Физика. Орієнтовний розподіл навчального часу
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
Тема. Узагальнюючий урок Мета уроку: закріпити знання учнів про електричний струм у різних середовищах. Тип уроку: урок закріплення знань. Контроль знань: самостійна робота № 11 «Електричний струм у різних середовищах». МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ На цьому уроці вчитель має узагальнити вивчений матеріал по темі: «Електричний струм у різних середовищах». З'ясуємо загальну характеристику істотну для всіх середовищ. Для цього згадуємо визначення електричного струму, умови його протікання і разом перелічуємо всі середовища, у яких може протікати струм. Обговорюємо питання про наявність носіїв струму у середовищі, про спосіб їх утворення й поводження. У бесіді (її можна назвати мозковим штурмом) ми разом вибудовуємо план повторення цієї теми: Носії струму і спосіб їх утворення. Поводження носіїв за відсутності і наявності електричного поля. Залежність сили струму від напруги в даному середовищі. Залежність провідності від температури й інших умов. Особливості протікання струму в даному середовищі. Застосування електричного струму в даному середовищі в побуті, науці й техніці. Наступну частину уроку можна присвятити розв'язанню тестових завдань. Тренувальні тести 1. На рисунку показаний розчин мідного купоросу. Рух яких частинок створює електричний струм у рідинах? Виберіть правильну відповідь. А  Молекул.Б Атомів. В Електронів. Г Позитивних і негативних іонів. 2. Який тип розряду відбувається в газоподібній трубці при зниженому тиску? Виберіть правильну відповідь.     А Іскровий. Б Тліючий. В Коронний. Г Дуговий. На рисунку зображений один з видів самостійного розряду. Виберіть правильну відповідь. А Це дуговий розряд. Б Це тліючий розряд. В Це іскровий розряд. Г Це коронний розряд. На рисунку зображений один з видів самостійного розряду. Виберіть правильну відповідь. А Це коронний розряд. Б Це тліючий розряд. В Це дуговий розряд. Г Це іскровий розряд. 5. У якому з приладів, зображених на рисунках, можна створити напрямлений рух заряджених частинок тільки в одному напрямку?  А У резисторі. Б У конденсаторі. В У напівпровідниковому діоді. Г У лампі денного світла. Далі можна запропонувати учням підбор якісних і розрахункових задач (складність задач залежить від рівня підготовки класу). Наприклад: Чому за допомогою іскрового розряду можна обробляти деталі зі сталі й тугоплавких металів? До якого полюса джерела струму слід приєднати деталь? Якого типу буде провідність германія, якщо до нього додати: а) фосфор; б) цинк? До кінців кола, що складається з послідовно ввімкнених термістора та фоторезистора опором 1 кОм, подана напруга 20 В. За кімнатної температури сила струму в колі була 5 мА. Коли термістор опустили в гарячу воду, сила струму в колі стала 10 мА. У скільки разів змінився в результаті нагрівання опір термістора? (Відповідь: опір термістора зменшився в 3 рази.) На завершення уроку можна провести самостійну роботу № 11 «Електричний струм у різних середовищах». 2-й семестр ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ЯВИЩА 3. Магнітне поле Постійні магніти. Взаємодії магнітів Магнітне поле Землі. Магнітна дія струму Дія магнітного поля на провідник зі струмом Явище електромагнітної індукції Тематичне планування
