Цели урока :

1. Образовательная:

2. Развивающая:

3. Воспитательная:

Просмотр содержимого документа
«Конспект урока№ 2 по теме: Обобщение и систематизация знаний по теме «Электродинамика».»

Тема урока: Обобщение и систематизация знаний по теме «Основы электродинамики».

Цели урока :

1. Образовательная:

повторить и обобщить знания учащихся по разделу «Электродинамика»;

выявить знания учащихся на использование теоретического материала по теме в процессе решения задач, умения применять физические законы при выполнении работ физического практикума.

2. Развивающая:

способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;

развитие способности к самооценке и самоанализу собственной мыслительной деятельности и ее результатов;

проверить уровень самостоятельности мышления учащихся по применению имеющихся знаний в различных ситуациях.

3. Воспитательная:

побуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям;

воспитание духа соревнования, ответственности за товарищей, коллективизм.

4. Методическая:
показать методику применения разнообразных методов, которые можно использовать на нетрадиционных уроках частями или целиком.

Методы: словесная передача информации и слуховое восприятие информации; наглядная передача информации и зрительное восприятие информации; передача информации с помощью практической деятельности; стимулирование и мотивация; методы контроля и самоконтроля.

Средства обучения : Презентации; доклады; кроссворды; задания для тестированного опроса; ПК; проектор.

Оборудование: ПК, ИД, проектор, принтер, сканер макеты ДВС, таблица, заполненная на ИД, презентации ppt, фильм «Физика» таблица как раздаточный материал – 30 штук.

План урока:

1. Организационный момент:

Приветствие;

Определение отсутствующих;

Проверка готовности учащихся к уроку;

Организация внимания.

2. Актуализация ранее усвоенного:
1.Устная работа;
2. Тестированный опрос.

3. Применение знаний:

1. Сообщения учащихся.

2. Обсуждение сообщений

3. Кроссворд;

Домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный момент

1. приветствует учащихся.

2. Учитель выявляет отсутствующих, выясняет причину отсутствия.

3. Проверка готовности учащихся к уроку (внешний вид, рабочая поза, состояние рабочего места).

4. Проверка подготовленности классного помещения к уроку (чистая доска, мел, тряпка, порядок в классе).

2. Повторение

2.1. Устная работа с определениями и законами

2.2. Тестовый опрос

Каждый ученик получает карточку с общими заданиями для всех.

3. Познание новых открытий

3.1. Сегодня мы познакомимся с историей великих открытий и их авторами. Ф.Энгельс писал «….если время для открытия созрело, это открытие должно быть сделано»

Нам интересны личности ученых, их научный путь, их житейские радости и беды, их надежды и разочарования. Они обладали тем, чего у нас возможно нет, но между тем, были просто людьми.

Перед вами стоит также и задача: Выслушать и оценить выступление ваших однокурсников, результаты занести в оценочную таблицу.(пояснения учителя к таблице)

выступающий	интересно	информативно	наглядно	риторика	регламент

Темы сообщений

1. Гениальный самоучка Майкл Фарадей.

2. Основатель теории электромагнитного поля Джеймс Максвелл.

3. Великий экспериментатор Генрих Герц.

4. Александр Попов. История радио

3.2. Характеристика докладов

Теория электромагнетизма Максвелла получила полное опытное подтверждение и стала общепризнанной классической основой современной физики. Роль этой теории ярко охарактеризовал А. Эйнштейн:

"... тут произошел великий перелом, который навсегда связан с именами Фарадея, Максвелла, Герца. Львиная доля в этой революции принадлежит Максвеллу… После Максвелла физическая реальность мыслилась в виде непрерывных, не поддающихся механическому объяснению полей... Это изменение понятия реальности является наиболее глубоким и плодотворным из тех, которые испытала физика со времен Ньютона"

3.3. Кроссворд

Подведение итогов, анализ работы.

Домашнее задание

Кроссворд

По горизонтали:

1.Вещество, не проводящее электричество.

2 и 6. Ученые,опыты которых доказали существование и позволили измерить заряд электрона.

3.Сообщение телу электрического заряда.

4 и 5.Частицы, из которых состоит ядро атома.

7.Атом, потерявший или присоединивший один или несколько электронов.

8.Прибор, служащий для обнаружения заряда.

9.Одно из веществ, испускающих альфа-частицы.

По вертикали:

ученый, опыты которого лежат в основе модели строения атома.

Дата 08.10.2014. класс 11А предмет физика Задачи образования : обучающая: повторить, что такое магнитный поток, закон Ома; сформировать понятие "электромагнитной индукции". Сформировать потребность в знаниях об электромагнитной индукции (индукционных токах, их получении и величине). Научить умению самостоятельного учебного труда, научить проведению анализа и сравнения. (предметный результат)развивающая: научить самоконтролю при решении расчётных задач; научить делать выводы по теме; содействовать развитию мышления; навыков сравнения, анализа физического явления. (метопредметный результат)

воспитательная: расширить кругозор учащихся о электромагнитных полях в его личностных ощущениях; приучать к аккуратности при работе с приборами и записями в тетрадях; воспитание ответственного отношения к учебному труду (личностный результат).

