План-конспекты изучения раздела "Магнитное поле" курса "Физика" средней школы

Раздел «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ» (7 ч.)

Урок №1

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

         ЦЕЛЬ: сформировать представление о магнитном поле как виде материи.

         ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

         а) общеобразовательные – формирование понятий о магнитном поле и магнитном взаимодействии токов;

         б) развивающие – развитие познавательного интереса к физике, развитие умения объяснять окружающие явления;

         в) воспитательные – формирование научного мировоззрения учащихся в ходе знакомства с историй развития представлений об электромагнетизме, привитие желания на основе полученных знаний самостоятельно объяснять природу различных явлений в окружающем мире.

         УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ: понятия: магнитное поле.

Ход урока.

I.      Организационный момент.

II.      Анализ и итоги самостоятельной работы.

III.      Подготовка к восприятию нового материала.

1.     Что означает выражение: «тело или частица обладает электрическим зарядом»?

2.     В каком состоянии могут находиться электрические заряды?

3.     Что понимают под электрическим полем? Как его можно обнаружить?

4.     Каковы основные свойства электрического поля? Как объяснить взаимодействие двух покоящихся заряженных тел?

IV.      Изложение нового материала.

1.     Краткий исторический очерк о развитии учения о магнитных явлениях.

2.     Магниты.

3.     Магнитное поле.

4.     Свойства магнитного поля.

5.     Магнитное взаимодействие токов.

V.      Закрепление знаний.

1.     На какие частицы действует электрическое поле, на какие магнитное?

2.     Каким образом можно обнаружить наличие в пространстве магнитного поля?

3.     Молния ударила в ящик со стальными ножами и вилками. После этого они оказались намагниченными. Как это объяснить?

VI.      Подведение итогов урока. Домашнее задание.

         Выучить §22, 23 (стр. 101-103).

Урок №2

ВЕКТОР МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ.

         ЦЕЛЬ: конкретизировать и расширить представления учащихся о магнитном поле, познакомить с графическим методом представления структуры магнитного поля.

         ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

         а) общеобразовательные – формирование понятий о векторе индукции магнитного поля, графическом методе представления структуры магнитного поля;

         б) развивающие – формирование умения анализировать информацию, Развитие пространственного воображения;

         в) воспитательные – формирование научного мировоззрения в ходе знакомства с историей развития представлений об электромагнетизме.

         УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ: понятия: магнитная индукция.

Ход урока.

I.      Организационный момент.

II.      Проверка изученного материала.

Фронтальный опрос:

1.     Что понимают под магнитным полем? Чем оно порождается?

2.     Как можно обнаружить магнитное поле?

3.     Каково основное свойство магнитного поля?

4.     Почему магнитное поле является вихревым?

III.      Изложение нового материала.

1.     Вектор индукции магнитного поля.

2.     Направление вектора магнитной индукции.

3.     Принцип суперпозиции для магнитного поля.

4.     Линии магнитной индукции.

5.     Определение направления вектора магнитной индукции.

IV.      Закрепление знаний, умений навыков.

1.     Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

2.     Сложенный вдвое гибкий провод лежит на столе. Будут ли взаимодействовать части, если по нему пропустить электрический ток?

3.     Как следует понимать утверждение, что в данной точке индукция поля равна 2 Тл?

4.     Как следует понимать утверждение, что магнитная индукция в одной точке поля больше, чем в другой?

5.     Как изображаются линии магнитного поля, направленные перпендикулярно к плоскости чертежа?

V.      Подведение итогов. Домашнее задание.

         Выучить §23 (стр. 103-107).

Урок №3

ПРОВОДНИКИ С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ.

         ЦЕЛЬ: ознакомить учащихся с примерами магнитных полей, с действием магнитного поля на проводники с током.

         ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

         а) общеобразовательные – формирование понятий о примерах магнитных полей, действии магнитного поля на проводники с током, силе Ампера;

         б) развивающие – формирование умения анализировать и логически связывать материал; развитие пространственного воображения;

         в) воспитательные – привитие желания на основе полученных знаний самостоятельно объяснять природу различных явлений в окружающем мире.

         УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ: закон Ампера, формулу .

         УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ УМЕТЬ: решать задачи на расчет магнитной индукции, силы Ампера.

Ход урока.

I.      Организационный момент.

II.      Изложение нового материала.

1.     Индукция магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током.

2.     Индукция магнитного поля тока в центре тонкого кругового витка.

3.     Индукция магнитного поля тока, проходящего по соленоиду, внутри него.

4.     Действие магнитного поля на проводник с током (закон Ампера).

5.     Направление силы Ампера (правило левой руки).

III.      Решение задач.

1.     Определите максимальное значение силы тока в проводнике, если индукция магнитного поля на расстоянии 30 см от проводника не должна превышать 1мкТл.

2.     Чему равна сила, действующая на 1 м  прямолинейного проводника с током 10,5 А в магнитном поле с индукцией 1,7 Тл, расположенного под углом 45° к вектору магнитной индукции.

3.     Определите индукцию магнитного поля посередине между двумя одинаковыми длинными параллельными проводами, находящимися на расстоянии 10 см один от другого, если по одному  проводу идет ток 10 А, а по второму – 12 А.

IV.      Подведение итогов урока. Домашнее задание.

         Выучить § 24,25, решить задачи 1, 2  (упр. 17).

Урок №4.

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

НА ДВИЖУЩИЕСЯ ЗАРЯДЫ.

         ЦЕЛЬ: разъяснить действие магнитного поля на движущиеся заряды, ввести понятие силы Лоренца.

         ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

         а) общеобразовательные – формирование у учащихся понятий о действии магнитного поля на движущиеся заряды, силе Лоренца;

         б) развивающие – формирование умения анализировать и логически связывать материал, развитие пространственного воображения;

         в) воспитательные – формирование научного мировоззрения в ходе знакомства с историей человеческого познания.

         УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ: формулу .

Ход урока.

I.      Организационный момент.

II.      Проверка изученного материала.

         Решение задачи.

         Чему равна сила, действующая на единицу длины проводника, возникающая между двумя параллельными прямолинейными проводниками с токами равной величины 1 А, расположенными на расстоянии 1 м друг от друга?

III.      Подготовка к восприятию нового материала.

         Фронтальная беседа:

1.     Каковы причины возникновения магнитного поля?

2.     Что можно определить с помощью формулы Ампера?

3.     Объясните притяжение и отталкивание параллельных токов.

IV.      Изучение нового материала.

1.     Сила, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд (сила Лоренца).

2.     Определение направления силы Лоренца (правило левой руки).

3.     Применение действия силы Лоренца.

4.     Движение заряженной частицы, влетающей в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции.

V.      Решение задач.

1. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1,4 мТл в вакууме со скоростью 500  перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу, действующую на электрон, и радиус окружности, по которой он движется.
2. Вычислите силу Лоренца, действующую на протон, движущийся со скоростью 10⁵  в однородном магнитном поел с индукцией 0,3 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции.

VI.      Подведение итогов урока. Домашнее задание.

         Выучить § 27, решить задачи 1, 2 (упр. 18).

Урок №5.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ.

         ЦЕЛЬ: ознакомить учащихся с особенностями магнитного поля Земли,  с особенностями движения заряженных частиц в магнитном поле Земли.

         ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

         а) общеобразовательные – формирование понятий о магнитном поле Земли и особенностях движения заряженных частиц в нем;

         б) развивающие – развитие аналитических способностей и пространственного воображения учащихся при объяснении магнитных явлений в природе;

         в) воспитательные – привитие желания на основе полученных знаний самостоятельно объяснять природу различных явлений в окружающем мире.

Ход урока.

I.      Организационный момент.

II.      Поверка изученного материала.

       Разбор домашних задач.

III.      Объяснение нового материала.

1.     Магнитное поле Земли. Его особенности.

2.     Принцип действия компаса.

3.     Магнитные аномалии.

4.     Магнитные бури.

5.     Солнечный ветер.

6.     Магнитосфера.

