Короткий конспект 8 клас

теплові явища

Температура тіла залежить від швидкості руху молекул.

Безладний рух молекул називають тепловим рухом.

Внутрішня енергія - це сума потенційної і кінетичної енергії всіх молекул, з яких складається речовина.

Внутрішня енергія не залежитьвід хутро. руху тіла або його положення відносно інших тіл.

При підвищенні t˚ збільшується.

змінюється 2-мя способами:

1. Шляхом здійснення роботи;

2. Шляхом теплообміну (теплопередачі)

теплопередача:

1. теплопровідність - передача E від однієї частини тіла до іншої в результаті теплового руху молекул (тв. Тіла)

2. Конвекція- переміщення самого речовини в рідинах і газах. (Рідина і газ)

3. випромінювання- випускання променів (не потрібна среда, можливо в вакуумі)

кількість теплоти - енергія, що отримується або віддається тілом при теплопередачі.

процеси:

I. Нагрівання або охолодження (не змінюючи агрегатного стану речовини)

m - маса

зміна температури

c - питома теплоємність, чисельно рівна кількості теплоти, яку необхідно повідомити кожному кг даної речовини, щоб підвищити його t˚ на 1˚С.

II. згоряння палива

m - маса

q - питома теплота згоряння палива - фізична величина, що показує, яка кількість теплоти виділяється при повній згорянні палива масою 1 кг.

3. Випаровування (випаровування, кипіння)

конденсація

5. десублімації

6. Сублімація (сублімація)

III. Плавлення і кристалізація

процес плавлення або кристалізації здійснюється на горизонтальній ділянці графіка АВ при постійній температурі, званої температурою плавлення.(Таблична величина)

Цей графік представлений на прикладі плавленні льоду.

Точка А - тільки лід

Проміжок АВ - лід з водою

Точка В - тільки вода

Плавлення - Q підводиться системі

Кристалізація - Q відводиться від системи

m - маса

λ – теплота плавленняпоказує яка кількість теплоти необхідно передати кожному кг речовини, взятому при температурі плавлення, щоб його повністю розплавити.

IV. Випаровування і конденсація

процес пароутворення або конденсації здійснюється на горизонтальній ділянці графіка АВ при постійній температурі, званої температурою кипіння. (Таблична величина)

Цей графік представлений на прикладі кипіння води.

Точка А - тільки вода

Ділянка АВ - вода і її пар

Точка В - тільки пар

Випаровування - Q підводиться системі

Конденсація - Q відводиться від системи

m - маса

L - питома теплота пароутворенняпоказує яка кількість теплоти необхідно повідомити кожному кг рідини, взятої при температурі кипіння, щоб звернути рідину в пару.

Насичиний пар - пара, що знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною. (Скільки молекул переходить з рідини в пар, стільки ж і переходить назад, з пари в рідину.)

ü Абсолютна вологість повітря - щільність водяної пари в повітрі.

ü Відносна вологість повітря - відношення абсолютної вологості до густини насиченої пари при тій же температурі.

Точка роси - температура, при якій пар стає насиченим.

Гігрометр і психрометр - прилади для вимірювання вологості повітря.

теплові двигателі - це машини, в яких відбувається перетворення внутрішньої енергії палива в механічну енергію.

ККД - відношення досконалої корисної роботи двигуна, до енергії, отриманої від нагрівача.

електричні явища

Електростатика - розділ, який вивчає покояться заряди.

Наелектризовані тіла або притягуються або відштовхуються.

Фізична величина, що характеризує ступінь електризації тіла, називається електричним зарядом.

Способи електризації:

1) Зіткнення (тертя)

2) Дотик

3) Через вплив

Умовно вважають, що скляна паличка, потерта про шовк - заряджається позитивно, А ебонітова паличка, потерта об вовну - негативно.

Однойменно заряджені тіла завжди відштовхуються, різнойменно заряджені тіла - притягуються.

Навколо зарядженого тіла (або нерухомого заряду) існує електричне поле. При взаємодії полів виникають кулонівських сили.

І - заряди в Кл

– відстань між зарядами

k - коефіцієнт

Розрахунок сили кулона можливо для трьох випадків:

1. Взаємодія двох заряджених сфер (r - від центру до центру)

2. Взаємодія зарядженої сфери і точкового заряду (заряджене тіло, розмірами якого можна знехтувати)

3. Взаємодія двох точкових зарядів

Електроскоп - прилад для вимірювання електричного заряду.

Електричний струм - спрямоване і впорядкований рух заряджених частинок. (В металах - рух електронів)

Всі речовини по провідності ел. струму діляться на 3 групи:

1) провідники(Метали, розчини - містять в звичайних умовах досить багато заряджених частинок)

2) напівпровідники - речовини, що містять вільні заряджені частинки в меншій мірі (германій, кремній)

3) Діелектрики (непроводнікі) - не мають вільних заряджених частинок - гума, ебоніт, дистилюється. вода.

ізолятор - тіло, виготовлене з діелектрика.

Електрон - частинка з найменшим негативним зарядом.

Центр - ядро \u200b\u200b(масивне і позитивне): протони (+) і нейтрони (0)

Навколо ядра - електрони (легкі і негативні)

Нормальний стан - нейтральний атом - к-ть протонів \u003d к-ть електронів

Позитивний іон - атом, що втратив один або кілька електронів

Негативний іон - атом, який приєднав зайвий електрон

Умови виникнення електричного струму:

1) провідник

2) наявність електричного поля

3) джерело струму - пристрій, в якому відбувається поділ зарядів

4) замкнуте електричне коло

Ел. ланцюг складається:

ü джерела струму

ü споживачів

ü підвідних проводів

ü вимірювальних приладів

амперметр - це прилад для вимірювання сили струму в ланцюзі; включається послідовно!

вольтметр - це прилад для вимірювання напруги в ланцюзі або на її ділянці; включається паралельно!

Сила струму - фізична величина, яка визначається кількістю або величиною заряду, що протікає через поперечний переріз провідника за одиницю часу. ампер

напруга - фізична величина, що чисельно дорівнює відношенню роботи, яку здійснює електричне поле при переміщенні заряду, до величини цього заряду. вольт

Сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника.

опір - фізична величина, що характеризує властивості провідника в більшій чи меншій мірі впливати на проходження заряду.

l – довжина провідника

S - площа поперечного перерізу провідника

- питомий опір (залежить від матеріалу провідника) дається в таблицях!

Закон Омадля ділянки ланцюга:

величина R - постійна для даного провідника \u003d\u003e не залежить від I і U.

Реостат - прилад для регулювання сили струму в ланцюзі.

Послідовне з'єднання провідників	Паралельне з'єднання провідників

Робота електричного струму

Потужність електричного струму - фізична величина, що характеризує швидкість яку здійснюють роботи.

Або - на практиці

Закон Джоуля-Ленца: (нагрівання провідника)

Коротке замикання - з'єднання кінців ділянки кола провідником, опір якого дуже мало в порівнянні з опором ділянки кола.

електромагнітні явища

Магнітне поле існує навколо будь-якого провідника зі струмом, тобто навколо рухомих зарядів.

рухомі заряди (Заряджені частинки) - джерело магнітного поля

Зобразити м.п. можна за допомогою магнітних (силових) ліній. Магнітні лінії замикаються самі на себе (не мають початку і кінця) або йдуть з нескінченності в нескінченність.

Магнітне поле провідника зі струмом:

Для визначення напрямку ліній м. Поля користуються 2-ма правилами:

1) правило гвинта

Якщо поступальний рух свердлика збігається з напрямом струму в провіднику, то обертальний рух рукоятки свердлика збігається з напрямом ліній магнітного поля.

2) правило обхвату правої руки

якщо великий палець правої руки спрямувати в напрямі струму, то 4 пальця покажуть напрямок ліній магнітного поля.

Магнітне поле котушки зі струмом:

Усередині котушки лінії паралельні і не перетинаються. Завжди йдуть з півночі на південь. Напрямок струму вказує на північний полюс.

Визначити напрямок ліній магнітного поля всередині котушки можна за допомогою правила правої руки:

Якщо 4 пальця правої руки спрямувати в напрямі струму в витках котушки (обхопити котушку по току), то відставлений великий палець покаже напрям ліній магнітного поля всередині котушки.

Котушка з сердечником всередині називається - електромагнітом.

Постійні магніти:

Магнітне поле постійного магніту обумовлено кільцевими струмами Ампера. (Обертання електронів в атомах речовини в одному напрямку)

Магнітні полюси Землі не збігаються з її географічними полюсами.

Північний магнітний полюс - N (південний геогр. Полюс)

Південний магнітний полюс - S (північний геогр. Полюс)

Силова характеристика магнітного поля -

вектор магнітної індукції B.

Вектор є дотичну до ліній магнітного поля і спрямований так само як і лінії магнітного поля.