В единой природе электромагнетизма М. Фарадей был уверен и, благодаря, его открытию,в мире созданы устройства генераторов всех электростанций мира превращающих механическую энергию в электрическую. Около 80% электроэнергии получаем благодаря открытию М. Фарадея. Первоначально Фарадей проделал опыт№1 : Две катушки, вставленные одна в другую. Внешняя катушка замкнута на гальванометр, а по внутренней течёт постоянный ток. Замыкаем и размыкаем ключ. Вопрос : Почему во внешней катушке появился ток? И почему исчез? Ваша гипотеза.

Опыт№2 .На гальванометр замкнута катушка. В катушку вставляем и из катушки вынимаем постоянный магнит. Вопрос: Почему появляется электрический ток?

Вопрос: Повторим что такое магнитный поток?

Вопрос : С чем можно сравнить магнитный поток? Попытайтесь объяснить: Почему возникает ток.

Вопрос : Каким должен быть поток?

Опыт№3 .Если катушку будем одевать на магнит?Опыт№4. Катушку с током одеваем и снимаем с сердечника от трансформатора.Опыт№5 .Изменение тока с помощью реостата. Электрический ток в замкнутом контуре, возникающий при изменении магнитного поля, называется индукционным. Так что же такое электромагнитная индукция?

16041 опыт Фарадею принёс результат (29.08.1831г).

Задание. Первая группа : Установить зависимость силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока.Вторая группа: Установить зависимость направления тока от полюсов магнита и от того вставляется или вынимается магнит.Третья группа : Выяснить будет ли индукционный ток,если магнитное поле не изменяется или магнит вращается внутри катушки вокруг своей оси.Четвёртая группа : Читают о применении индукционного тока в дополнительной литературе.

Делаем выводы с использованием компьютера "Программа по теме "Электромагнетизм".

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

А.В. ПОЛЫНКИН к.т.н., доцент

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Направление подготовки: 210300 Радиотехника Специальности: 210301 «Радиофизика и электроника», 210302, «Радиотехника»

Форма обучения очная

Тула 2004 г.

АННОТАЦИЯ

Предмет дисциплины - теория электромагнитного поля и ее радиотехнические приложения. Цель изучения дисциплины - приобретение студентами знаний, умения и навыков, необходимых для успешного освоения смежных дисциплин, а так же для успешной практической деятельности по созданию и обеспечению функционирования устройств и систем, основанные на использовании электромагнитных полей и волн.

В результате изучения курса студент должен

- иметь представления об основных особенностях и закономерностях электромагнитного поля, способах его создания, передачи и использования;

- знать уравнения Максвелла, методы их применения при расчетах простейших направляющих, резонансных и излучающих устройств, физические и математические модели этих устройств, влияние параметров материалов и конструкций на электрические параметры устройств;

- знать основные законы распространения и способы возбуждения и излучения электромагнитных волн.

Изучению электродинамики и распространения радиоволн должно предшествовать усвоение следующих дисциплин и тем:

- математика (дифференциальное и интегральное исчисления, функции комплексной переменной, ряды и интегралы Фурье, векторная алгебра, аналитическая геометрия кривых и поверхностей, криволинейные системы координат, линейные преобразования, векторный анализ, дифференциальные уравнения);

- общая физика (электричество и магнетизм, колебания и волны, оптика)

- основы теории цепей.

Дисциплина относится к разделу общепрофессиональных. Она является базовой при изучении антенн, СВЧ и оптических устройств, методов и устройств формирования и приема сигналов.

Конспект содержит тридцать пять лекций.

1. Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн: Учебник для вузов. М.: Горячая линия-Телеком, 2003.

2. Кугушев А.М., Голубева Н.С., Митрохин В.Н. Основы радиоэлектроники. Электродинамика и распространение радиоволн. Учеб. пособие для вузов. – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.

3. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространения радиоволн. Учеб. пособие для вузов.- М.: Наука. 1989.

4. Баскаков С. И., Карташев В. Г., Лобов Г. Д. и др. Сборник задач по курсу «Электродинамика и распространение радиоволн». Учеб. пособие / Под ред. С. И. Баскакова. - М.: Высш. школа, 1981.

а) дополнительная

1. Федоров Н.Н. Основы электродинамики. – М.: Высш. шк., 1980.

2. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь, 1988.

3. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. – М.: Сов. радио, 1971.

Лекция № 1. Введение. Исходные математические понятия

В основе теории электродинамики лежит представление об электромагнитном (ЭМ) поле. Формально об ЭМ поле можно говорить как о поле сил, т.е. Если в пространство, где существует ЭМ поле, поместить единичный положительный точечный заряд, то на него будут действовать силы.

