Физика. Орієнтовний розподіл навчального часу
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
Тема. Застосування електромагнітної індукції Мета уроку: показати учням значення явища електромагнітної індукції для фізики й техніки. Тип уроку: комбінований Урок. План уроку
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ 1. Генератор змінного струму Відкриття явища електромагнітної індукції призвело до створення електричних генераторів — перетворювачів механічної енергії на електричну. Перший такий генератор був сконструйований 1832 року. Пристрій генератора майже не відрізняється від пристрою електродвигуна. У генераторі теж є статор, що представляє собою постійний магніт (чи електромагніт), а також ротор, на який намотана котушка. Виникнення струму в рамці обумовлено явищем електромагнітної індукції: при обертанні рамки між полюсами магніту періодично змінюється кількість силових ліній магнітного поля, що пронизують рамку, унаслідок чого в рамці й виникає індукційний струм. Якщо в генераторі одна рамка й одна пара полюсів магніту, то частота змінного струму дорівнює частоті обертання рамки. Струм у рамці виникає внаслідок того, що рамка й магніт обертаються одне відносно одного. У двигуні та генераторі ротор і статор ніби міняються місцями.
Таким чином, обидва пристрої оборотні, тобто у двигуні електрична енергія використовується для обертання ротора, а обертовий ротор виконує механічну роботу. У генераторі ж відбувається зворотний процес: його ротор приводиться в примусове обертання, а в котушці ротора виникає індукційний струм, що виконує роботу в зовнішньому колі генератора. 2. Мікрофон Своєрідним генератором електричного струму є мікрофон — пристрій, що перетворює звуки у змінний струм. Конструкція мікрофона дуже схожа на конструкцію гучномовця. Якщо говорити перед мікрофоном, то під дією звукових хвиль мембрана і разом з нею котушка здійснюватимуть коливання відносно постійного магніту. Магнітне поле в котушці буде мінятися, і в ній виникне індукційний струм. Якщо гучномовець перетворить електричну енергію на енергію звукових хвиль, то мікрофон перетворить механічну енергію коливань повітря на електричну енергію. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ Як підготовку до контрольної роботи можна виконати розв'язання кількох тестових завдань, що базуватимуться на вивченому матеріалі. Учитель може підібрати до цієї частини уроку й якісні, й розрахункові задачі. Складність задач залежить від здібностей учнів кожного конкретного класу. У кожній із запропонованих задач учні вибирають один правильний розв'язок. 1. Металевий стрижень підвішений за кінці на двох пружинах між полюсами дугоподібного магніту.  А Коли через стрижень потече струм, як показано на рисунку, стрижень почне переміщатися вгору. Б Магнітні лінії спрямовані згори донизу. В У разі зменшення сили струму в стрижні сила Ампера збільшується. Г Коли через стрижень потече струм, як показано на рисунку, стрижень почне переміщатися вниз. 2. Провідник зі струмом поміщений між полюсами постійного магніту, як показано на рисунку.  А Магнітне поле між полюсами магніту спрямовано донизу. Б На провідник діятиме сила, спрямована перпендикулярно площині креслення до нас. В Якщо силу струму в провіднику збільшити вдвічі, сила, що діє на провідник, зменшиться вдвічі. Г На провідник діятиме сила, спрямована перпендикулярно площині креслення від нас.   3. Що доводить дослід Ерстеда?  А Те, що біля провідника зі струмом існує електричне поле. Б Те, що біля провідника зі струмом існує магнітне поле. В Те, що біля провідника зі струмом відсутнє магнітне поле. Г Те, що між стрілкою й провідником діє гравітаційна сила. 4. На рисунку наведене схематичне зображення короткозамкне-ної котушки, що охоплює дротовий виток із джерелом струму та ключем.  А Індукційний струм у котушці буде існувати увесь час, поки ключ замкнуть. Б Під час замикання ключа в котушці на короткий час виникає індукційний струм. В Якщо розімкнути ключа, магнітне поле навколо дротового витка не змінюється. Г Якщо розімкнути ключа, в котушці індукційний струм виникати не буде. Домашнє завдання Підр.: §§ 24 — 30. Зб.: рів1 — № 15.11; 15.12; 15.13. рів2 — № 15.14; 15.19; 15.20; 15.22, 15.23. рівЗ — № 15.24, 15.25; 15.26; 15.27; 15.28. Д.: підготуватися до контрольної роботи № 3. Урок 10/47 Тема. Тематичне оцінювання знань по темі: «Магнітне поле» Мета уроку: контроль та оцінювання знань, умінь і навичок учнів по вивченій темі. Тип уроку: урок контролю й оцінювання знань. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ Підсумкове тематичне оцінювання можна провести у вигляді тестування або звичайної контрольної роботи. Тестування учнів можна виконати на уроці в класі, а контрольну роботу задати додому. Можна запропонувати учням виконати й контрольну роботу і тестування на двох уроках (якщо у вчителя є така можливість). Як приклад наводимо два варіанти контрольної роботи. Варіант 1 1. (1 бал) Два магніти підвішені на нитках на невеликій відстані один від одного.  А Північний полюс магніту пофарбований червоним кольором і позначений буквою S. Б Південний полюс магніту пофарбований синім кольором і позначений буквою N. В Якщо розпиляти смуговий магніт, то вийде два маленьких магніти, у яких знову буде два полюси. Г Якщо розпиляти смуговий магніт, то вийде два маленьких магніти, один із яких матиме тільки північний полюс, інший — тільки південний. 2. (1 бал) Укажіть, у якому випадку спостерігається явище електромагнітної індукції.  А При електричному розряді між кульками електрофорної машини. Б При дуговому розряді між вугільними електродами. В У разі внесення смугового магніту в замкнуту котушку. Г При протіканні електричного струму через нитки розжарення лампочок.  (2 бали) Блискавка вдарила в шухляду зі сталевими ножами й розбила її. Після цього ножі виявилися намагніченими. Поясніть це явище. (2 бали) Чи зміниться поводження магнітної стрілки, що знаходиться поблизу проводу зі струмом, якщо напрямок струму в проводі змінити? Чому? (3 бали) У якому напрямку треба пропустити струм через провідник АВ, щоб магнітна стрілка SN повернулася північним полюсом до спостерігача? 6. (3 бали) Від чого залежить величина індукційного струму в котушці при введенні постійного магніту всередину котушки? Напрямок індукційного струму? Варіант З 1. (1 бал) Два магніти підвішені на нитках на невеликій відстані один від одного.  А Частину магніту, поблизу якої найбільше виявляється дія магніту, називають полюсом магніту. Б Різнойменні полюси відштовхуються. В Однойменні полюси притягуються. Г Взаємодія полюсів магнітів являє собою електричну взаємодію. 2. (1 бал) На рисунку показаний провідник зі струмом, що знаходиться в магнітному полі. Струм у провіднику спрямований від спостерігача.  А Магнітне поле між полюсами магніту спрямовано зліва направо. Б Сила, що діє на провідник, спрямована вгору. В Сила, що діє на провідник, спрямована донизу. Г Сила, що діє на провідник, спрямована вправо. 3. (2 бали) На рисунку зображена котушка зі струмом. За розташуванням магнітних ліній визначте полюси котушки. Поясніть свою відповідь.  (2 бали) Між полюсами сильного електромагніту швидко обертають кільце, зроблене з мідного дроту. При цьому кільце нагрівається. Чому? (3 бали) Укажіть напрямок електричного струму в котушці.  6. (3 бали) На вставлене у котушку A вертикальне осердя B надягнуто мідне кільце C (див. рисунок). При підключенні котушки до джерела струму кільце підстрибує. Поясніть це явище.  2-й семестр ЯДЕРНА ФІЗИКА 4. Атомне ядро. Ядерна енергетика Будова атома. Атомне ядро Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду Ядерна енергетика Тематичне планування
Урок 1/48 Тема. Атом і атомне ядро Мета уроку: ознайомити учнів з відкриттям явища природної радіоактивності. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ 1. Історична довідка Відкриття, зроблені наприкінці 19-го і на початку 20-го століття, заклали основу нових і зовсім несподіваних уявлень про будову нашого світу. Для фізики найбільш важливим з них було відкриття радіоактивності 1896 року. Послідовне вивчення радіоактивності дозволило вченим «зазирнути» усередину атомів, відкрити закони, що діють у світі атомів, і запропонувати наочні моделі, що дають уявлення про склад і будову атома. У результаті відкрилася можливість створити нові джерела енергії, матеріали з незвичайними властивостями та сучасні комп'ютери; установити вік Землі, хімічний склад зірок і причину їхнього тривалого випромінювання; висунути гіпотези про походження й майбутнє Всесвіту. У сучасній фізиці є рік, що називають «роком чудес». Це 1932-й рік. Одним з таких «чудес» цього року було відкриття нейтрона й створення нейтронно-протонної моделі атомного ядра. У результаті відбулося виділення з атомної фізики самостійного напрямку, що й досі бурхливо розвивається, — ядерної фізики. Ядерна фізика вивчає структуру й властивості атомних ядер. Вона досліджує також взаємоперетворення атомних ядер, що від буваються в результаті як радіоактивних розпадів, так і різних ядерних реакцій. З ядерною фізикою тісно пов'язана фізика елементарних частинок, фізика і техніка прискорювачів заряджених частинок, ядерна енергетика. Будова атома Історію виникнення найзагальніших уявлень про атом зазвичай ведуть з часів грецького філософа Демокрита (близько 460— 370 до н.