Дія магнітного поля на вміщені в нього тіла:

Провідник зі струмом	заряджена частинка
Правило лівої руки
сила Ампера	сила Лоренца
I- сила струму в провіднику B- магнітна індукція l - довжина провідника, яка знаходиться в м.п.	q -заряд частинки (по модулю) Кл V -швидкість частинки B -магнітна індукція
Якщо ліву руки розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а 4 пальці вказували на напрямок струму в провіднику, то відставлений на 90˚ великий палець покаже напрям сили Ампера.	Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а 4 пальці вказували на напрямок руху (швидкості) позитивно зарядженої частинки, то відставлений на 90˚ великий палець покаже напрям сили Лоренца. (Для негативної частки - 4 пальця проти напрямку швидкості частки)

світлові явища

Оптика - це розділ фізики, що вивчає світлові явища і закономірності.

Світло - це електромагнітна хвиля.

Точкове джерело світла - розміри світиться тіла набагато менше відстані на якому ми оцінюємо його дію.

світловий промінь - лінія, вздовж якої поширюється енергія від джерела світла.

тінь - та область простору, в яку на потрапляє світло від джерела.

півтінь - потрапляє світло від частини джерела.

Світлова енергія, що поширюється між двома променями, називається світловим пучком.

Закони геом. оптики:

1) Закон відбиття світла

1. Промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр, відновлений в точку падіння, лежать в одній площині.

2. Кут падіння дорівнює куту відбиття.

кут падіння - кут між падаючий променем і перпендикуляром до поверхні, відновленим в точці падіння променя на поверхню.

кут відображення - кут між відбитим променем і перпендикуляром до поверхні, відновленим в точці падіння променя на поверхню.

Плоске дзеркало:

Зображення в плоскому дзеркалі знаходиться за дзеркалом на прямій, перпендикулярній поверхні дзеркала, а відстань від дзеркала до зображення ОВ дорівнює відстані від об'єкта до дзеркала АТ.

2) Закон заломлення світла

Оптична щільність середовища характеризується різною швидкістю поширення світла.

При переході з одного середовища в іншу, промінь змінює свій напрямок на кордоні цих середовищ - переломлюється.

1. Промінь падаючий, переломлений і перпендикуляр, відновлений в точку падіння до кордону двох середовищ, лежать в одній площині.

2. Ставлення синуса кута падіння до синуса кута заломлення, є величина постійна для даних двох середовищ і називається показником заломлення другого середовища відносно першого.

Якщо світло йде з середовища оптично менш щільною в більш щільну середу, то кут заломлення завжди менше кута падіння.

Заломлений промінь в цьому випадку «притискається» до перпендикуляру.

Якщо світло йде з середовища оптично більш щільною в менш щільне середовище, то кут заломлення завжди більше кута падіння.

Заломлений промінь в цьому випадку «притискається» до кордону розділу середовищ.

Луч, спрямований перпендикулярно до межі поділу двох середовищ, проходить без заломлення.

Лінза - прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями.

Види лінз:

Лінзи (за оптичними властивостями)

Оптична сила лінзи:

Зображенням будь-якої точки буде точка. Зображення стрілки - стрілка.

побудова зображення будь-якого точкового джерела (точки предмета) в лінзі відбувається по двох променів.

1) Луч, що йде через центр лінзи – нЕ переломлюється

2) Луч, що йде паралельно головній оптичній осі, Після лінзи переломлюється в т. фокуса лінзи

На перетині цих двох променів розташовується точка, яка є зображенням джерела.

Зображення предмета будується аналогічним чином.

Формула тонкої лінзи:

Зв'язок магнітного поля зі струмом привела до численних спроб порушити ток в контурі за допомогою магнітного поля. Якщо навколо провідників із струмами виникає магнітне поле, то має існувати і зворотне явище - виникнення електричного струму в замкнутому провіднику під дією магнітного поля. Це завдання було блискуче вирішена в 1831 р англійським фізиком Фарадеем, який відкрив явище електромагнітної індукції - було доведено зв'язок між електричними і магнітними явищами, що послужило поштовхом для розробки теорії електромагнітного поля.

1. Електромагнітна індукція.Явище електромагнітної індукції полягає в тому, що при кожній зміні магнітного потоку, що пронизує замкнутий контур провідника, в провіднику виникає електрорушійна сила (ЕРС) індукції, що викликає появу електричного струму, кіт зв. індукційним. Е.р.с. індукції виникає так само і в незамкнутому провіднику при його русі в магнітному полі, при якому провідник перетинає лінії магнітного поля.

досвід 1: Якщо в замкнутий на гальванометр соленоїд всувати або висувати постійний магніт, то в моменти його вдвіганія або висування спостерігається відхилення стрілки гальванометра (виникає індукційний струм); напрямки відхилень стрілки при вдвіганіем і висуванні магніту протилежні. Відхилення стрілки гальванометра тим більше, чим більше швидкість руху магніту щодо котушки.

Досвід 2:силу струму в контурі 1 можна змінювати за допомогою реостата. Цей струм створює магнітне поле, яке пронизує контур 2, якщо збільшувати струм, потік магнітної індукції через контур 2 зростатиме. Це призведе до появи в контурі 2 індукційного струму, що реєструється гальванометром. Електромагнітну індукцію можна викликати:

1. Зменшуючи струм, що зумовить спадання магнітного потоку через другий контур і призведе до появи в ньому індукційного струму іншого напрямку, ніж в першому випадку.

2. Індукційний струм можна викликати також наближаючи контур 2 до контуру 1 або видаляючи другий контур від першого.

3. Не переміщаючи контур 2 поступально, а повертаючи його так, щоб змінювався кут між нормаллю до контуру і напрямком поля.

Досвідченим шляхом було встановлено, що значення індукційного струму (е.р.с) не залежить від способу зміни потоку магнітної індукції, А визначається лише швидкістю його зміни. тобто значенням. Цей закон є універсальним. (1821г.)

Професор Петербурзького університету Ленц досліджував зв'язок між напрямком індукційного струму і Хорактер викликав його зміни магнітного потоку: правило Ленца: индуцируемая в контурі е.р.с. викликає струм такого напрямку, що магнітне поле цього струму перешкоджає зміні магнітного потоку.

Напр., При наближенні контуру 2 до контуру 1 виникає струм, магнітний момент якого спрямований протилежно полю струму (кут між векторами і дорівнює). Отже, на контур 2 буде діяти сила, відразлива його від контуру 1. При видаленні контуру 2 від контуру 1 виникає струм, момент которогосовпадает у напрямку з полем струму, так що сила, яка діє на контур 2, спрямована до контуру 1.

Ленц отримав це правило з досвіду, аналізуючи численні експерименти. Насправді, дія цього правила набагато ширше - воно виражає загальний принцип, згідно з яким будь-яка система прагне зберегти стійкий стан рівноваги і протидіє будь-яким змінам цього стану.

Формула, яка об'єднує в собі закон Фарадея і правило Ленца явл. математичним виразом основного закону електромагнітнойц індукції.

Основний закон електромагнітної індукції(закон Фарадея - Максвелла). Електрорушійна сила індукції, що виникає в замкнутому контурі, пропорційна швидкості зміни магнітного потоку з часом:, де число витків контуру, потокосцепление, якщо все витки котушки пронизуються одним і тим же потоком, то .

Зауваження 1. Знак мінус відображає правило Ленца.У більшості випадків при числових розрахунках цей знак може бути опущений.

Зауваження 2.Для замкнутого контуру.

Е.р.с. виражається в вольтах.

Для доказу закону Фарадея використовуємо закон збереження енергії. Розглянемо замкнутий контур, в якому один з провідників може переміщатися. Помістимо контур в однорідне поле, перпендикулярне площині креслення і спрямований за креслення. Нехай провідник рухається зі швидкістю. Сила, що діє на рухомий провідник. Робота, яка проводиться на відрізку:. Енергія джерела витрачається на тепло і роботу:. З іншого боку, отримуємо. Величина грає роль е.р.с., тому що вона призводить до появи в замкнутому ланцюзі електричного струму. Отже, ця величина і є е.р.с. електромагнітної індукції.

Очевидно, що магнітний потік тільки в тих випадках, коли провідник перетинаєлінії магнітної індукції поля, тому називають швидкістю перетину провідником ліній магнітної індукції.

Наприклад, в разі прямолінійного провідника, кіт. рухається в однорідному магнітному полі перпендикулярно лініям магнітної індукції, е.р.с. індукції в провіднику, де кут між провідником і напрямком його швидкості.

Різниця потенціалів на кінцях провідника знайдемо з узагальненого закону Ома. Оскільки електричного струму в провіднику немає, то.

Зауваження. У явищах електромагнітної індукції магнітний потік крізь контур може змінюватися як при русі контура або окремих його ділянок, так і при зміні в часі магнітного поля - користуються законом Фарадея для визначення е.р.с. індукції.