В физическом смысле ЭМ поле следует рассматривать как одну из форм существования материи.

Хотя проявление ЭМ сил в природе люди наблюдали с древних времен, научные понятия в этой области сложились приблизительно недавно.

В формировании теории ЭМ полей вклад внесли такие ученые, как Шарль Кулон, Майкл Фарадей, Генрих Герц, Александр Степанович Попов, Петр Николаевич Лебедев (измерил световое давление).

Исключительный вклад в науку было суждено внести Максвеллу. В современной физике уравнения Максвелла являются фундаментальными законами теории электромагнетизма. Максвеллу принадлежит теоретический вывод о существовании электромагнитных волн вместе сгипотезой об электромаг-

нитной природе света . Этот вклад является результатом анализа, отправной точкой которого были физические идеи Фарадея (принцип близкодействия – взаимодействие, осуществляющееся через среду, являющуюся «вместилищем» электромагнитного процесса).

Широчайшей опытной базой теории электромагнетизма, основывающейся на уравнениях Максвелла, а так же стимулятором ее дальнейшего развития стала радиотехника. Вместе с радиотехникой появилось понятие радиоволны , т.е. электромагнитных волн в радиосистемах.

Важным научным направлением стало исследование распространения радиоволн в природных условиях – над Землей и в космосе. Проблема излучения и приема электромагнитной энергии, переносимой радиоволнами, привела

к теории антенн.

Под классической (неквантовой) электродинамикой понимают теорию поведения электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрическими зарядами.

Исходные математические понятия

Формально поле определяют заданием в каждой точке рассматриваемой части пространства некоторой скалярной или векторной величины (скалярные и векторные поля).

Скалярное поле, характеризуемое функцией ψ (x ,y ,z ), можно наглядно отобразить при помощи семейства поверхностей уровня

ψ (x,y,z) = Сi

где С i – константа

Введем вектор grad ψ , называемый градиентом, который направлен в сторону максимального возрастанияψ и равный скорости измененияψ в данном направлении. Очевидно, что

grad ψ = ν 0 ∂ ∂ν ψ ,

где ν – линия, ортогональная к поверхности уровня, аν 0 - касательный к ней орт.

Рис. 1. К определению градиента функции

Проекция вектора grad ψ на некоторое направлениеl , естьl 0 gradψ = l 0 ν 0 ∂ ∂ν ψ = cosα ∂ψ ∂ν = gradl ψ = ∂ψ ∂ l .

Определяя по этой формуле проекции градиента ψ в декартовой системе координат, получаем

grad ψ = ψ =x 0 ∂ ∂ ψ x +y 0 ∂ ∂ ψ y +z 0 ∂ ∂ ψ z .

Мы видим, что скалярное поле ψ порождает векторное поле F =ψ . Такое векторное поле называетсяпотенциальным , а скалярная функцияψ -по-

тенциалом.

Поверхности уровня, на которой ψ = const являются эквипотенциальными поверхностями.

Для наглядного отображения векторных полей обычно строят картины т.н. векторных , илисиловых линий. Это линии, касательные к которым в каждой точке указывают направление вектора. Густота силовых линий может соответствовать интенсивности поля. При этом количество векторных линий, проходящих через ортогональную площадку, должно быть пропорционально абсолютному значению вектора, практически постоянному в пределах площадки.

Векторный дифференциал длины вдоль некоторой линии l– это вектор, направленный по касательной к их абсолютному значению, равный скалярному дифференциалу dl.

Рис. 2. К определению векторного дифференциала длины

В декартовых координатах

dl = τ 0 dl= x 0 dx+ y 0 dy+ z 0 dz .

Пусть дано векторное поле ν (x ,y ,z ), которое надо описать посредством векторных линий.

ν =x 0 νx +y 0 νy +z 0 νz .

Попробуем, чтобы выполнялось условие пропорциональности dl = k ν ,

где k – любая константа.

Приравнивая компоненты векторов ν иdl , получим

Рис. 3. Примеры картин силовых линий

Рассмотрим несколько характерных типов картин силовых линий, которые могут встретиться при исследовании векторного поля F в областиV с граничной поверхностьюS .

Область V может содержать точку, из которой расходятся силовые линии (исток ) или в которую сходятся все силовые линии (сток ). Силовые линии могут также проходить область насквозь или совсем не пересекать поверхность

Потоком вектора F через поверхностьS (не обязательно замкнутую) называется интеграл:

Ф = ∫ F ds,

где векторный дифференциал ds - произведение скалярного дифференциала поверхностиds на орт нормалиν 0 , т.е.ds = ν 0 ds . Поэтому,F ds = F ν ds .

Если поверхность замкнутая, то ν 0 - орт внешней нормали. Для незамкнутой поверхностиν 0 выбирается произвольно.

Поток вектора F положителен, если силовые линии выходят из поверхностиS наружу и отрицателен, если они входят внутрь.