Урок 1/38 Тема. Магнітні взаємодії Мета уроку: роз'яснити учням фізичну природу електропровідності рідин. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ 1. Постійні магніти Магнетизм як явище відомий, принаймні, з V ст. до н. е., але вивчення його сутності просувалося дуже повільно. Ще давні греки знали, що існує особливий мінерал — камінь з Магнесії (область у давньогрецькій Фессалії), здатний притягувати невеликі залізні предмети. Однак уперше властивості магніту були описані лише 1269 року. А першою великою роботою, присвяченою дослідженню магнітних явищ, стала книга Вільяма Гільберта «Про магніт», що вийшов 1600 року.  У будь-якого магніту є два полюси (полюсами магніту називають ті його частини, поблизу яких найбільше сильно виявляється дія магніту). Дослід показує, що однойменні полюси магнітів відштовхуються, а різнойменні — притягаються. ХПХ НІГ ι НЕЇ ClHL 1 . ESHLLJa EHHHH Виявилося, що взаємодія полюсів магніту дуже схоже на взаємодію електричних зарядів. Більше того, було встановлено, що, так само як і для електричних зарядів, сила взаємодії полюсів зменшується обернено пропорційно квадрату відстані між ними. Однак одержати «одиночні» магнітні полюси (тільки північний чи тільки південний), подібні до позитивного і негативного електричних зарядів, виявилося неможливим: якщо розпиляти магніт, виходять два менших магніти, у кожного з яких є знову два полюси — північний і південний. Вже в ХХ столітті було встановлено, що навіть елементарні частинки, такі як протон і електрон, є малюсінькими магнітами, що мають по два полюси. 2. Магнітне поле Під час вивчення електричних явищ ми з'ясували, що поблизу заряджених тіл існує електричне поле. Магнітна взаємодія так само, як і електрична, здійснюється за допомогою поля. Важливо звернути увагу учнів на те, що зв'язок між електричними і магнітними явищами відзначався ще до відомих дослідів Ерстеда й Ампера. Було помічено, що блискавка перемагнічує компаси на кораблях, намагнічує сталеві предмети. Пряме експериментальне виявлення зв'язку між електричними й магнітними явищами відбулося завдяки щасливому збігу: коли Ерстед читав лекцію про постійні струми, він звернув увагу на те, що магнітна стрілка, що знаходиться поблизу провідника, повернулася під час ввімкнення струму. Так була відкрита орієнтуюча дія провідника зі струмом на постійний магніт. Відзначимо, що ця взаємодія провідників зі струмами не обумовлена електричною взаємодією, тому що провідники електрично нейтральні. На підставі дослідів підводимо учнів до наступного висновку: ^ у просторі навколо провідника зі струмом виникають сили, що діють на заряди, які рухаються, і на магнітну стрілку. Ці сили назіваються магнітними. Таким чином, ^ магнітним полем ми будемо називати той стан простору, що проявляє себе під дією магнітних сил. Визначальні властивості магнітного поля такі: магнітне поле породжується магнітами і струмами; магнітне поле виявляється за дією на магніти і струми. 3. Силові лінії магнітного поля Дослідним шляхом визначаємо, що магнітна стрілка, яка може вільно обертатися навколо своєї осі, завжди встановлюється, орієнтуючись певним чином, у даній області магнітного поля. Виходячи з цього, можна ввести поняття про напрямок магнітного поля в даній точці. Необхідно звернути увагу учнів на те, що напрямок, на який вказує північний полюс магнітної стрілки, є напрямком магнітного поля в даній точці. Використовуючи залізні ошурки, варто показати спектр магнітного поля прямого струму і ввести поняття про лінії магнітного поля. ^ Лініями магнітного поля є лінії, проведені так, що дотичні до них у кожній точці вказують на напрямок поля в цій точці. Необхідно звернути особливу увагу на відмінність ліній магнітного поля від силових ліній електричного поля: лінії магнітного поля або замкнені, або починаються і закінчуються на нескінченності. Відзначаємо, що лінії магнітного поля реально не існують, вони лише зручний спосіб його опису. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Які явища спостерігаються в колі, у якому існує електричний струм? ? Чи існує зв'язок між електричними й магнітними явищами? ? Які взаємодії називають магнітними? ? У чому виявляється магнітна дія електричного струму? ? Чи можна розрізати магніт так, щоб один з отриманих магнітів мав тільки північний полюс, а інший — тільки південний? ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ 1. Якісні питання 1. У який спосіб можна дізнатися, чи є струм у проводі, не користуючись амперметром? Чи відхилиться магнітна стрілка, якщо її розмістити поблизу пучка рухомих: а) електронів; б) атомів; в) позитивних іонів? Чи діє магнітне поле на нерухомий електрон? 2. Навчаємося розв'язувати задачі 1. Північний полюс магніту підносять до позитивно зарядженої тенісної кульки, що висить на нитці. Що можна спостерігати — притягування чи відштовхування? Як зміниться відповідь, якщо кулька заряджена негативно? Розв'язок. В обох випадках буде спостерігатися притягування, обумовлене поділом заряджених частинок у нейтральному тілі (магніті) під дією електричного поля. Заміна позитивного заряду кульки на негативний і (чи) північного магнітного полюса на південний ніяк не вплине на результат: магнітне поле взагалі не діє на нерухомі заряджені частинки або тіла. Що ми дізналися на уроці Полюсами магніту називають ті його частини, поблизу яких найбільш сильно виявляється дія магніту. Магнітне поле є видом матерії, основною особливістю якого є дія на заряджені частинки, що рухаються, і магніти. Напрямок, на який вказує північний полюс магнітної стрілки, називають напрямком магнітного поля в даній точці. Лініями магнітного поля є лінії, проведені так, що дотичні до них у кожній точці вказують напрямок поля в цій точці. Домашнє завдання Підр.: § 24. Зб.: рів1 — № 12.1; 12.2; 12.3; 12.4; 12.5. рів2 — № 12.11; 12.12; 12.13; 12.14, 12.16. рів3 — № 12.26, 12.27; 12.28; 12.29; 12.30. Урок 2/39 Тема. Магнітне поле Землі Мета уроку: пояснити походження магнітного поля Землі, ознайомити учнів з магнітними бурями й магнітними аномаліями. Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу. План уроку
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ 1. Доведемо, що Земля має магнітне поле Орієнтація шматків залізної руди і постійних магнітів у напрямку з півдня на північ свідчить про те, що наша планета Земля має магнітні властивості. Наприкінці XVI століття англійський учений Вільям Гілберт зробив припущення: якщо «північний» кінець стрілки компаса вказує завжди на північ, значить, Земля є величезним магнітом. Поводження магнітів здавна представлялося людям загадковим, тому книга Гілберта «Про магніт, магнітні тіла і великий магніт — Земля» відразу стала популярною. Північний полюс магніту притягується до південного полюса іншого магніту, отже, з того, що північний кінець магнітної стріл ки вказує на північ, ми доходимо висновку, що поблизу Північного географічного полюса Землі знаходиться її південний магнітний полюс. Північний же магнітний полюс Землі розташований поблизу її Південного географічного полюса. Однак так було не завжди: розкопки, за якими можна простежити намагнічування копалин у різні геологічні епохи, свідчать, що магнітні полюси Землі рухаються. А колись Земля навіть була «намагнічена навпаки». Хоча земний магнетизм відкритий понад чотири століття тому, він дотепер залишається загадкою: учені висловлюють різні припущення про походження земного магнетизму, але єдиної думки вони поки не виробили. 2. Магнітні бурі Ретельне вивчення магнітного поля Землі показало, що сили, які діють з боку магнітного полюса Землі на магнітну стрілку, можуть змінюватися як за модулем, так і за напрямком. Протягом доби магнітна стрілка робить невеликі коливання. Невеликі періодичні зміни магнітного поля Землі ми можемо спостерігати й протягом року. Але іноді трапляються й дуже різкі зміни магнітного поля Землі. Часом магнітне поле Землі сильно спотворюється, що було виявлено шляхом спостерігання за магнітною стрілкою (вона дуже швидко переміщається і не вказує на північ) німецьким фізиком А. Гумбольдтом. Це явище називається магнітною бурею. Помічено, що магнітні бурі спостерігаються одночасно з дуже сильними полярними сяйвами та зі збільшенням площі темних плям на Сонці. Темні