При русі провідників в магнітному полі цей закон можна застосовувати лише в тих випадках, коли розглядається контур проходить через одні й ті ж точки рухомого провідника. В іншому випадку е.р.с. індукції знаходять, досліджуючи сили Лоренца, що діють на вільні заряди в рухомому провіднику, т. е. що діє в ланцюзі ЕРС вимірюється роботою сторонніх сил при переміщенні уздовж замкненого кола одиничного позитивного заряду, де переміщуваний заряд.

Приклад. В однорідне магнітне поле з індукцією 0,1Т розташована прямокутна рамка, рухлива сторона якої довжиною 0,1 м переміщається зі швидкістю перпендикулярно лініям індукції поля. Визначити е.р.с. індукції, що виникає в контурі.

Рішення: Вирішимо завдання двома способами, застосувавши закон Фарадея або розглядаючи сили, що діють на вільні електрони в рухомій дроті (сили Лоренца).

1. при русі проводнікаплощадь рамки збільшується, магнітний потік зростає, тобто за законом Фарадея діє е.р.с. індукції. . Знак «-« показує, що е.р.с. індукції діє в контурі в такому напрямку, при якому пов'язана з ним правилом правого гвинта нормаль до контуру протилежна вектору В (спрямована до спостерігача). Тобто е.р.с. індукції і індукційний струм спрямовані в контурі проти годинникової стрілки.

При вирішенні завдання в обох випадках допущена неточність: не приймалося до уваги магнітне поле, створене індукційним струмом. Обидва розглянутих методи дають правильну відповідь за умови досить великого опору кола.

Сила індукційного струму в замкнутому провідному контурі з опором:. вважається позитивною, якщо магнітний момент відповідного їй індукційного струму в контурі утворює гострий кут з лініями магнітної індукції того поля, яке наводить цей струм.

Природа сторонніх сил, що призводять до появи е.р.с. електромагнітної індукції: Сила Лоренца, яка діє на заряд, що рухається в магнітному полі.

Можна розглядати зміна магнітного потоку в нерухомому контурі, напр., Зменшувати величину магнітної індукції. В цьому випадку сила Лоренца відсутня (немає упорядкованого руху електричних зарядів), але е.р.с. виникає і

Між рухомими електричними зарядами є особливий вид взаємодії: наприклад, два паралельних однаково спрямованих струму притягуються, а два протилежно спрямованих - відштовхуються. Форма матерії, за допомогою якої взаємодіють рухомі заряди, називається магнітним полем. Магнітне поле утворюється навколо будь-якого рухомого заряду або провідника зі струмом і кількісно характеризується напруженістю поля - векторною величиною, чисельне значення якої зв'язується з формою провідника і силою струму. Напрямок вектора напруженості поля відповідає напрямку північного полюса магнітної стрілки, вміщеній в дану точку поля. Магнітне поле умовно зображують силовими лініями - уявними кривими, побудованими так, що дотичні до них в будь-якій точці вказують напрямок вектора напруженості поля у відповідній точці.

Для практичного використання магнітне поле утворюють за допомогою котушки, обтічної струмом і має залізний сердечник, який значно посилює поле. Відповідно до характером струму магнітне поле може бути постійним або змінним. Постійний електромагніт застосовують, наприклад, для видалення з ока залізних осколків (див. Магніти очні).

В експериментах встановлено, що магнітне поле, як постійне, так і змінне, діє на біохімічні процеси, а також надає певний вплив і на весь організм. З лікувальною метою магнітне нулі поки широко не застосовується.

Якщо провідник або контур знаходяться під дією магнітного поля, що змінюється по напруженості або напрямку, то в них виникає електрорушійна сила, а в замкнутому контурі утворюється струм. Це явище називають електромагнітної індукції, а що утворюється при цьому струм - індукційним.

Електрорушійна сила (ЕРС) індукції виникає також в провідниках зі струмом при зміні величини або напряму струму, так як утворене цим струмом магнітне поле відповідно змінюється по напруженості або напрямку. Це явище називається самоіндукцією. Електрорушійна сила самоіндукції в свою чергу впливає на струм, що протікає в провіднику, що має відповідним чином враховуватися. Самоіндукція має велике значення в ланцюгах змінного струму.

Електромагнітна індукція відбувається також і в суцільній масі провідника, наприклад в масі розчину електроліту, поміщеного в відповідним чином змінюється магнітне поле. Індукційний струм в цьому випадку представляють у вигляді кругових струмів, що замикаються в масі провідника в площинах, перпендикулярних до силових ліній поля. Ці струми називають вихровими (струми Фуко).

Організація дослідницької діяльності учнів при вивченні теми: «Електромагнітні явища» з фізики в восьмому класі основної школи в світлі вимог ФГОС до результатів освоєння ООП

Швидке накопичення знань, придбаних

при дуже малому самостійну участь, не надто плідні.

Вченість також може народити лише листя, не даючи плодів.

Ліхтенберг

ФГОС основної загальної освіти затверджено наказом Міністерства освіти і науки РФ від 17 грудня 2010 р №1897.

Принципова відмінність ФГОС другого покоління - орієнтація на результат, який передбачає розвиток особистості на основі освоєння універсальних способів діяльності.

Вимоги до результатів освоєння основної освітньої програми (ООП)

(Особистісні, метапредметние, предметні)

Особистісні - виховання громадянської ідентичності, готовності до самоосвіти, формування цілісного світогляду, комунікативної компетентності, толерантності, освоєння соціальних норм, правил безпечної поведінки тощо

• Метапредметние - визначати цілі навчання, планувати шляхи їх досягнення, оцінювати правильність виконання навчального завдання, володіти основами самоконтролю, смислове читання, ІКТ-компетенції і т.д.
• Предметні - цілі-результати по предметним областям і предметів (досвід діяльності специфічної для даної предметної області, система основних елементів наукового знання)

Хоча обов'язкове введення ФГОС для основної школи ще не настав, необхідно вже сьогодні перебудовувати свою роботу таким чином, щоб створювати умови для формування в учнів:

• Універсальних навчальних дій
• ІКТ-компетентності
• Основи навчально-дослідницької та проектної діяльності
• Основи смислового читання і роботи з текстом

Універсальні навчальні дії являють собою систему дій того, хто навчається, що забезпечує здатність до самостійного засвоєння нових знань і умінь, включаючи організацію навчальної діяльності.

Компетентнісний підхід ФГОС робить акцент на діяльнісному змісті освіти. У цьому випадку основним змістом навчання є дії, операції, Співвідносні не стільки з об'єктом докладання зусиль, скільки з проблемою, яку потрібно вирішити. У навчальних програмах діяльнісної зміст освіти відбивається в акценті на способах діяльності, уміннях і навичках, Які необхідно сформувати, на досвіді діяльності, Який повинен бути накопичений і осмислений учнями, і на навчальні досягнення, Які учні повинні продемонструвати.

Реалізація компетентнісного підходу неможлива без отримання глибоких знань, так як найважливішою ознакою компетентнісного підходу є здатність учня до самонавчання в подальшому. Компетентнісний підхід не заперечує, але змінює роль знань. Знання повністю підкоряються вмінням. У зміст навчання включаються тільки ті знання, які необхідні для формування умінь. Всі інші знання розглядаються як довідкові, вони зберігаються в довідниках, енциклопедіях, Інтернеті та ін., А не в головах учнів. У той же час, учень повинен при необхідності вміти швидко і безпомилково скористатися всіма цими джерелами інформації для вирішення тих чи інших проблем.

Таким чином, компетентнісний стандарт - це стандарт результатів освіти.

Компетенція - готовність людини до мобілізації знань, умінь і зовнішніх ресурсів для ефективної діяльності в конкретній життєвій ситуації.

Пропоную в якості конкретного прикладу спроби здійснення компетентнісного підходу в навчанні, тобто освоєння які навчаються основ навчально-дослідницької діяльності на основі реального предметного експерименту, організацію навчально-дослідницької діяльності при вивченні теми: «Електромагнітні явища» з фізики в восьмому класі основної школи. В основі організації даної навчально-дослідницької діяльності учнів передбачалося враховувати наступні принципи:

• Створення внутрішньої мотивації до процесу навчання на основі збудження інтересу до досліджуваного предмета
• — Діяльнісний підхід на основі активізації індивідуальної пізнавальної самостійності
• — проблемне навчання
• Принцип успішності навчання
• Можливість визначення обсягу змісту і рівня складності предметного матеріалу самим які навчаються

На вивчення даної теми в восьмому класі основної школи відводиться сім годин. Передбачено проведення демонстраційних і фронтальних експериментів; виконання однієї лабораторної роботи: «Збірка електромагніту і випробування його дії».

Матеріал теми «Електромагнітні явища», на мій погляд, дає можливість не просто проводити різні досліди, а організувати дослідницьку діяльність учнів на основі використання експериментальних завдань на всіх уроках з даної теми.