Дивергенцией (а также распределением, расходимрстью) вектора F на-

зывается величина, определяемая следующим предельным соотношением:

Если в некоторой точке div F > 0, то эта точка является источником силовых линий, если divF < 0, то такая точка является стоком. Если divF = 0, то в рассматриваемой точке силовые линии не начинаются и не заканчиваются.

В декартовых координатах:

div F =∂ ∂ F x x +∂ ∂ F y y +∂ ∂ F z z =F .

Ротором (а такжеротацией ,вихрем ) вектора называется векторная величина, обозначаемая rotF.

По определению проекция rot F на некоторое направлениеν (в некоторой точке, окрестностью которой является площадка∆ S), есть

	rot F = lim			F dl.
		∆ S∫ L
	∆S →0

Здесь L – граничный контур∆ S, составляющий сν правовинтовую систему (если смотреть вдольν 0 , то положительное направление обхода контураL

– по часовой стрелке)

Рис. 4. К определению ротора вектора

Фигурирующий в формуле интеграл называется циркуляцией вектораF по замкнутому контуруL .

В декартовой системе координат:

x 0y 0z 0

rot F = ∂ ∂x ∂ ∂y ∂ ∂z = ×F .

F xF yF z

Таким образом, ротор – векторная дифференциальная операция над компонентами вектора F , приводящая к получению новой векторной величины rot

Для всякого потенциального поля F =ψ имеем× F = × (ψ ) ≡ 0.

т.е. всегда rotgrad(ψ ) = 0. Поэтому потенциальные поля называют такжебезвих-

ревыми.

Поля, для которых div F = 0 , называютсясоленоидальными . Поскольку всегда(× V ) ≡ 0 , то соленоидальные поляF = rotV .

Если в некоторой области поле не является соленоидальным, причем в каждой точке F ≠ 0 , то все т очки области – это источники или стоки.

Потенциальные поля F (для которых× F = 0) могут быть одновременно и соленоидальнымиF = 0 , тогда они называютсягармоническими .

Следующие тождества векторного анализа имеют смысл правил дифференцирования произведения функций.

(ϕψ) = ϕ ψ +ψ ϕ;

(ψF ) = ψF +F ψ;

(F× V) = V× F− F× V;

×(ψF ) = ψ ×F +(ψ×F ) .

Часто в теории ЭМ используются следующие формулы:

f (ξ ) = f ′ (ξ ) ξ (дифференцирование сложной функции)× × F = (F ) − 2 F (ротор от ротора)

В декартовых координатах:

2 F = F = x 0 ∆ F x + y 0 ∆ F y + z 0 ∆ F z - оператор Лапласа. Наиболее важными для теории ЭМ поля являются следующие инте-

гральные соотношения векторного анализа:

Теорема Гаусса – Остроградского

∫ FdV = ∫ F ds;

Теорема Стокса

∫ (× F) ds= ∫ F dl.

Лекция № 2. Основные объекты электродинамики

Заряды, токи и векторы поля

Классическая теория электромагнетизма является макроскопической . Это значит, что в рассматриваемых процессах проявляется действие огромных

– «практически бесконечных» - количеств элементарных частиц. Структура материи при этом обычно игнорируется. Среда представляется сплошной, а заряды и токи – распределенными в объеме (иногда на поверхности).

Под плотностью заряда ρ понимается величина

	ρ = lim	∆q
		∆V
	∆V →0

где ∆ q - заряд, содержащийся в элементарном объеме∆ V . Поскольку заряд дискретен (наименьший по абсолютной величине отрицательный зарядe ≈ 1.602 10 − 19 Êë ), то содержащийся в (1) предельный переход следует пони-

мать как условный. Как бы на ни уменьшался объем ∆ V , он все же должен содержать достаточно большое число элементарных частиц. Но при переходе к идеализированной сплошной заряженной среде из (1), можно сделать вывод,

что ρ = dq dV .

Плотность тока проводимостиj - это вектор

	j = limi		∆I
		0 ∆ S
	∆S →0

где ∆ S - элементарная площадка, ориентированная перпендикулярно движению зарядов, аi 0 - орт нормали, указывающий направление движения;∆ I - ток, проходящий через∆ S

В современной физике остается незыблемым закон сохранения зарядов : заряд не уничтожается и не создается из ничего. Если в объемеV, ограниченном поверхностьюS , содержится зарядq, который не остается постоянным (т.е. уменьшается или увеличивается), то объяснить это следует тем, что границу пересекают носители заряда. Другими словами, через поверхностьS проходит ток, и его величина должна быть связана с зарядом соотношением:

I = − dq dt

(ток, выходящий через S наружу, считается положительным, а входящий внутрь - отрицательным).