7.     Радиационный пояс Земли.

8.     Полярные сияния.

IV.      Закрепление знаний, умений и навыков.

1.     Почему полярные сияния наблюдаются в основном в полярных районах земного шара?

2.     Какая сила действует на самолет со стороны магнитного поля Земли, если он приобрел электрический заряд 180 Кл и летит перпендикулярно силовым линиям магнитного поля со скоростью 280 ?

3.     Космическая частица массой 9,1∙10^{-31 кг, движущаяся со скоростью 3000 , влетает в магнитное поле Земли перпендикулярно его линиям. Электрический заряд частицы 1,6∙10-19} Кл. На какое расстояние отклонится под действие магнитного опля Земли частица, пролетев 1 м? Индукция магнитного поля Земли равна 50 мкТл.

V.      Подведение итогов. Домашнее задание.

         Выучить § 28, 29.

Урок №6.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ».

         ЦЕЛЬ: повторить, углубить и систематизировать знания учащихся по теме «Магнитное поле».

         ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

         а) общеобразовательные – углубление и закрепление знаний по теме «Магнитное поле»;

         б) развивающие – привитие учащимся умения самостоятельно мыслить и применять знания при решении физических задач;

         в) воспитательные – воспитание у учащихся стремления достигать поставленной цели.

Ход урока.

I.      Организационный момент.

II.      Решение задач.

1.     Как изменится сила Ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле при увеличении силы тока в проводнике в 3 раза и уменьшении длины проводника в 2 раза?

2.     Как изменится сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в однородном магнитном поле, если заряд частицы уменьшится в 3 раза, а индукция магнитного поля увеличится в 5 раз?

3.     Расстояние между двумя проводами линии электропередачи равно 50 см. Определите индукцию магнитного поля в точке, лежащей в плоскости проводов и находящейся на расстоянии 50 см от левого провода, если сила тока в линии 500 А.

4.     Проводник длиной 40 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 8 мТл. Когда по проводнику пропустили ток 5 А, он пришел в равномерное движение перпендикулярно линиям индукции. Определите работу магнитного поля, если проводник переместился на 20 см.

5.     В однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

6.     В однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 1 мТл находится свободно подвешенный горизонтальный прямолинейный медный проводник, площадь поперечного сечения которого 4 мм². С каким ускорением будет выталкиваться из поля проводник, если по нему течет ток 8,9 А?

III.      Подведение итогов урока. Домашнее задание.

         Решить задачи 3, 4 (упр. 18).

Урок №7.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

 ПО ТЕМЕ «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ».

         ЦЕЛЬ: повторить, закрепить и проверить качество усвоенного материала.

         ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ:

         а) общеобразовательные – углубление и закрепление знаний учащихся по теме «Магнитное поле»;

         б) развивающие – привитие учащимся умения применять знания при решении физических задач, развитие навыков самостоятельной работы;

         в) воспитательные – воспитание у учащихся стремления всегда достигать поставленной цели.

Ход урока.

I.      Организационный момент.

II.      Самостоятельная работа.

Самостоятельная работа “Магнитное поле”.

Вариант 1.

1. Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Магнитное поле оказывает силовое действие …»

         А) … только на покоящиеся заряды;

         Б) … только на движущиеся электрические заряды;

         В) … как на движущиеся, так и на покоящиеся электрические заряды.

2. Сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля, называется …

         А) сила Ампера;           В) сила Ньютона;         Б) сила Лоренца.

3. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

         А) 25 Тл;             Б) 2,5 Тл;             В) 0,04 Тл;           Г) 0,4 Тл.

4. Электрон движется в вакууме со скоростью 3∙10⁶  в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл. Чему равна сила, действующая на электрон, если угол между направлением скорости и линиями индукции равен 90°.

         А) 4,8∙10^-12 Н;      Б) 4,8∙10^-14 Н;      В) 4,8∙10^-24 Н;      4,8∙10^-26 Н;

5. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле при увеличении индукции магнитного поля в 2 раза?