Організація такої діяльності є досить трудомістким процесом, але далеко не марним. Адже відомо, що вміле проведення експерименту є вершиною вивчення фізичних явищ, так як вимагає глибоких теоретичних знань, навичок правильного поводження з приладами, вміння побудови графіків і грамотного розрахунку, вміння оцінювати похибка досвіду, вміння аналізувати і робити висновки.

Навчитися всьому цьому можна тільки тоді, коли приймаєш безпосередню участь у практичній діяльності. Тому, чим частіше учні будуть звертатися до експериментальним завданням, тим вищою буде якість їхніх знань, так як прилучення до дослідницької діяльності, можливість щось зробити своїми руками розвиває до того ж інтерес до предмету і допомагає краще його засвоїти. Таким чином, на уроках фізики створюється реальна можливість формування універсальних умінь і навичок, які учні можуть застосувати і на інших предметах, і у позанавчальних, життєвих ситуаціях.

Експериментальні завдання, пропоновані при вивченні даної теми в базовому восьмому класі, не є складними. Вони не засновані на встановленні кількісних закономірностей і вимагають лише якісного пояснення. Але це анітрохи не зменшує їх достоїнств. Виконання таких завдань більшою мірою вимагає від учнів проявляти самостійність, розвиває вміння аналізувати свою роботу і робити висновки, що поки для восьмикласників представляє певні труднощі. І, звичайно, виконання таких завдань розвиває навик роботи з приладами і підтримує інтерес учнів до вивчення електромагнітних явищ. Пропоновані експериментальні завдання не є чимось новим, вони загальновідомі. Але при цьому якусь новизну їм надає характер їх використання. Так само від учнів потрібно крім виконання безпосереднього експериментального завдання, самостійне теоретичне пояснення його на основі вивчення тексту підручника. Пропонується розглянути і представити за бажанням додатковий матеріал по даній темі з інших джерел. На кожному уроці учні мають можливість афішувати набуті знання. Розвитку комунікативних здібностей сприяє робота учнів в парі і групі. Звичайно, успішне вивчення даної теми за допомогою навчально-дослідницької діяльності, має передувати систематичним зверненням до виконання різних класних і домашніх експериментальних завдань.

Поурочні розподіл матеріалу теми «Електромагнітні явища»

1. Постійний магніт і провідник з струмом.

2. Магнітне поле на папері.

3. Порівняння магнітного поля соленоїда і постійного магніту.

4. Всюдисущі електромагніти.

5. Провідник зі струмом в магнітному полі.

6. Котушка зі струмом в магнітному полі.

7. Електромагнітний світ.

Експериментальна та методична підтримка теми.

1. Лабораторне обладнання: постійні магніти, компас, дрібні металеві тіла, джерело струму, реостат, амперметр, з'єднувальні дроти, ключ, компас, залізні ошурки, щільний аркуш паперу, дротяний виток, соленоїд, металеві сердечник і скріпка, динамометр, модель електродвигуна.

2. Роздатковий матеріал (хід експериментальних досліджень)

3. Комп'ютерна підтримка уроків. Використовуються готові продукти: «Освітній комплекс« Підготовка До ЄДІ 10-11 клас »,« Фізика в картинках ».

УМК учнів

• А.В. Перишкін. Фізика 8. Дрофа. М. 2002
• Г.Н. Степанова, А.П. Степанов. Збірник питань і завдань з фізики. Основна школа. «Валері СПД» СПб. 2001

зміст уроків

урок №1

Постійний магніт і провідник з струмом.

Мета уроку.

Ввести поняття магнітного поля.

Завдання уроку:

• переконатися в тому, що магнітне поле утворюється навколо постійного магніту і провідника зі струмом;
• з'ясувати, чи можна виявити магнітне поле за допомогою органів почуттів;
• чи має магнітне поле напрямок, і чи можна посилити або послабити його дію.

Хід уроку.

Постановка мети уроку.

Електричні явища вже досить докладно розглянуті. Приступаємо до вивчення явищ магнітних і постараємося переконатися в тому, що ці явища взаємопов'язані і що нова тема не випадково носить назву «Електромагнітні явища». У міру вивчення цієї теми будемо вести дослідний щоденник. Розділимо його навпіл. В одній половині будуть представлені результати дослідів, в іншій - їх теоретичні пояснення. На останньому уроці проведемо конкурс щоденників.

Ви вже не раз збирали електричні ланцюги і знайомилися з особливостями протікання в них електричного струму, і не раз у своєму житті користувалися постійними магнітами. Давайте з'ясуємо, чи є щось спільне у постійного магніту і провідника зі струмом?

Що ви знаєте зі свого життєвого досвіду про властивості постійних магнітів? Уточнимо ваші знання за допомогою досвіду.

Експериментальне дослідження №1

постійний магніт

Мета дослідження: Визначити, якими властивостями володіє постійний магніт.

Устаткування: постійний магніт, компас, дрібні металеві тіла.

хід дослідження.

1. Піднесіть постійний магніт по черзі до олівця, гумки і до різних металевим тіл.

Поспостерігайте, що буде відбуватися.

2. Досягніть максимально можливого тяжіння тел магнітом.

Зверніть увагу на те, до яких частин магніту притягнулися ці тіла.

3. Піднесіть магнітну стрілку з різних сторін до магніту.

Поспостерігайте за поведінкою стрілки компаса.

4. За результатами ваших спостережень сформулюйте основні властивості постійного магніту.

Провідник зі струмом

Мета дослідження: З'ясувати, що об'єднує постійний магніт і провідник з струмом.

хід дослідження.

1. За допомогою органів почуттів досліджуйте простір навколо постійного магніту і навколо якого-небудь тіла (лінійки, олівця).

2. За допомогою компаса досліджуйте простір навколо постійного магніту і навколо якого-небудь тіла (лінійки, олівця).

Зробіть висновок про результати вашого досвіду.

3. Накресліть схему електричного кола, що складається з джерела струму, реостата, амперметра, ключа і з'єднувальних проводів, з'єднавши всі елементи послідовно:

• Розмістіть будь-який з'єднувальний провід над стрілкою компаса паралельно його стрілкою на невеликій відстані, що не замикаючи ланцюга (компас лежить на столі). Відхиляється при цьому стрілка компаса?
• Заблокуйте ланцюг, поспостерігайте, що станеться зі стрілкою компаса.
• Приберіть компас, розімкніть ланцюг. Спробуйте визначити за допомогою органів почуттів, чи змінюється щось при замиканні ланцюга.

4.Сделайте висновок за результатами дослідження.

(Постійний магніт і провідник з струмом взаємодіють з магнітною стрілкою)

Робота з підручником. (Комп'ютерна модель досвіду Ерстеда)

• Хто і коли вперше справив досвід з провідником зі струмом і магнітною стрілкою?
• Що ж діяло в нашому дослідженні на магнітну стрілку, відхиляючи її?
• Як тепер можна відповісти на питання: що об'єднує постійний магніт і провідник з струмом?

Чи можна виявити магнітне поле за допомогою органів почуттів?

А як його можна виявити?

Підсумок уроку.

Виявлено об'єкт невидимка. Який? Де? За допомогою чого? Що про нього стало відомо?

Домашнє завдання

Використовуючи матеріал 56 і 59 параграфів підручника, дайте теоретичне пояснення результатами ваших дослідів.

урок №2

Магнітне поле на папері.

Мета уроку.

Ознайомити з графічним способом зображення магнітних полів.

Завдання уроку.

• З'ясувати, чи має магнітне поле напрямок і чи можна посилити або послабити його дію.
• Ввести поняття магнітних ліній.
• З'ясувати, яку роль відіграють залізні ошурки
• Розглянути картину магнітних ліній постійного магніту і провідника зі струмом.

Хід уроку

Постановка мети уроку.

Дізналися про існування магнітного поля. Виявляється, фізики давно навчилися зображати на папері об'єкт невидимку, користуючись певними правилами. Давайте з'ясуємо, що послужило основою для створення цих правил і як можна зображувати магнітні поля на папері. Для цього знову проведемо експериментальні дослідження, але спочатку згадаємо, що вже знаємо про магнітне поле, і визначимо, що ще належить дізнатися.

Афішування щоденників. Порівняння і уточнення висновків. Внесення доповнень. Обговорення гіпотези Ампера. Головний висновок: магнітне поле утворюється навколо рухомих електричних зарядів.

Отже, чи можна виявити магнітне поле за допомогою органів почуттів? Який ще об'єкт не можна виявити за допомогою органів почуттів? Що є його джерелом?

Повернемося до поля магнітного. Як же його можна виявити? Чи достатньо цих знань для того, щоб зображати магнітне поле на папері? Що про нього треба знати ще?

Чи можна послабити або посилити його дію?

Чи має воно напрямок?

Для відповіді на ці питання проведемо наступне дослідження.

Експериментальне дослідження №3

Магнітне поле

Мета дослідження: З'ясувати, чи має магнітне поле напрямок і чи можна посилити або послабити його дію.