Из (3) получается также дифференциальная формулировка сохранения заряда:

I =∫ j dν =∫ j dV = −∫ ∂ S dV →j = −
		V ∂ t	∂t

т.к. равенство должно быть справедливым для произвольного объема. Электромагнитное поле описывают при помощи следующих векторных

функций координат и времени

E =E (r ,t ) - напряженность электрического поля;H =H (r ,t ) - напряженность магнитного поля;D =D (r ,t ) - электрическая индукция;

B =B (r ,t ) - магнитная индукция;

В электромагнитном поле на заряды и токи действуют силы. На точечный заряд, который обычно рассматривают как «пробное» тело для обнаружения и измерения поля, действует сила:

F = q (E+ [ v, B] ) ,

где q – величина данного заряда, аv - скорость его движения. Под точечным зарядом понимают некоторое заряженное тело, считающееся достаточно малым в условиях эксперимента.

В случае неподвижного заряда (v = 0) сила зависит только от напряженности электрического поля:

F ′ =q E .

Это равенство рассматривают в качестве определения E . На движущийся точечный заряд, кроме того, действует сила:

F ′′ =q (v ×B ) ,

называемая лоренцовой силой . С появлением этой силы связывают определение вектора магнитной индукцииВ .

Вектора D иН в вакууме связаны сЕ иВ соотношениями:

где ε 0 иµ 0 - константы, зависящие только от выбора единиц измерения; первая называетсяэлектрической постоянной , а вторая –магнитной .

В системе СИ единицы измерения рассмотренных физических величин следующие:

Заряд q [Кл ] (Кулон);

Плотность заряда ρ [Кл/м3 ] (Кулон на кубический метр); Напряженность электрического поляЕ [В/м] (Вольт на метр); Напряженность магнитного поляН [А/м] (Ампер на метр); Электрическая индукцияD [Кл/м2 ] (Кулон на квадратный метр); Магнитная индукцияВ [Т] (Тесла);

Электрическая постоянная ε 0 [Ф/м] (Фарада на метр);

Магнитная постоянная µ 0 [Г/м] (Генри на метр).

урока по физике в 11 классе на тему:

«Повторение и обобщение знаний по разделу «Электродинамика»

Тип урока: урок повторения и актуализации знаний, комплексного применения знаний учащихся по теме «Электродинамика» (подготовка к контрольной работе).

Методика урока: метод группового взаимодействия, развивающее обучение, обучение в сотрудничестве.

Цели урока:

Образовательные:

1. Систематизация и обобщение знаний обучающихся по разделу «Электродинамика».

2. Углубление знаний об электромагнитных явлениях.

3. Совершенствование, расширение знаний учащихся, раскрытие практической направленности изученных явлений;

4. Отработка навыков решения задач по теме «Электродинамика».

Воспитательные:

1. Развивать чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач, развитие навыка работы в группе и в паре.

2. Развивать мотивацию изучения физики, используя разнообразные приёмы деятельности.

Развивающие:

1. Развивать умение использовать приёмы сравнения, обобщения.

2. Совершенствовать навыки самостоятельной и групповой работы.

3. Продолжать формирование умения анализировать условия задачи.

4. Развивать умение правильно оформлять и решать задачи.
5. Продолжать развивать монологическую речь с использованием физических терминов.

Учащиеся должны знать:

понятия:

Электрический ток, сила тока, напряжение источника тока, сопротивление проводников и величины от которых оно зависит, мощность тока, магнитная индукция, магнитный поток;

Электрическое и магнитное поля, условия их возникновения, электромагнитная индукция;

законы, правила:

Правила буравчика, правой и левой руки

единицы физических величин:

Силы тока, напряжения, сопротивления, мощности тока, магнитной индукции, магнитного потока

формулы:

Для расчета силы тока, силы Ампера, силы Лоренца, магнитной индукции, магнитного потока

Учащиеся должны уметь:

использовать законы и правила:

Закон Ома для участка цепи и для полной цепи,

Последовательное и параллельное соединение проводников,

Правила буравчика, правой и левой руки,

Закон электромагнитной индукции.

использовать формулы:

Для расчета силы тока, силы Ампера, силы Лоренца, магнитной индукции, магнитного потока.

Оборудование и материалы:

Компьютер, проектор, презентация «Повторение и обобщение знаний по разделу «Электродинамика», учебник и сборник по физике 11 класс, карточки № 1-3

План урока:

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний.

Повторение ранее пройденных определений электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства (Финк-Райт-Раунд Робин)

3. Групповая работа (Эй-Ар-Гайд)

4. Индивидуальная работа (работа с тестами)

5. Групповая работа (Куиз-Куиз-Трейд)

5. Закрепление. Решение задач

7. Подведение итогов урока. Рефлексия

ХОД УРОКА

Этапы урока

Продолжительность

Организационный момент

Задача : создание благоприятного психологического настроя

Здравствуйте, ребята!

Хочется сегодняшний наш урок начать со слов Адама Мицкевича:

Как наша прожила бы планета?!

Как люди жили бы на ней?!

Без теплоты, магнита, света

И электрических лучей?