плями на Сонці збільшуються з ростом сонячної активності, коли з поверхні Сонця в навколишній простір викидаються величезні потоки заряджених частинок. Ці частинки утворюють магнітне поле, що взаємодіє з магнітним полем Землі. У результаті магнітне поле Землі змінюється — починається магнітна буря. Магнітні бурі не топлять кораблі, не мають руйнівної сили, але й не проходять безслідно. Вони порушують радіозв'язок, призводять до появи полярних сяйв; сприяють виникненню циклонів; негативно позначаються на самопочутті хворих, що страждають гі пертонією й серцево-судинними захворюваннями. Тому за станом геомагнітного поля постійно спостерігають і про його зміну повідомляють у прогнозах погоди. Магнітні аномалії На земній поверхні зустрічаються місця, у яких дія магнітного поля помітно відрізняється від сусідніх. Такі області називаються областями магнітних аномалій. Розрізняють магнітні аномалії континентальні (площа 10-100 тис. км2, наприклад Східно-Сибірська), регіональні (1-10 тис. км2) і локальні (останні часто пов'язані із заляганням залізних руд, наприклад, Криворізька, Курська). Причиною магнітних аномалій, як правило, є неглибокі підземні поклади магнітної залізної руди. Вивчення магнітної аномалії може дати цінну інформацію про обсяг і розташування цих покладів. Добре відома Курська магнітна аномалія, відкрита за допомогою компаса, стрілка якого в цьому районі «поводилася» дуже незвичайно. Користь магнітного поля Землі Однією з особливостей нашої планети є її магнітне поле. Ми не будемо обговорювати досить складне питання про причини його наявності, але підкреслимо, що воно є однією з необхідних умов існування життя на нашій планеті. Усі живі істоти Землі мільйони років еволюціонували саме в умовах магнітного поля і без нього існувати не можуть. Канадський учений Я. Крейн досліджував живі організми, що знаходилися в спеціальній камері з меншим, ніж земне, магнітним полем. Після 72-годинного перебування в таких умовах різко (у 15 разів) зменшувалася здатність бактерій до розмноження, знижувалася нейромоторна активність птахів, у мишей прискорювався обмін речовин. У випадку більш тривалого перебування в умовах ослабленого магнітного поля в тканинах виникали необоротні зміни і розвивалася безплідність. Крім того, магнітне поле Землі оточує нашу планету і захищає її від потужного потоку електрично заряджених частинок (сонячного вітру). Якби на Землі не було магнітного поля, то життя в тій формі, що існує зараз, було б просто неможливим. Магнітне поле допомагає визначити місце свого перебування мандрівникам (і не тільки їм). Доведено, що риби та птахи під час своїх міграцій орієнтуються за магнітним полем Землі. Навіть кішки в пошуках шляху додому орієнтуються за ним же. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? На підставі яких дослідів і спостережень можна зробити висновок про існування в Землі магнітного поля? ? Де знаходяться магнітні полюси Землі і чим це підтверджується? ? Як спрямована стрілка компаса поблизу магнітних полюсів? ? Чим пояснити, що магнітна стрілка встановлюється в даному місці Землі у визначеному напрямку? ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ У якому місці Землі магнітна стрілка обома полюсами показує на південь? Чому сталеві віконні ґрати з часом намагнічуються? Чому науково-дослідні кораблі для вивчення магнітного поля Землі будують не зі сталі, а з дерева, а для кріплення деталей корабля використовують шурупи з латуні й бронзи? При підготовці польотів на Північний полюс значна увага приділялася забезпеченню правильної орієнтації літака поблизу полюса, тому що там звичайні магнітні компаси можуть давати похибку й практично непридатні. Чому? Домашнє завдання Підр.: § 25. Зб.: рів1 — № 12.6; 12.7; 12.8; 12.9; 12.10. рів2 — № 12.19; 12.22; 12.23; 12.24, 12.25. рів3 — № 12.31, 12.32; 12.33; 12.34; 12.35. Урок 3/40 |