Устаткування: постійний магніт, джерело струму, реостат, амперметр, з'єднувальні дроти, ключ, компас.

хід дослідження

1.Поднесіте компас з різних сторін до постійного магніту.

Чи однаково поводиться стрілка компаса?

2.Установіте стрілку компаса поблизу країв магніту і посередині його. Поспостерігайте за поведінкою стрілки в кожному випадку.

3.Подберіте відстань, на якому постійний магніт не діє на стрілку. Додайте до нього ще один магніт. Поспостерігайте, що станеться.

4.Проделайте кілька разів дослід Ерстеда, змінюючи напрямок і силу струму в провіднику. Поспостерігайте за поведінкою стрілки компаса в кожному випадку.

5. Запишіть висновки за результатами дослідження.

Отже, магнітне поле може діяти сильнішим чи слабшим, і в різних напрямках. Отже, воно може бути слабким або сильним і має напрямок. І все це потрібно врахувати при зображенні його на папері.

Так як магнітна стрілка в магнітному полі орієнтується певним чином, то логічно було б пов'язати напрям магнітного поля з певним напрямком магнітної стрілки.

Фізики так і надійшли, і за напрям магнітного поля взяли напрямок, що збігається з напрямком, яке вказує північний полюс магнітної стрілки. Так само вони домовилися зображати магнітне поле за допомогою ліній, уздовж яких розташовуються осі маленьких магнітних стрілок. Назвемо їх магнітними лініями. Напрямок магнітних ліній в кожній точці поля збігається з напрямком, яке вказує північний полюс магнітної стрілки. Визначити характер розташування магнітних ліній допомогли звичайні залізні ошурки. Чому? Давайте з'ясуємо!

Експериментальне дослідження №4

залізні ошурки

Мета дослідження:з'ясувати, яку роль відіграють залізні ошуркипри вивченні магнітного поля.

Устаткування: постійний магніт, залізні ошурки, щільний аркуш паперу.

хід дослідження

1. Покладіть аркуш паперу на олівець. Насипте на папір залізні ошурки. Акуратно постукайте по аркушу паперу. Поспостерігайте, що буде відбуватися.
2. Повторіть свої дії, взявши замість олівця постійний магніт.
3. Акуратно переверніть магніт під листом паперу, не чіпаючи тирсу.
4. Порівняйте густоту розташування залізних тирси.
5. Зробіть висновок про поведінку ошурки в магнітному полі.
   Робота з підручником.
   Що спільного в розташуванні магнітних ліній постійного магніту і провідника зі струмом?
   Як можна змінити напрямок магнітних ліній провідника зі струмом і постійних магнітів?
   Демонстрація і обговорення відеосюжету: магнітні лінії прямого провідника зі струмом.
   Продовження дослідження №4.
6. Отримайте картину магнітних ліній між однойменними полюсами магнітів.
7. Направте магніти різнойменними полюсами один до одного.
8. Поспостерігайте, що при цьому станеться.
9. Поясніть свої спостереження.

Підсумок уроку.

За допомогою чого зображають графічно магнітні поля? Правила, за якими отримують картини різних магнітних полів, умовні або засновані на досвіді (демонстрація комп'ютерних моделей)?

Домашнє завдання

• Використовуючи матеріал 56 і 57 параграфів підручника, внесіть потрібні на ваш погляд доповнення в щоденники за змістом уроку.
• Зі збірки завдань виконайте №1849 і № 1 880.

урок №3

Порівняння магнітного поля соленоїда і постійного магніту.

Мета уроку:

досліджувати і порівняти магнітне поле котушки зі струмом

з магнітним полем постійного магніту.

Завдання уроку:

з'ясувати, за яких умов навколо дротяної котушки утворюється магнітне поле;

від чого залежить картина магнітного поля соленоїда.

Хід уроку.

Магнітні поля можна зображувати графічно. Як?

Спробуємо тепер по відомій картині магнітного поля передбачити його властивості. Свої висновки перевіримо дослідним шляхом. Для цього порівняємо картину магнітного поля котушки зі струмом (соленоїда) з картиною магнітного поля смугового магніту.

Демонстрація комп'ютерної моделі (диск: «Фізика в картинках»):

зображення магнітних полів постійного магніту і соленоїда.

Аналіз моделі.

Порівнюючи густоту магнітних ліній у обох тіл можна виділити ... (полюса)

І у постійного магніту, і у соленоїда є ще область, де магнітне поле ... (однорідно)

Отже, в даному випадку, картини магнітних полів смугового магніту і котушки зі струмом ... (однакові). Чи будуть їх властивості однакові?

Чи завжди картини цих полів будуть аналогічні?

Проведемо експериментальне дослідження.

Експериментальне дослідження №5

соленоїд

Мета дослідження:

• перевірити, чи будуть однаковими властивості магнітних полів смугового магніту і соленоїда;
• з'ясувати, як можна змінити властивості магнітного поля соленоїда.

Обладнання: джерело струму, дротяний виток, соленоїд, реостат, амперметр, з'єднувальні дроти, ключ, компас, металевий сердечник.

хід дослідження

1.Опити з дротовим витком:

• За допомогою наявного обладнання створіть у дротяного витка магнітне поле (використовуйте всі прилади, які можна включити в електричний ланцюг).
• Переконайтеся, що воно є. Визначте його напрямок.
• Визначте, чи є полюса у витка зі струмом.
• Зробіть висновок про характер магнітного поля витка зі струмом.
• Поміняйте напрямок струму в витку.
• З'ясуйте, чи змінилося його магнітне поле?

2.Опити з соленоїдом:

• Повторіть досліди, взявши замість витка котушку (соленоїд).

• Чи змінився характер магнітного поля?
• Використовуючи реостат, підсильте магнітне поле соленоїда.
• Переконайтеся в тому, що воно стало сильніше.
• Вставте металевий сердечник в соленоїд.
• Визначте, як при цьому змінився характер магнітного поля соленоїда.

3.Сделайте висновок за результатами дослідження у відповідність з його метою.

Підсумок уроку.

Повернення до комп'ютерної моделі.

Так чи завжди картини магнітних полів постійного магніту і соленоїда будуть однакові?

Пояснення мінливих на слайді картин магнітних ліній соленоїда.

Чи можемо ми так само легко міняти картину магнітних ліній смугового магніту?

Постійні магніти можна також назвати природними магнітами. А соленоїд? (Штучний магніт). Створено такий магніт за допомогою електричного струму. Тому такі магніти називаються ще електромагнітами.

Домашнє завдання:

• Дізнайтеся, хто і коли винайшов перший електромагніт, де сьогодні застосовуються електромагніти, знайшовши інформацію в підручнику або інших джерелах (параграф № 58).
• Так само запропонуйте свої способи використання електромагнітів.
• Зі збірки завдань виконайте № 1 895.

урок №4

Всюдисущі електромагніти.

Мета уроку: розглянути застосування електромагнітів.

Завдання уроку:

• з'ясувати, як можна управляти електромагнітами
• розібрати конкретні випадки застосування електромагнітів
• визначити переваги електромагнітів перед постійними магнітами

Хід уроку

1.Постановка мети уроку.

Виконуючи домашнє завдання, напевно переконалися, що електромагніти знайшли дуже широке застосування. Давайте з'ясуємо, чому це стало можливим, і на конкретних прикладах визначимо переваги електромагнітів.

Почнемо з розбору домашнього завдання. Що пропонувалося досліджувати в цьому завданні? Які ви можете запропонувати методи дослідження. Давайте тепер проведемо аналогічне дослідження.

Експериментальне дослідження №6

електромагніти

Мета дослідження: З'ясувати, як залежить сила взаємодії електромагніту з металевою скріпкою від сили струму в його обмотці.

Обладнання: джерело струму, соленоїд, реостат, амперметр, з'єднувальні дроти, ключ, металеві сердечник і скріпка, динамометр.

хід дослідження

1.Складіть план дослідження.

2.Проведіть його.

3.Сделайте висновок за результатами вашого дослідження у відповідність з його метою (передбачається аналіз графічного представлення результатів дослідження).

Робота в групах.

1. Повідомте про результати ваших досліджень.
2. Наведіть відомі вам приклади застосування електромагнітів.
3. Наведіть свої приклади застосування електромагнітів.
4. Поясніть дії електромагнітів, розглянутих в завданні №9 підручника. (Супроводжуються демонстрацією або відеосюжетом.)
5. Дайте пояснення можливості широкого застосування електромагнітів.

Підсумок уроку.

Урок називався: «Всюдисущі електромагніти». Чи виправдав він свою назву? Аргументуйте свою відповідь. Запишіть коротко свої аргументи.

Домашнє завдання.

• Переконайтеся, що у вашому щоденнику все в порядку.
• Виконайте вправу № 28 підручника.
• Зі збірки завдань виконайте № 1905 і № 1907.

