как при помощи вольтметра постоянного тока  и магнитной стрелки  он определил,  на каком конце линии находится электростанция ?

4.Можно ли  на  Луне ориентироваться с помощью магнитного компаса?

5.Как  взаимодействуют воздушные провода, питающие  двигатель вагона троллейбуса?

6.                  Заключительная часть

1Подведение итогов.

2Выставление отметок.

3.      Домашнее задание.

§ 105-107

Основные источники:

1.                  Генденштейн Л.Э. Дик Ю.И. Физика. Учебник для 11 кл. – М., 2015.

2.                  Дмитриева В.Ф. Задачи по физике: учеб. пособие. – М., 2014.

3.                  Дмитриева В.Ф. Физика: учебник. – М., 2014..

4.                  Самойленко П.И., Сергеев А.В. Сборник задач и вопросы по физике: учеб. пособие. – М., 2015.

5.                  Самойленко П.И., Сергеев А.В. Физика (для нетехнических специальностей): учебник. – М., 2015.