         А) увеличится в 2 раза;          Б) уменьшится в 2 раза;                  В) не изменится.

6. Как изменится сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в однородном магнитом поле, при уменьшении магнитной индукции в 3 раза?

         А) увеличится в 3 раза;          Б) уменьшится в 3 раза;                  В) не изменится.

7. Электрон описывает в магнитном поле окружность радиусом 4 мм. Скорость электрона 3,6∙10⁶ . Найти индукцию магнитного поля.

8. В однородном магнитном поле, индукция которого равна 50 мТл, равномерно движется проводник со скоростью 0,1 . Ток в проводнике равен 2 А. Чему равна работа по перемещению проводника за 20 с, если его длина 10 см.

9. На горизонтальных рельсах, находящихся в вертикальном магнитном поле, лежит стальной брусок, перпендикулярно рельсам. Расстояние между рельсами 15 см. Масса бруска 300 г, коэффициент трения между бруском и рельсами 0,2. Чтобы брусок сдвинулся с места, по нему необходимо пропустить ток силой 40 А. Какова индукция магнитного поля?

Вариант 2.

1. Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Магнитные поля создаются …»

         А) … как неподвижными, так и движущимися электрическими зарядами;

         Б) … неподвижными электрическими зарядами;

         В) … движущимися электрическими зарядами.

2. Какова траектория движения протона, влетевшего в магнитное поле под углом 30º к вектору индукции магнитного поля?

         А) прямая ;          Б) парабола ;       В) окружность ;   Г) спираль .

3. Какова сила тока в проводнике, находящемся в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл, если длина активной части проводника 20 см, сила, действующая на проводник 0,8 Н, а угол между направлением линий индукции и током 30°

         А) 1 А;                 Б) 0,1 А;              В) 2 А;                 Г) 0,2 А

4. Вычислите силу Лоренца, действующую на протон, движущийся со скоростью 1∙10⁵ в однородном магнитном поле с индукцией 0,3 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции.

         А) 4,8∙10^-12 Н;      Б) 4,8∙10^-14 Н;      В) 4,8∙10^-13 Н;      4,8∙10^-26 Н;

5. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле при уменьшении длины проводника в 2 раза?

         А) увеличится в 2 раза;          Б) уменьшится в 2 раза;                  В) не изменится.

6. Как изменится сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в однородном магнитом поле, при увеличении скорости частицы в 3 раза?

         А) увеличится в 3 раза;          Б) уменьшится в 3 раза;                  В) не изменится.

7. Протон движется со скоростью 1∙10⁸  перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Найти радиус окружности, по которой он движется.

8. Какую работу выполняет однородное магнитное поле с индукцией 15 мТл при перемещении на расстояние 20 см проводника длиной 2 м, по которому течет ток 10 А? Перемещение осуществляется в направлении действия сил. Проводник размещен под углом 30° к направлению линий магнитной индукции.

9. На горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 0,2 м, лежит стержень перпендикулярно к рельсам. Какой должна быть индукция внешнего магнитного поля, чтобы стержень начал двигаться, если через него пропустить ток силой 50 А? Масса стержня 0,5 кг, коэффициент трения стержня о рельсы 0,2.

№ задания	1	2	3	4	5	6	7	8	9		Оценка	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Стоимость	1	1	4	4	6	6	8	8	10		Сумма	1	2	6	10	16	22	30	38	43	48

III.      Подведение итогов урока. Домашнее задание.

         Повторить итоги раздела «Магнитное поле».

Краткое описание документа:

Данная работа призвана оказать помощь при изучении раздела "Магнитное поле" курса "Физика" средней школы. Материал ориентирован на учебник "Физика" В.Жилко. Он представляет собой планы проведения 7 занятий. Первые пять посвящены усвоению основных физических понятий, относящихся к данному разделу: вектор магнитной индукции, сила Ампера, сила Лоренца, правило левой руки. 6 занятие посвящёно практическому использованию накопленных теоретических знаний и представляет собой практикум по решению физических задач. 7 занятие - разноуровневая самостоятельная работа, представленная в двух вариантах.