урок №5

Провідник зі струмом в магнітному полі.

Мета уроку: розглянути дію магнітного поля на провідник зі струмом.

Завдання уроку:

• З'ясувати, що буде відбуватися з провідником зі струмом, якщо його внести в магнітне поле.
• Визначити від чого залежить модуль і напрямок сили Ампера.
• З'ясувати, як можна змусити повертатися виток зі струмом в магнітному полі.

Хід уроку

Розбір і коригування домашнього завдання.

Афішування щоденників і виконаних завдань.

Постановка мети уроку.

Використання магнітного поля не обмежується тільки роботою електромагнітів. Всі ви знаєте про використання електричних двигунів. Настала пора розібратися, як вони працюють. Для цього необхідно з'ясувати, як поводиться провідник зі струмом в магнітному полі.

Проведемо досліди.

Експериментальне дослідження №7

Провідник зі струмом в магнітному полі

Мета дослідження: З'ясувати, що відбувається з провідником зі струмом в магнітному полі.

Обладнання: джерело струму, дротяний виток, реостат, амперметр, з'єднувальні дроти, ключ, постійний дугоподібний магніт.

хід дослідження

1. Накресліть схему електричного кола, що складається з джерела струму, реостата, амперметра, дротяного витка, ключа і з'єднувальних проводів, з'єднавши всі елементи послідовно.

• Складіть електричне коло за цією схемою.
• Одягніть виток на постійний магніт.
• Заблокуйте ланцюг. Поспостерігайте, що при цьому буде відбуватися з витком.
• Повторіть досліди, змінивши положення магніту.
• Повторіть досліди, використовуючи два магніти, складені разом однойменними полюсами.
• Поспостерігайте, які зміни відбудуться.
• Повторіть досліди, змінюючи по черзі напрямок і силу струму в витку.
• Зробіть висновок про те, що і як відбувається з витком із струмом в магнітному полі.
• Спробуйте змусити виток зі струмом повертатися в магнітному полі.
• Поясніть, як ви цього домоглися.
• Розкажіть про свої спостереження та висновки (показ демонстрацій з прямим провідником зі струмом в магнітному полі).

Підсумок уроку.

• Отже магнітне поле можна виявити не тільки по його дії на магнітну стрілку, а й за дією на ....? Модуль і напрям сили, що діє на провідник зі струмом в магнітному полі залежить від ...? Дія магнітного поля на поміщений в нього провідник зі струмом використовується в електричних двигунах. На наступному уроці познайомимося докладніше з їх пристроєм.

Домашнє завдання.

• Використовуючи матеріал 61 параграфа, поясніть хід дослідів, зображених на малюнках 113 і 114 підручника;
• наведіть приклади застосування електричних двигунів;
• дізнайтеся, хто і коли винайшов перший електричний двигун, придатний для практичного застосування.
• Не забувайте про своїх щоденниках!

урок №6

Котушка з струмом в магнітному полі

Мета уроку: Розглянути будову та принцип роботи електричних двигунів і приладів.

Завдання уроку:

• З'ясувати, як практично можна здійснити обертання провідника зі струмом в магнітному полі.
• Розглянути пристрій технічного електродвигуна.
• Визначити переваги електричних двигунів перед тепловими.
• Розглянути пристрій приладів.

Хід уроку

Розбір, коригування домашнього завдання і постановка мети уроку.

З'ясували, що магнітне поле діє на поміщений в нього провідник зі струмом. І як вже переконалися, може навіть його повертати!

Наведіть приклади застосування електричних двигунів. Згадайте, до чого призводить їх дія. Як ви думаєте, який характер руху провідника зі струмом використовується в електричних двигунах?

Давайте з'ясуємо, як же можна змусити обертатися провідник зі струмом в магнітному полі? І познайомимося, нарешті, з пристроєм технічних електродвигунів та інших приладів, в яких використовується обертання

провідника зі струмом в магнітному полі.

Згадаймо, чому виток зі струмом повертався в магнітному полі. Що потрібно зробити, щоб він не просто повертався, а ще й обертався?

Експериментальне дослідження №8

Мета дослідження: З'ясувати, як технічно здійснюється обертання рамки зі струмом у магнітному полі.

Обладнання: модель електричного двигуна.

1. Сформулюйте умови, при яких рамка зі струмом буде обертатися в магнітному полі.

2. Розгляньте модель електродвигуна (демонстрація відеосюжету).

3. Назвіть пристрої дозволяють рамці зі струмом обертатися в магнітному полі і поясніть, як вони діють.

Робота з підручником.

1.Заповніть таблицю.

Основні частини електродвигуна

призначення

Пристрій

2. Визначте переваги електричних двигунів перед тепловими.

3. Виконайте завдання №11 підручника.

Підсумок уроку.

Афішування заповнених таблиць. Розбір запропонованих завдань. Переконалися, що обертання провідника зі струмом в магнітному полі досить широко використовується.

Визначте, що спільного і в чому відмінність в роботі електричних двигунів і приладів.

Домашнє завдання.

• Зі збірки завдань виконайте №1920 і №1928.

• Підготуйте дослідні щоденники до перевірки.
• Проведіть підсумковий збір аргументів, які виступають в якості доказів того, що вивчена тема не випадково носить назву: «Електромагнітні явища».
• За допомогою підручника (параграф №60) та додаткових джерел зберіть відомості про магнітне поле Землі.

урок №7

Електромагнітний світ.

Мета уроку: узагальнити і систематизувати матеріал теми: «Електромагнітні явища»

Завдання уроку:

• Організувати аналітичну діяльність учнів.
• Перевірити ступінь засвоєння учнями матеріалу теми.

Хід уроку

Урок проводиться у формі змагання між учнями, розбитими на три великі групи, кожна з яких ділиться в свою чергу на експериментаторів, теоретиків і експертів.

·Виконання завдань.

1.Експеріментатори готують за допомогою запропонованого обладнання демонстрацію електромагнітних явищ.

2.Теоретікі готуються до висловлення аргументів за матеріалом домашнього завдання.

3.Експерти оцінюють дослідні щоденники членів команди і вибирають кращі з них.

· Афішування виконаних завдань.

1.Команди по черзі представляють свої аргументи, в тому числі демонструють і досвідчені докази.

2.Організуется виставка кращих щоденників.

· Перевірочні завдання.

1.Разигривается «піраміда».

2.Проводітся тестування.

«Піраміда»

Необхідно відгадати слова, пояснюючи їх значення, використовуючи тільки матеріал теми: «Електромагнітні явища».

стрілка магніт лінії

Земля виток поле

Ерстед тирса сердечник

Електромагніт напрямок залізо

Компас соленоїд густота

Нікель полюс буря

тест

1.Магнітная стрілка завжди повертається:

А) в магнітному полі Землі;

Б) поблизу постійного магніту;

В) поблизу провідника зі струмом

Г) поблизу ебонітовою палички.

2. Відбувається це тому, що навколо цих тіл утворюється:

А) гравітаційне поле;

Б) магнітне поле;

В) електричне поле;

Г) біополе.

З. Так як магнітне поле утворюється навколо заряджених частинок, якщо вони:

А) існують;

Б) покояться;

В) стикаються;

Г) рухаються.

4. Щоб змінити полюса у соленоїда потрібно:

А) змінити напрямок магнітних ліній в ньому;

Б) збільшити силу струму в ланцюзі;

В) поміняти полярність підключення джерела струму;

Г) поміняти напрям намотування дроту соленоїда.

5. Щоб посилити магнітне поле соленоїда необхідно:

А) вийняти з нього сердечник

Б) зменшити загальний опір кола;

В) збільшити число витків;

Г) виконати обмотку з більш тонкого дроту.

6. Електромагніт можна застосувати для того, щоб

А) замкнути ланцюг в потрібний момент;

Б) перенести важкий металевий вантаж;

В) витягти з очей потрапили в них дрібні металеві тіла;

Г) зробити таємну засувку на двері.

перевірки тест

1. Магнітне поле у \u200b\u200bвакуумі і його характеристики: вектор магнітної індукції і вектор напруженості магнітного поля. Магнітне поле і магнітний момент кругового струму.

Постійні магніти були відомі 2 тисячі років тому, але тільки в 1820 р Х. Ерстед (датський фізик) виявив, що навколо провідника зі струмом створюється магнітне поле, яке впливає на магнітну стрілку. Надалі було встановлено, що магнітне поле створюється будь-якими рухомими тілами або зарядами. Магнітне поле, як і електричне, є одним з видів матерії. Магнітне поле має енергію. За допомогою магнітного поля здійснюється взаємодія між електричними струмами, рухомими зарядами. Досвід показує, що характер впливу магнітного поля на струм різний в залежності від форми провідника, по якому тече струм, від розташування провідника і від напрямку струму. Отже, для того щоб охарактеризувати магнітне поле, треба розглянути його дію на певний струм.

