Конспект урока: Решение задач по теме "Магнитное поле тока". 10 класс

Конспект занятия по физике: Решение задач по теме «Магнитное поле тока» для студентов I курса средних специальных учебных заведений или для учащихся 10 классов средних школ.

Цели:

• познавательные — формирование умений применять полученные знания при решении типичных задач, выяснение общих и особен­ных свойств электрических и магнитных полей;
• воспитательные — показ значения теории (ее предсказывающей функции);
• развивающие — развитие самостоятельности учащихся и умения анализировать факты.

Оборудование: источник тока, реостат на 6 Ом, дугообразный магнит, находящийся между его полюсами прямой проводник.

План занятия 

Организационный момент (этап I) – рассказ учи­теля о важности знаний зако­нов электромагнетизма с целью создания мотивации учебной деятельности, сообщение плана предстоящей работы. 

На  II этапе занятия к доске приглашаются учащиеся, которым предлагаются для решения задачи:

1. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл перпендикулярно линиям индукции находится проводник длиной 70 см. По нему протекает ток силой 70 А. Определить силу, действующую на проводник.

2. Определить силу Лоренца F, действующую на электрон, влетевший со скоростью v=4 мм/с в однородное магнитное поле под углом α=30° к линиям индукции. Магнитная индукция B поля равна 0,2 Тл.

Третий учащийся получает у доски следующее задание: «Сформулировать правило для определения направления силы Ампера — силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, и проиллюстрировать его, пользуясь установкой на демонстрационном столе. Установка собрана из следующего оборудования: источник тока, реостат на 6 Ом, дугообразный магнит, находящийся между его полюсами прямой проводник.

Задание для четвертого учащегося: проиллюст­рировать опытами остальное содержание закона Ампера.

Двум последним ученикам нужно сначала дать теоретический ответ, а затем экспериментом его подтвердить. (Это позво­ляет сделать вывод о важной функции физических опытов: проверять правильность теоретических выводов).

Пока вызванные готовятся к ответам, проводится повторение материала с помощью вопросов.

Сравниваются магнитное и электростати­ческое поля по следующим характеристи­кам: источник поля, его индикатор, свойство (потенциальное оно или вихревое), изобра­жение поля (каковы его линии), физиче­ские величины, описывающие поле. На эту работу отводится 4—5 мин.

Проверка работы учащихся у доски происходит в следующей последовательности: четвертый, третий, первый, второй ученики. Учитель по окончании ответа спрашивает класс: «Верный дан ответ?», «Правильное приведе­но решение?», «Какие замечания можно высказать по решению задачи?» и т. п. 

Этап III занятия начинается вызовом к доске решать задачу, записанную на кар­точке:

«Пользуясь установкой на демон­страционном столе, определить направление тока в круговом проводнике и направление вектора магнитной индукции».

Все осталь­ные записывают тему занятия «Решение задач» и приступают к самостоятельному разбору следующей задачи:

«Определить по рис. 1 расположение полюсов магнита». Этот рисунок воспроизводится в тетради. Нужно не только дать ответ, но и обосновать его. По его завершении проверя­ется решение задачи у доски: теоретический ответ, затем опыт. Проверка заканчивается обсуждением других возмож­ных вариантов решения.

Затем к доске приглашаются два других ученика. Они решают задачи из задачни­ка Рымкевича.

3. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 см², равен 0,3 мВб. Найти индукцию поля внутри контура. Поле считать одно­родным.

4. 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.

В это время класс решает немного видоизмененную задачу:

5. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 г течет ток силой 10 А. Какую индукцию (модуль и направление) должно иметь магнитное поле, чтобы при помещении туда проводника действующая на него сила тяжести уравно­весилась силой Ампера?

Класс проверяет решение у приглашенных к доске. 

Затем к доске вызывается еще один ученик; он записывает решение задачи № 5,  делает чертеж, записывает все математические действия. Остальные сравнивают записи в своих тетрадях с записями на доске и корректируют свою работу.

Следующий шаг отработки знаний и умений это их применение в измененной ситуации; этот шаг развивает творческие способности учащихся, их сообразитель­ность. На переносной доске открываются три заранее выполненные рисунка (рис. 2—4). Задание формулируется так: соста­вить для каждого случая задачу и решить ее. Отметить: составление нескольких за­дач по одному рисунку, в том числе пар­ных — прямая и обратная — поощря­ется особо. В ходе этого процесса сравниваются задачи по раз­ным рисункам, выявляется единство физи­ческих явлений, лежащих в основе задач.

Этап IV — контрольный — со­стоит в самостоятельном решении «на вре­мя»  задачи.

6. Рамка, сила тока в которой 0,5 А, помещена в однородное магнитное поле таким образом, что на нее действует момент сил 0,01 Н.м. Площадь рамки 0,1 м². Вычислите значение вектора индук­ции магнитного поля. Что будет, если силу тока в рамке увеличить вдвое? Где практи­чески используется ситуация, описанная в условии?

Решение этой задачи позволит проверить степень усвоения материала, вы­нуждает вспомнить сведения из механики (о моменте силы) и еще раз осознать использование изучаемого физического яв­ления.

На этапе V — подведение итогов — учащиеся вместе с учителем устанавливают, на какие изучаемые в теме явления и законы решались задачи, каким способом это дела­лось. Сообщаются оценки восьми уча­щимся; у двух человек можно взять для проверки тетради.