е.), що багато розмірковував про найменші частинки, на які можна було б поділити будь-яку речовину. Атоми, що спочатку вважалися неподільними, являють собою складні системи. Вони мають масивне ядро, що складається з протонів і нейтронів, навколо якого в порожньому просторі рухаються електрони. Атоми дуже малі — їхні розміри близько 10-10-10-9 м, а розміри ядра приблизно ще в 100 000 разів менше (10-15-10-14 м). Тому атоми можна «побачити» тільки у непрямий спосіб, на зображенні з дуже великим збільшенням (наприклад, за допомогою автоелектронного проектора). Але й у цьому випадку атоми не вдається розглянути детально. Наші знання про їхню внутрішню будову засновані на величезній кількості експериментальних даних, що опосередковано, але переконливо свідчать на користь сказаного вище. Атомне ядро складається з нуклонів — позитивно заряджених протонів і нейтральних нейтронів, що зв'язані між собою сильною взаємодією. Для характеристики атомних ядер уводиться ряд позначень. Число протонів, що входять до складу атомного ядра, позначають символом Z і називають зарядовим числом або атомним номером (це порядковий номер у періодичній таблиці Менделєєва). Заряд ядра дорівнює Ze, де e — елементарний заряд. Число нейтронів позначають символом N. Загальне число нуклонів (тобто протонів і нейтронів) називають масовим числом A: A = Z + N. Радіоактивність як свідчення складної будови атомів Наприкінці ХІХ століття з'явилися факти, які свідчили про те, що атом має складну будову. Особливо це стало очевидно після того, як французький вчений Анрі Беккерель 1896 р. знайшов, що солі урану є джерелом невідомого на той час випромінювання. Випробувавши різні хімічні сполуки урану, він установив, що солі урану випускають невидимі промені, які сильно іонізують повітря, діють на фотопластинку, проникають через папір, картон і навіть метал і викликають деякі інші явища. 1898 р. учені П'єр Кюрі та Марія Кюрі-Склодовська відкрили два нових хімічних елементи (Радій і Полоній), у яких випромінювання, аналогічне випромінюванню урану, було значно сильнішим. ^ Радіоактивність — здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання. Хімічні елементи, що володіють радіоактивністю, називаються радіоактивними елементами. Явище радіоактивності завжди супроводжується виділенням енергії. Виявилося, що 1 г радію виділяє 600 Дж енергії. Експериментальні дослідження довели, що на явище радіоактивності не мають впливу такі зовнішні чинники, що могли б подіяти на електронну оболонку атома (нагрівання, електричні й магнітні поля, хімічні сполуки, агрегатний стан і т. ін.). Отже, радіоактивність обумовлена лише структурою атома. З'ясувалося, що радіоактивність — властивість деяких атомних ядер мимоволі перетворюватися в інші ядра з випущенням частинок. 1903 р. Є. Резерфорд і його співробітник Ф. Содді відзначили, що явище радіоактивності супроводжується перетворенням одного хімічного елемента на іншій, наприклад, Радію на Радон. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Перелічіть факти й явища, що підтверджують складність будови атома. ? Як стали називати здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання? ? Про що свідчило явище радіоактивності? ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ 1. Якісні питання 1. Як пояснити той факт, що кілька однойменно заряджених частинок утримуються в складі одного ядра на дуже близькій відстані? Чому на радіоактивність не впливають зовнішні факти? Що є головною характеристикою визначеного хімічного елемента? 2. Навчаємося розв'язувати задачі У ядрі атома Карбону міститься 12 частинок. Навколо ядра рухаються 6 електронів. Скільки в ядрі цього атома протонів і нейтронів? У ядрі атома Бору 5 протонів і 6 нейтронів. Скільки електронів у цьому атомі? У ядрі атома певного хімічного елемента 31 протон і 39 нейтронів. Що це за елемент? Що ми дізналися на уроці Атоми дуже малі — їхні розміри близько 10-10-10-9 м, а розміри ядра ще приблизно в 100 000 разів менше (10-15-10-14 м). Атомне ядро складається з нуклонів — позитивно заряджених протонів і нейтральних нейтронів, що зв'язані між собою за допомогою сильної взаємодії. Радіоактивність — здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання. Хімічні елементи, що мають радіоактивність, називаються радіоактивними елементами. Домашнє завдання Підр.: § 31. Зб.: рів1 — № 16.1; 16.3; 16.4; 16.5; 16.6. рів2 — № 16.13; 16.15; 16.16; 16.19, 16.20. рівЗ — № 16.34, 16.35; 16.36; 16.37; 16.38. Урок 2/49 |