Для дослідження електричного поля використовували пробний точковий заряд. Аналогічно, для дослідження магнітного поля використовують рамку зі струмом, розміри якої малі в порівнянні з відстанню до струмів, що утворюють магнітне поле. Орієнтація контуру (рамки з струмом) в просторі характеризується напрямком нормалі до контуру. Позитивний напрямок нормалі визначається за правилом правої руки: чотири пальці правої руки розташувати у напрямку струму в рамці, відігнутий під прямим кутом великий палець вкаже напрям нормалі. Магнітне поле надає на рамку зі струмом ориентирующее дію. Рамка встановлюється в магнітному полі так, що її нормаль збігається з напрямком силових ліній магнітного поля.

магнітним моментом рамки з струмом називається вектор дорівнює добутку сили струму, поточного по рамці, на вектор площі.

Напрямок збігається з напрямком. Направленіеопределяется за правилом правої руки.

Оскільки рамка зі струмом відчуває ориентирующее дію поля, то на неї в магнітному полі діє пара сил. Момент, що обертає сил залежить як від властивостей поля в даній точці

так і від властивостей рамки

Вектор магнітної індукції, є силовий кількісною характеристикою магнітного поля.

Одиниця виміру магнітної індукції - Тесла

Якщо в дану точку магнітного поля вносити різні рамки зі струмом, що мають магнітні моменти p 1 , p 2 ... p n , То обертаючий момент буде для кожної рамки різних M 1 , M 2 , ... M n , Але ставлення

для всіх рамок однаково і може служити характеристикою магнітного поля.

магнітна індукція в даній точці однорідного магнітного поля чисельно дорівнює максимальному обертального моменту, що діє на рамку з магнітним моментом рівним одиниці, коли нормаль до рамки перпендикулярна напрямку поля. (Визначають також за допомогою сили Лоренца або сили Ампера).

Напрямок вектора збігається з напрямком векторав тому випадку, коли рамка знаходиться в положенні рівноваги і.

Магнітне поле зручно представляти за допомогою силових ліній вектора. силовий лінієювектора називається така лінія, дотична до якої в будь-якій точці збігаються з напрямом векторав цій точці. Напрямок силових ліній вектораопределяется за правилом правої руки. Для прямолінійного провідника: великий палець у напрямку струму, зігнуті чотири пальці вкажуть напрямки силової лінії. Для кругового витка зі струмом: чотири пальці - у напрямку струму, великий палець вкаже напрям силової лінії в центрі витка.

Лінії магнітної індукції, на відміну від силових ліній вектора, електричного поля, завжди замкнені і охоплюють провідники зі струмом. (Силові лінії вектораначінаются на позитивних зарядах і закінчуються на негативних, підходять перпендикулярно до поверхні заряду, густота силових ліній характеризує величину поля).

У деяких випадках поряд з вектором застосовують вектор напруженості магнітного поля, який пов'язаний з векторсоотношеніем

µ 0 – магнітна постійна; ,

µ - магнітна проникність середовища - показує у скільки разів магнітне поле в середовищі більше (менше) магнітного поля в вакуумі.

де В - магнітне поле в речовині, В 0 - зовнішнє намагнічує поле.

З порівняння векторних характеристик електричного поля (вектора і вектора) і магнітного поля (вектораі) слід, що вектор напряженностіелектріческого поля аналогічний вектору магнітної індукції. І той і інший визначають силову дію полів і залежать від властивостей середовища, в якій створюються поля.

Аналогом вектора електричного зміщення є вектор напруженості магнітного поля. Векторопісивает магнітне поле макротоков (макротокі - струми, що протікають по провідниках), тому не залежить від властивостей середовища.

(Тесла);

2. Магнітне взаємодія постійних струмів. Закон Ампера. Сила Лоренца.

2. Взаємодія струмів.

Якщо в ланцюг постійного струму включити два дроти, то:

Послідовно включені паралельні близько розташовані провідники відштовхуються.

Паралельно включені провідники притягуються.

3. Механічний вплив струму.

Магнітна стрілка відхиляється поблизу провідника, по якому тече струм.

Рамка зі струмом повертається, якщо по провіднику пропускається струм.

Магнітне поле. Всі зазначені експериментальні факти свідчать про те, що в просторі, що оточує постійний магніт або провід зі струмом, виникає магнітне поле, що надає силовий вплив на пробні тіла (постійні магніти або провідники зі струмом). За аналогією з напруженістю електричного поля E можна ввести поняття вектора магнітної індукції В. В кожній точці простору можна встановити напрям вектора В, вважаючи за визначенням, що воно збігається з напрямком від південного до північного полюса вільно підвішеною в цій точці простору магнітної стрілки.

Суцільні лінії, дотичні до яких в кожній точці збігаються з напрямом вектора магнітної індукції В, називаються силовими лініями магнітного поля.

Як показують прості досліди, силові лінії магнітного поля завжди замкнені. Цим магнітне поле принципово відрізняється від електричного поля, силові лінії якого завжди починаються і

закінчуються на зарядах. Замкнутість силових ліній магнітного поля є наслідок відсутності в природі ізольованих магнітних полюсів.

Векторні поля, силові лінії яких замкнуті, називаються вихровими полями. Магнітне поле - вихровий.

Магнітні поля від різних джерел в даній точці простору складаються за правилом додавання векторів (принцип суперпозиції)

Закон Ампера. Нехай провідник зі струмом внесений в область магнітного поля. На цей провідник діє сила, напрям і величина якої визначається законом Ампера:

Зручно використовувати для визначення напрямку сили Ампера правило лівої руки.

З формули закону Ампера слід, що сила Ампера досягає максимального значення Fмакс при q \u003d p / 2, т. Е. Коли провідник розташований перпендикулярно вектору магнітної індукції.

Величина вектора магнітної індукції B визначається як відношення F макс / Idl; іншими словами,

Одиниця магнітної індукції визначається з цієї формули і дорівнює магнітної індукції такого однорідного поля, в якому на ділянку провідника довжиною 1 м діє сила 1 Н при силі струму в провіднику 1 А: [B] \u003d Н / (А · м) \u003d Тл (тесла ).

Сила Лоренца. На точковий електричний заряд q, що рухається зі швидкістю v в магнітному полі індукцією В, діє з боку поля сила Лоренца

Рух зарядженої частинки в магнітному полі. Нехай початкова швидкість v зарядженої частинки спрямована перпендикулярно вектору магнітної індукції В постійного поля. Сила Лоренца F Л \u003d qvB спрямована перпендикулярно обом векторах v B і тому не змінює модуля швидкості частинки, а отже, сама постійна. Згідно із законом Ньютона доцентровийприскорення, створюване постійної за величиною силою, спрямованої перпендикулярно швидкості частинки, змушує частку рухатися по колу.

(13.2)

Циклічна частота обертання заряду по колу (циклотронна частота)

(13.3)

Слід звернути увагу, що ця частота не залежить від швидкості частинки.

У загальному випадку, коли початкова швидкість частки не перпендикулярна магнітної індукції, частинка рухається по гвинтовій лінії (траєкторія навивається на силові лінії поля).

Ефект Холла. Відхилення часток в магнітному полі дозволяє довести на досвіді, що носіями заряду при проходженні струму через металевий провідник є негативно заряджені електрони.

Суть ефекту Холла полягає в тому, що якщо помістити провідник у зовнішнє однорідне магнітне поле, то між протилежними бічними поверхнями провідника, перпендикулярними силовим лініям поля, виникне невелика різниця потенціалів. Вона обумовлена \u200b\u200bтим, що носії струму в провіднику відхиляються в протилежні сторони (в залежності від знака заряду), і відбувається порушення балансу зарядів на протилежних поверхнях. Очевидно, що знаки зарядів-носіїв визначають знак різниці потенціалів U Холл. Досвід переконливо підтверджує, що носіями струму є саме електрони, а не якісь позитивно заряджені частинки.

3. Принцип суперпозиції магнітних полів. Закон Біо-Савара-Лапласа як результат узагальнення експериментальних даних і як наслідок теорії відносності.

Магнітна індукція поля, створювана елементом провідника, по якому тече струм? , В деякій точці А , Положення якої щодо елемента визначається радіус-вектором, знаходиться за законом Біо-Савара-Лапласа:

- закон Біо-Савара-Лапласа

(У векторній формі)

Оскільки в законі Біо-Савара-Лапласа є векторний добуток, то вектор

Повинен бути перпендикулярний площині векторів і. Напрямок векторапо правилом правої руки.

Модуль (величина) вектора дорівнює

- закон Біо-Савара-Лапласа

(В скалярною формі)

де α - кут між і.

Принцип суперпозиції полів:

Магнітна індукція результуючого поля, створюваного кількома струмами (або рухомими зарядами), дорівнює геометричній (векторній) сумі магнітних індукцій, створюваних кожним струмом окремо.

4. Застосування закону Біо-Савара-Лапласа до розрахунку магнітного поля нескінченного лінійного струму.