Как Вы догадались эти слова я выбрала не случайно. Сегодня у нас с вами урок посвященный электричеству, магнетизму – урок обобщения и систематизации знаний по разделу «Электродинамика»

2-3 минуты

Цели урока

расширить, систематизировать и закрепить знания по разделу «Электродинамика»

научить применять знания, полученные на уроке при решении задач

развивать навыки самоконтроля, интерес к предмету

развивать чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач, развитие навыков работы в группе и в паре

Актуализация опорных знаний

Задача : повторить и углубить знания по заданной теме развивать речевую культуру, умение обобщать материал, выделять главное; воспитывать нравственные качества личности, связанные со взаимоотношениями в классном коллективе.

Ребята, Существует такая гипотеза: если существует металлический проводник, то заряженные частицы двигаются и создают вокруг себя электрическое поле.

Пожалуйста, подумайте внимательно и дайте краткое объяснение данной гипотезы .

(перед учащимися имеются карточки № 1. Задание №1)

Каждый должен обдумать, сформулировать свой ответ и записать в тетради. После этого партнеры по плечу (сначала партнер А, потом партнер Б) делятся друг с другом своими предположениями по данной гипотезе).

Молодцы, ребята! Теперь давайте поделимся своими предположениями с остальными товарищами.

(Выборочный опрос учащихся)

Вы хорошо справились с данным заданием, молодцы!

Сейчас, давайте, вспомним основные физические понятия по нашей сегодняшней теме.

Всем Вам известно, что электрический ток возникает только в металлах. Давайте, вспомним, что называется металлом?

(вопрос задается всему классу, выборочный опрос учащихся)

Самое известное из ранних определений металла было дано в середине XVIII века М.В. Ломоносовым:

“Металлом называется светлое тело, которое ковать можно. Таких тел только шесть: золото, серебро, медь, олово, железо и свинец”.

Спустя два с половиной века многое стало известно о металлах. К числу металлов относится более 75% всех элементов таблицы Д. И. Менделеева, и подобрать абсолютно точное определение для металлов – почти безнадежная задача.

МЕТАЛЛЫ - это вещества, обладающие высокой электропроводностью и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и металлическим блеском.

Модель металла - кристаллическая решетка, в узлах которой частицы совершают хаотичное колебательное движение:

В узлах кристаллической решетки расположены положительные ионы ,

пространстве между ними движутся свободные электроны ,

Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решетки

Электроны взаимодействуют не друг с другом, а с ионами кристаллической решётки. При каждом соударении электрон передаёт свою кинетическую энергию.

Молодцы, давайте подведем итог, что же такое металл, чем он характеризуется?

Вывод:

В обычных условиях металл электрически нейтрален.

Свободные электроны движутся в нём беспорядочно.

Если создать в металле электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направленно (упорядоченно), т. е. возникнет электрический ток.

Беспорядочное движение электронов сохраняется.

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов

5 минут

Задача: развивать речевую культуру, умение обобщать материал, выделять главное; воспитывать нравственные качества личности, связанные со взаимоотношениями в классном коллективе , развивать умение использовать приёмы сравнения, обобщения, помочь ученикам при необходимости пересмотреть их мнение

Сейчас мы с вами проделаем небольшую совместную работу.

На слайде и перед вами (карточка №1, задание №2) приведены утверждения, в которых пропущены некоторые слова. Вам необходимо вместо пропущенных слов написать правильные. Затем мы просмотрим видеоматериал, после этого вы должны будете снова ответить на те же самые вопросы.

(перед учащимися карточки № 2, ученики записывают пропущенные слова, затем просмотр видео «Магнитные линии поля», затем учащиеся снова отвечают на вопросы)

Вставьте пропущенные слова

1.Магнитное поле порождается ___________

2 . .

3.Что представляют магнитные линии проводника с током _

4.Что нужно сделать для того, чтобы изменить направление магнитной линии проводника с током

_______________________________________ .

5.При уменьшении силы тока в проводнике магнитное поле ______________.

Молодцы, ребята, вы славно поработали! Теперь сравните столбики «ДО» и «ПОСЛЕ». Поделитесь с соседом по плечу – в каких ответах у вас расхождения?

(после небольшого обсуждения, выборочный опрос учащихся)

Изменились ли ваши мнения. Почему?

Какие из этих утверждений вызвали у вас затруднения?

А сейчас, проверим, верно ли Вы проставили пропущенные слова.

(учитель на слайде выводит пропущенные слова)

Проверьте свои ответы. У кого какие затруднения?

(ответы, комментарии учащихся)

4 минуты

Самоконтроль

Сейчас мы проведем с Вами проверочную работу.

Вам будут предложены вопросы с вариантами ответов.

Вам нужно в течении 2-3 минут ответить на них и записать в тетради. Потом мы все вместе проверим ответы и каждый сможет оценить себя сам.

(перед учащимися карточки № 2 с заданиями. По завершении теста, на слайд выводятся ответы и критерии оценивании ответов. Учащиеся сами себе проставляют оценки.)

