Магнітна дія струму. Дослід Ерстеда.

Тема уроку. Магнітна дія струму. Дослід Ерстеда.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Мета уроку:

навчальна – ознайомити учнів з магнітною дією струму, довести наявність магнітного поля провідника зі струмом, котушки зі струмом; показати взаємозв’язок між електрикою й магнетизмом, ознайомити учнів з дослідом Ерстеда, сформувати поняття магнітного поля, силових ліній магнітного поля.

розвивальна – розвивати логічне мислення та вміння робити висновки з експерименту;

виховна – викликати інтерес до історії розвитку фізики

Обладнання: магнітні стрілки, металеві ошурки, джерело струму,

прямолінійний і круговий провідники, відео.

Хід уроку

I. Перевірка домашнього завдання; актуалізація опорних

знань учнів (фізичний волейбол)

Запитання до класу

Чому два цвяхи, які притягуються до магніту, розходяться вільними кінцями?

Чому корпус компаса виготовляють із міді, алюмінію, пластмаси, але ніколи із заліза?

Чому сталеві рейки через якийсь час виявляються намагніченими?

Чи буде діяти магніт на магнітну стрілку, якщо між ними помістити руку? аркуш паперу? залізний лист?

Які явища свідчать про існування магнітного поля Землі?

Як установиться магнітна стрілка на магнітних полюсах Землі?

Чи завжди збігаються напрямки на північ за магнітною стрілкою й географічним меридіаном?

Тестові завдання

1. Як називається властивість тіл довгий час зберігати магнітні

властивості?

А Магнітна властивість

Б Намагніченість

В Інертність

Г Ємність

2. Постійний магніт — це тіло, яке:

А тривалий час зберігає намагніченість

Б здатне притягувати до себе будь-які метали

В притягує до себе всі інші тіла

Г здатне орієнтувати ошурки

3. Як взаємодіють між собою полюси магнітів?

А Різнойменні відштовхуються, однойменні притягуються

Б Різнойменні та однойменні полюси притягуються

В Різнойменні та однойменні полюси відштовхуються

Г Різнойменні притягуються, однойменні відштовхуються

4. Причиною взаємодії магнітів є:

А наявність електричного поля навколо них

Б наявність електричного струму в них

В наявність магнітного поля навколо них

Г сила гравітаційної взаємодії

5. Магнітна стрілка встановлюється в даному місці Землі в пев -ному напрямку, оскільки:

А на Землі багато магнітів

Б Земля сама є магнітом

В Земля має електричне поле

Г Земля притягує до себе всі тіла на своїй поверхні

6. Який кінець магнітної стрілки показує на північний магнітний

полюс Землі?

А Південний

Б Північний

В Магнітна стрілка не показує на північний магнітний полюс

Г Положення стрілки завжди є різним

Відповіді: 1. Б. 2. А. 3. Г. 4. В. 5. Б. 6. А.

III. Вивчення нового матеріалу

У 1820 р. людство зробило ще один важливий крок на шляху

до розуміння природи магнітної взаємодії. 15 лютого цього року

професор Копенгагенського університету (Данія) Г. Ерстед демонстрував своїм студентам теплову дію електричного струму. Біля провідника, який нагрівався електричним струмом, поруч випадково опинився компас. Один зі студентів помітив, що в момент замикання кола стрілка компаса змінювала свій напрямок, а в разі розмикання кола поверталася в початковий стан. Цікавий студент попросив Ерстеда пояснити, що відбувається. Однак професор не знав, що відповісти, він ніколи нічого подібного не чув. До честі професора, він не відмахнувся від допитливого юнака, а просто повторив дослід і зробив... відкриття. Виявилося, що між електричним струмом і магнетизмом існує взаємозв’язок!

Демонстрація 1.(відео) При підключенні кільцевого провідника до джерела струму магнітна стрілка міняє своє положення.

Дослід Ерстеда був настільки простий, що його стали повторювати у всіх лабораторіях світу. Так, француз Домінік Франсуа Араго (1786—1853) встановив, що провідник зі струмом притягує до себе ошурки, а магнітна дія посилюється, якщо провіднику надати форму спіралі.

Андре Марі Ампер (1775—1836) відкрив магнітну взаємодію двох провідників зі струмом і зробив заяву, шокуючу для того часу, що й природу постійних магнітів можна пояснити струмами, які циркулюють усередині молекул (про існування електронів в атомах ніхто в ті далекі часи і гадки не мав).

Висновок: електричний струм є джерелом магнітного поля.

(Пояснюється фізична природа магнітних бур на Землі.)

Як ми вже знаємо, для графічного зображення магнітного поля

використовують магнітні силові лінії.

Демонстрація 2. Прямолінійний провідник пропускаємо крізь

картон, на який насипаємо залізні ошурки.

Під час пропущення струму спостерігаємо намагнічування й орієнтацію ошурок у магнітному полі.

Запис у зошит. Магнітні силові лінії — лінії, уздовж яких розташовуються осі маленьких магнітних стрілок, поміщених у дане поле. Ці лінії мають вигляд замкнутих кіл. Напрямок, на який вказують північні кінці цих стрілок, прийнятий за напрямок силових ліній. У зошитах і на дошці зображаються магнітні силові лінії постійних магнітів.

Для визначення напрямку силових ліній магнітного поля застосовують правило свердлика або правило правої руки. (Формулювання правил записуються в зошити.)

III. Закріплення нового матеріалу

Завдання й вправи класу

IV. Домашнє завдання

1. Вивчити теоретичний матеріал уроку.

2. Додаткове завдання. Придумайте й накресліть схему пристрою

для очищення корму для тварин від сталевих ошурок.

Скарбничка цікавих фактів

Вічний двигун!

У XVII ст. англійський єпископ Джон Вількенс запропонував

свій проект вічного двигуна (рис. 76). Металева кулька К, притягу -ючись до магніту, почне підніматися вгору по похилій площині А .

Провалившись в отвір О, вона скотиться по жолобі Б, а по закруглен -ню З знову потрапить на похилу площину А. У чому помилка? Якщо

магніт М дуже потужний, то кулька перескочить через отвір О ; якщо

магніт М слабкий, то кулька, потрапивши в отвір О, не докотиться

до закруглення З, оскільки загальмується дією магніту М.

Фізика і класична література

У творах давньоримського письменника й філософа Плінія

можна прочитати про магнітну скелю, розташовану на узбережжі

Індії. За переказом, ця скеля здатна була витягувати всі до одного

цвяха з корабля, який насмілювався наблизитися до неї.

Подібний сюжет можна зустріти й у казках «1001 ніч». На-справді притягання збоку гір з покладами магнітних руд є над -звичайно малим, і такі «неподобства» їм не під силу. А от кораблі,

повністю побудовані з дерева, за винятком кріплень, виготовлених

із бронзи, міді, алюмінію, дійсно існують. Їх використовують для

вивчення магнітного поля Землі.

Хай буде магнітне поле!

Астроном Фріц Цвіккі (1898—1974) одного разу вступив

у суперечку про походження Всесвіту зі священиком. Служитель

церкви наполягав на тому, що світ був створений тоді, коли Бог

сказав: «Хай буде світло!» Подумавши, Цвіккі додав: «Я б ще міг

погодитися із цим твердженням, якби він сказав: «Хай буде світло

й магнітне поле!»