Застосування закону Біо-Савара-Лапласа до розрахунку магнітних полів.

а) Магнітне поле прямого струму

; ;

Оскільки індукція, створювана різними елементарними ділянками, на які ми розбили провідник, в даній точці має однаковий напрямок, ми можемо геометричне підсумовування векторів замінити скалярним підсумовуванням:

- магнітна індукція прямолінійного провідника кінцевої довжини.

- напруженість магнітного поля провідника кінцевої довжини.

У разі нескінченно довгого провідника

б) Магнітне поле в центрі кругового провідника із струмом

α \u003d 90 °; sin α \u003d 1.

5. Магнітне поле на осі кругового провідника із струмом. Магнітне поле в центрі кругового провідника із струмом.

Розглянемо поле, створюване струмом I, Поточним по тонкому проводу, що має форму кола радіуса R (Рис. 1.7).

Визначимо магнітну індукцію на осі провідника зі струмом на відстані х від площини кругового струму. Вектори перпендикулярні площинах, які проходять через відповідно. Отже, вони утворюють симетричний конічний віяло. З міркування симетрії видно, що результуючий векторнаправлен уздовж осі кругового струму. Кожен з вектороввносіт внесок рівний, авзаімно знищуються. Але ,, а тому кут междуіα - прямий, тотогда отримаємо

,

Підставивши в (1.6.1) і, проинтегрировав по всьому контуру, отримаємо вираз для знаходження магнітної індукції кругового струму :

Зауважимо, що в чисельнику (1.6.2) - магнітний момент контуру. Тоді, на великій відстані від контуру, при, магнітну індукцію можна розрахувати за формулою:

Силові лінії магнітного поля кругового струму добре видно в досвіді з залізними тирсою (рис. 1.8).

6. Вихревой характер магнітного поля. Теорема про циркуляцію вектора напруженості магнітного поля і вектора індукції магнітного поля. Застосування закону повного струму для магнітного поля у вакуумі

Лінії магнітної індукції безперервні: Вони не мають ні початку, ні кінця. Це має місце для будь-якого магнітного поля, викликаного якими завгодно контурами зі струмом. Векторні поля, що володіють безперервними лініями, отримали назву вихрових полів. Ми бачимо, що магнітне поле є вихровий поле. У цьому полягає істотна відмінність магнітного поля від електростатичного. Теорема про циркуляцію магнітного поля - одна з фундаментальних теорем классіческойелектродінамікі, сформульована Андре Марі Ампером в 1826 році. У 1861 році Джеймс Максвелл знову вивів цю теорему, спираючись на аналогії з гідродинаміки, і узагальнив її (див. Нижче). Рівняння, що представляє собою зміст теореми в цьому узагальненому вигляді, входить в число рівнянь Максвелла. (Для випадку постійних електричних полів - тобто в принципі в магнітостатики - вірна теорема в первісному вигляді, сформульованому Ампером і наведеному в статті першим; для загального випадку права частина повинна бути доповнена членом з похідною напруженості електричного поля за часом - див. Нижче). Теорема говорить:

Ця теорема, особливо в іноземній або перекладній літературі, називається також теоремою Ампера або законом Ампера про циркуляцію (Англ. Ampère's circuital law). Остання назва має на увазі розгляд закону Ампера як більш фундаментального твердження, ніж закон Біо - Савара - Лапласа, який в свою чергу розглядається вже як слідства (що, в цілому, відповідає сучасному варіанту побудови електродинаміки).

Для загального випадку (класичної) електродинаміки формула повинна бути доповнена в правій частині членом, що містить похідну за часом від електричного поля (див. Рівняння Максвелла, а також параграф «Узагальнення» нижче). В такому доповненому вигляді вона являє собою четверту рівняння Максвелла в інтегральній формі.

7. Робота по переміщенню провідника і контура зі струмом в магнітному полі.

На провідник зі струмом в магнітному полі діють сили, які визначаються за допомогою закону Ампера. Якщо провідник не закріплений (наприклад, одна зі сторін контуру зроблена у вигляді рухомої перемички, рис. 1), то під дією сили Ампера він в магнітному полі буде переміщатися. Значить, магнітне поле здійснює роботу по переміщенню провідника з струмом. Для обчислення цієї роботи розглянемо провідник довжиною l з струмом I (він може вільно рухатися), який поміщений в однорідне зовнішнє магнітне поле, яке перпендикулярно площині контуру. Сила, напрямок якої визначається за правилом лівої руки, а значення - по закону Ампера, розраховується за формулою Під дією цієї сили провідник пересунеться паралельно самому собі на відрізок dx з положення 1 в положення 2. Робота, яка відбувається магнітним полем, дорівнює так як ldx \u003d dS - площа, яку перетинає провідник при його переміщенні в магнітному полі, BdS \u003d dФ - потік вектора магнітної індукції, який пронизує цю площу. Значить, (1) т. Е. Робота по переміщенню провідника з струмом в магнітному полі дорівнює добутку сили струму на магнітний потік, пересічений рухомим провідником. Дана формула справедлива і для довільного напрямку вектора В. Розрахуємо роботу по переміщенню замкнутого контуру з постійним струмом I в магнітному полі. Будемо вважати, що контур М переміщається в площині креслення і в результаті нескінченно малого переміщення перейде в стан М ", зображене на рис. 2 штриховий лінією. Напрямок струму в контурі (за годинниковою стрілкою) і магнітного поля (перпендикулярно площині креслення - за креслення або від нас) дано на малюнку. Контур М умовно розіб'ємо на два з'єднаних своїми кінцями провідника: AВС і CDА. Робота dA, яка відбувається силами Ампера при про яку йдеться переміщенні контуру в магнітному полі, дорівнює алгебраїчній сумі робіт з переміщення провідників AВС (dA 1) і CDA (dA 2), т. е. (2) Сили, які додаток до ділянки CDA контуру, утворюють гострі кути з напрямком переміщення, тому що здійснюються ними робота dA 2\u003e 0. .Використовуючи (1), знаходимо, ця робота дорівнює добутку сили струму I в нашому контурі на пересічений провідником CDA магнітний потік. Провідник CDA перетинає при своєму русі потік dФ 0 крізь поверхню, виконану в кольорі, і потік dФ 2, який пронизує контур в його кінцевому положенні. Значить, (3) Сили, які діють на ділянку AВС контуру, утворюють тупі кути з напрямком переміщення, значить здійснюються ними робота dA 1<0. Проводник AВС пересекает при своем движении поток dФ 0 сквозь поверхность, выполненную в цвете, и поток dФ1, который пронизывает контур в начальном положении. Значит, (4) Подставляя (3) и (4) в (2), найдем выражение для элементарной работы: где dФ 2 -dФ 1 =dФ" - изменение магнитного потока сквозь площадь, которая ограничена контуром с током. Таким образом, (5) Проинтегрировав выражение (5), найдем работу, которая совершается силами Ампера, при конечном произвольном перемещении контура в магнитном поле: (6) значит, работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле равна произведению силы тока в контуре на изменение магнитного потока, сцепленного с контуром. Выражение (6) верно для контура любой формы в произвольном магнитном поле.

8. Магнітне поле і магнітний дипольний момент кругового струму. Намагничение магнетиков. Напруженість магнітного поля.

Магнітний момент витка зі струмом це фізична величина, як і будь-який інший магнітний момент, характеризує магнітні властивості даної системи. У нашому випадку систему представляє кругової виток зі струмом. Цей струм створює магнітне поле, яке взаємодіє із зовнішнім магнітним полем. Це може бути як поле землі, так і поле постійного або електромагніту.

Малюнок - 1 кругової виток зі струмом

Круговий виток зі струмом можна представити у вигляді короткого магніту. Причому цей магніт буде спрямований перпендикулярно площині витка. Розташування полюсів такого магніту визначається за допомогою правила свердлика. Згідно з яким північний плюс буде знаходитися за площиною витка, якщо струм в ньому буде рухатися за годинниковою стрілкою.

Малюнок-2 Уявний смуговий магніт на осі витка

На цей магніт, тобто на наш кругової виток зі струмом, як і на будь-який інший магніт, буде впливати зовнішнє магнітне поле. Якщо це поле буде однорідним, то виникне крутний момент, який буде прагнути розгорнути виток. Поле буде повертати виток так щоб його вісь розташувалася уздовж поля. При цьому силові лінії самого витка, як маленького магніта, повинні співпасти у напрямку із зовнішнім полем.

Якщо ж зовнішнє поле буде не однорідним, то до обертального моменту додасться і поступальний рух. Це рух виникне внаслідок того що ділянки поля з більшою індукцією будуть притягувати наш магніт у вигляді витка більше ніж ділянки з меншою індукцією. І виток почне рухатися в бік поля з більшою індукцією.

Величину магнітного моменту кругового витка зі струмом можна визначити за формулою.