В заданиях 7 и 9 были приведены вопросы связанные с магнитными линиями магнитного поля. Давайте вспомним, что же это за линии?

Линии, касательные которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля.

Всегда замкнуты; не имеют ни начала ни конца, т.к. магнитных зарядов не существует

5 минут

Давайте вспомним некоторые ключевые правила и формулы, характеризующие электрическое и магнитное поля.

Что гласит правило буравчика?

Что такое магнитная индукции? Как она обозначается?

Что такое сила Ампера? Как ее вычислить?

Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера

где α –угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.

I - сила тока в проводнике

B - модуль вектора индукции магнитного поля

l - длина проводника, находящегося в магнитном поле

Как изменится сила Ампера, действующая на проводник с током, при уменьшении индукции магнитного поля в 3 раза?

а) уменьшится в 3 раза;

б) уменьшится в 9 раз;

в) увеличится в 3 раза;

г) увеличится в 4 раза

Что гласит правило левой руки?

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца были направлены вдоль тока, то отведенный на 90˚ большой палец укажет направление действия силы Ампера.

Величина силы Ампера зависит:

а) от силы тока в проводнике

б) от расстояния между проводником и источником магнитного поляв) от материала, из которого изготовлен проводник

г) от времени взаимодействия

5. В чем заключается суть опыта Фарадея?

при движении магнита относительно катушки возникает индукционный ток

Что такое магнитный поток ? Как его вычислить?

В чем заключается явление ЭМ индукции?

явление возникновения ЭДС индукции и индукционного тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, пронизывающего контур

7 минут

Задача : развивать речевую культуру, воспитывать нравственные качества личности, связанные со взаимоотношениями в классном коллективе

Молодцы, ребята.

Теперь вам предстоит следующее задание. Давайте сделаем карточки. Подумайте и напишите на листочках 1 вопрос по теме «Электродинамика»

Учащиеся на маленьких листочках в течение 40 секунд должны записать вопросы, на сгибе ответы к ним, но так, чтобы их никто е смог увидеть. После этого учащиеся встают и поднимают руку, таким образом находят себе пару. Они по очереди задают друг другу вопросы. Потом поднимая руку вверх находят себе другую пару (и так 3 раза)

(по окончании все садятся на свои места)

5 минут

Задача: формировать умения анализировать условия задачи, развивать умение правильно оформлять и решать задачи, продолжать развивать монологическую речь с использованием физических терминов.

Решение качественных и количественных задач

(решение на местах, индивидуальная работа)

2. Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 90 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл?

?

14 минут

Обсуждение домашнего задания.

Подведение итогов. Домашнее задание:

Подготовиться к итоговому тестированию - повторить раздел «Электродинамика» (стр.88-90 учебников)

1 минута

Рефлексия

Что заинтересовало вас на уроке больше всего?

Как вы усвоили пройденный материал?

Какие были трудности? Удалось ли их преодолеть?

Помог ли сегодняшний урок лучше разобраться в вопросах темы?

Пригодятся ли вам знания, полученные сегодня на уроке?

1 минута

ФИО __________________________

КАРТОЧКА № 1

Дайте краткое объяснение данной гипотезы:

ГИПОТЕЗА: е сли существует металлический проводник, то заряженные частицы двигаются и создают вокруг себя электрическое поле

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Задание

Вставьте пропущенные слова

1

2. Магнитные линии выходят из ___________ полюса магнита и входят в ___________

_______________________________________

5. При уменьшении силы тока в проводнике магнитное поле _________

Вставьте пропущенные слова

1 . Магнитное поле порождается ___________

2. Магнитные линии выходят из ___________ полюса магнита и входят в ___________

3. Что представляют магнитные линии проводника с током ________________________________________

4. Что нужно сделать для того, чтобы изменить направление магнитной линии проводника с током

_______________________________________

5. При уменьшении силы тока в проводнике магнитное поле ______________

Почему после просмотра видео изменились твои ответы в столбике «ПОСЛЕ»?

КАРТОЧКА № 2

Тест

1. Какие магнитные полюса изображены на рисунке?

А. 1 - северный, 2 - южный.

Б. 1 - южный, 2 - южный.

В. 1 - южный, 2 - северный.

Г. 1 - северный, 2 - северный

2. Стальной магнит разломили на три части Будут ли обладать магнитными свойствами концы А и В?

А. Не будут

Б. Конец А имеет северный магнитный полюс, В - южный

В. Конец В имеет северный магнитный полюс, А - южный

3. К одноименным магнитным полюсам подносит стальные гвоздики. Как они расположатся, если их отпустить?

А. Будут висеть

Б. Головки приткнутся друг к другу

В. Головки оттолкнутся друг от друга

4. По рисунку определите, как направлены магнитные ­ линии магнитного поля

А. По часовой стрелке

Б. Против часовой стрелки

8. К источнику тока с помощью проводов присоединили металлический стержень. Какие поля образуются вокруг стержня, когда в нем возникнет ток?

