Разработка урока "Закон Ампера и его применение"

Закон Ампера и его применение

Цель: сформулировать закон Ампера и показать его практиче­скую применимость.

Ход урока

I. Организационный момент

П. Актуализация знаний

-     Опишите опыт Эрстеда.

-     Каким является магнитное поле?

-     Что можно сказать об основных линиях магнитного поля?

-     Что такое соленоид?

-     Сформулируйте правила для определения направлений сило­вых линий магнитного поля?

-     Что можно сказать о магнитных монополях?

III. Выполнение лабораторной работы

Лабораторная работа по теме «Изучение свойств постоянных магнитов»

Цели: получить картины силовых линий магнитного поля вокруг постоянных магнитов.

Оборудование: магнит полюсовой (2 шт.), магнит подковообраз­ный, магнитная стрелка, скрепки, медный провод, ластик, железные опилки.

Ход работы

1.  Найдите северный полюс стрелки, установите полюса полюсо-вого магнита и подковообразного. Обозначьте северный и южный полюса магнитов.

2.  Положите лист картона на полюсовой магнит и равномерно посыпьте его железными опилками. Не двигая магнит и картонку, осторожно постучите по картонке, чтобы опилки могли перемещать­ся. Обратите внимание, как выстроились опилки на листе. Сделайте рисунок в тетради.

3.  Получите картину магнитного поля двух пол юсовых магнитов, расположенных параллельно друг другу, и подковообразного магнита.

4. Что можно сказать о линиях магнитной индукции?

IV. Изучение нового материала

1. Проведение эксперимента.

По двум параллельным проводникам пропускаем электрический ток. В том случае, если ток направлен в одну сторону, наблюдается притяжение проводников, если в разные стороны, то отталкивание-Притяжение или отталкивание электрически нейтральных про­водников при пропускании через них электрического тока называют магнитным взаимодействием токов.

На проводник с током в магнитном поле действует сила, которая получила название силы Ампера. Направление этой силы можно найти при помощи правила левой руки. Математическая запись име­ет следующий вид:

Fa = IBls'ma,

где /- сила тока в проводнике; В - магнитная индукция; / - длина проводника; а - угол между направлением проводника и направле­нием вектора магнитной индукции. Где /- сила тока в проводнике; В - магнитная индукция; / - длина проводника; а - угол между направлением проводника и направле­нием вектора магнитной индукции.

2. Работа с учебником.

Учащиеся открывают с. 900 учебника, читают § 64 и отвечают на следующие вопросы:

—   Как устроен  измерительный  прибор  магнитоэлектрической

Системы^?

-     Каково устройство электродвигателя постоянного тока?

-     От чего зависит вращающийся магнит электродвигателя по­стоянного тока?

-     Как можно изменить направление вращения якоря электро­двигателя?

-     Как можно изменить скорость вращения якоря электродвигателя?

V. Решение задач

1.  Какая сила действует на каждый метр длины воздушных про­водов троллейбусной линии, расположенных на расстоянии 52 м друг от друга, если сила тока в проводах - 2000 А? (Ответ: 1,5 Н.)

2.  Вычислите индукцию магнитного поля на расстоянии 10 м от длинного прямого проводника при силе тока в проводнике 20 А. [Ответ: 4\0'⁵ Тл.)

3.  Вычислите индукцию магнитного поля внутри цилиндриче­ской катушки длиной 10 м, содержащей 200 витков провода, при силе тока в катушке 5 А. (Ответ: 1,310~² Тл.)

Задачи повышенной сложности:

1.  В вертикально однородном магнитном поле на двух тонких лентах горизонтально подвешен проводник длиной 20 см и массой 20,4 г. Индукция магнитного поля равна 0,5 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся ленты, если сила тока в проводнике равна 2 А. (Ответ: 45°.)

2.  Прямолинейный проводник массой 2 кг и длиной 50 см поме­щен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индук­ции. Индукция поля равна 15 Тл. Какой силы ток должен проходить по нему, чтобы он висел не падая? {Ответ: 2,7Тл.)

3.  Проводящий стержень лежит на горизонтальной поверхности перпендикулярно однородному горизонтальному магнитному полю с индукцией 0,2 Тл. Какую силу в горизонтальном направлении нужно приложить перпендикулярному проводнику для его равномерного по­ступательного движения? Сила тока в проводнике - 10 А, масса - 100 г, длина - 25 см, коэффициент трения - 0,1. (Ответ: 0,548 Н или 0,402 Н.)