Б. только магнитное поле

В. магнитное и электрическое поля

9. На каком из рисунков правильно изображено положение магнитной стрелки в МП постоянного магнита?

10. Из каких частей состоит электрическая цепь, изображенная на рисунке?

А.Элемент, выключатель, лампа, провода.

Б. Батарея элементов, лампа, выключатель, провода.

В. Батарея элементов, звонок, выключатель, провода.

КАРТОЧКА № 3

Качественные и количественные задачи

1. Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А.

А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом

2. Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 900 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл?

А. 5мН Б. 0,2Н В. 100Н Г. 0,01Н Д. 2Н

3. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100 мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м2.

А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В

4. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?

А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго

5. Электрический ток нагревает провода линии электропередачи. При очень большой длине линии, передача энергии может стать экономически невыгодной. Снизить сопротивление линии весьма трудно.

Каким образом можно добиться наиболее экономичной подачи энергии?

6. Когда говорят, что напряжение в городской электрической сети составляет 220 В, то речь идёт не о мгновенном значении напряжения и не его амплитудном значении, а о так называемом действующем значении.

Что означает действующее значение напряжения?

7. Как можно избежать действия электрического тока при случайном прикосновении к электроприбору, которое оказалось под напряжением?

Здесь представлены конспекты по теме "Электродинамика" для 10-11 классов.
!!! Конспекты с одинаковыми названиями различаются по степени сложности.

1. Магнитное поле - Магнитное поле тока. Действие магнитного поля на проводник с током. Электромагнитная индукция.........

2. Магнитное поле - Электрические и магнитные явления. Магнитное поле тока Действие магнитного поля на проводник с током. Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы.........

3. Постоянный электрический ток

4. Постоянный электрический ток - Закон Ома для участка электрической цепи. ЭДС. Закон Джоуля-Ленца.........

5. Электрический заряд - Взаимодействие зарядов.........

6. Электрический заряд - Электрическое поле.........

7. Электрическая энергия. Конденсаторы - Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора.........

8. Электромагнитная индукция .........

9. Электромагнитные колебания и волны - Колебательный контур. Электромагнитные колебания. Электромагнитные волны и их свойства.........

Дополнительные конспекты по физике 10-11 класс - Класс!ная физика

Знаете ли вы?

Электромагнитная индукция

Знаете ли вы, что в новейших типах электрических машин отсутствуют какие-либо механические подвижные части. В так называемом МГД (магнитогидродинамическом) - генераторе вместо проволочного проводника между полюсами магнита движется плазма, образовавшаяся при сгорании нефти или газа. Носители заряда в плазме отклоняются магнитным полем к электродам, и во внешней цепи возникает ток.

Фарадей годами носил в жилетном кармане маленький полосной магнит и проволочную катушку как постоянное напоминание о нерешенной проблеме порождения магнитным полем электрического тока.

Вихревые индукционные токи (токи Фуко) могут, как и трение, быть не только вредными, но и полезными. Всего лишь три примера: индукционные печи для нагрева и даже плавления металлов, «магнитное успокоение» в измерительных приборах и циркулярных пилах и... всем известный счетчик электрической энергии.

Самостоятельно придя к идее электромагнитного вращения, Фарадей с помощью ртутного контакта осуществил непрерывное вращение магнита вокруг проводника с током. Этот первый электродвигатель заработал в декабре 1821 года.

Правило Ленца, определяющее направление индукционного тока, было сформулировано почти сразу после открытия Фарадея - в 1833 году. Сегодня яркое проявление этого правила можно наблюдать в школьной лаборатории, поместив сверхпроводящую керамическую таблетку над магнитом: она будет «парить» над ним.

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ

Первым, кто предположил, за счет какой энергии обеспечивается устойчивость атомных ядер, был в 1915 году американский физик Уильям Харкино, введший понятие «дефект масс», которому и соответствует энергия связи ядра. Английский же ученый Фрэнсис Астон, приведя ряд точнейших измерений на сконструированном, им масс-спектрографе, в. 1927 году впервые построил кривую, описывающую энергию связи атомных ядер и вошедшую затем в школьные учебники.

Ядра атомов, содержащие определенные, так называемые магические, числа протонов и нейтронов, обладают повышенными значениями энергии связи и большей устойчивостью к распаду. Поиски подобных ядер, образующих как бы «острова» стабильности за пределами таблицы Менделеева, недавно привели к успеху - в подмосковной Дубне был синтезирован 114-й химический элемент.

Кварки - мельчайшие образования, входящие в состав внутриядерных частиц, - в свободном состоянии не существуют, хотя эксперименты твердо убедили ученых в их реальности. Силы, «склеивающие» их, носят настолько необычный характер, что проблема невылетания кварков даже получила специальное название - «конфайнмент» (тюремное заключение).