9 клас
Тема: Дія магнітного поля на рухомі заряджені частинки. Сила Ампера.
Мета: Познайомити учнів із дією магнітного поля на провідник із струмом,із властивостями дії сили Ампера.
Добитися засвоєння і уміння застосовувати в різних ситуаціях правила лівої руки.
Розвивати уміння спостерігати, порівнювати і узагальнювати результати експерименту, розвивати в учнів навички самостійного набування знань.
Унаочнення: картки, таблиці, ПК.
Обладнання: дротяний моток, штатив, джерело постійного струму, реостат, ключ, постійні магніти, з’єднувальні провідники.
Тип уроку: комбінований.
Структура уроку:
I. Актуалізація опорних знань .
1. Фронтальне опитування .
2.«Учитель – учень».
II. Мотивація навчальних знань.
III. Пояснення нового матеріалу .
IV. Закріплення нового матеріалу.
1. Розв’язування завдань .
2. Тестові завдання.
3. Розв’язування задач.
V. Підсумок уроку .
VI. Домашнє завдання.
Хід уроку:
І. Актуалізація опорних знань
Фронтальне опитування
«Учитель-учень»
Учні діляться на пари : «Учитель-учень». Учень – розв’язує тести 1-3, «учитель» - перевіряє. Потім учні обмінюються обов’язками. «Учень» розв’язує тести 4-6 , а «учитель» - перевіряє .Учні здають роботи і перевіряють правильність відповідей за допомогою слайду .

1. Коли виникає магнітне поле?
2. Який дослід підтверджує зв’язок магнітного поля з рухом заряджених частинок або тіл?
3. Як взаємодіють два провідники зі струмами?
4. Чим пояснюється ця взаємодія провідників зі струмами?
5. Що називають магнітним полем?
6. Яка фізична величина є силовою характеристикою магнітного поля, чому?
7. Як знайти напрям магнітної індукції?
8. Правило правого гвинта для витка (котушки) зі струмом.
9. Правило правої руки для витка (котушки) зі струмом.
10. Правило правого гвинта для провідника зі струмом.
11. Правило правої руки для провідника зі струмом.
12. Які одиниці вимірювання магнітної індукції?
«Учитель-учень
1. Одиниця вимірювання магнітної індукції в СІ:
а) ампер; в) тесла;
б) вольт; г) ньютон
2.Лінії магнітної індукції відрізняються від ліній напруженості електростатичного поля тим, що вони…
а) перетинаються одна з одною;
б) починаються на північному полюсі магніту, закінчуються на південному; в) замкнуті;
г) не мають напряму
3 .Вкажіть вченого, який дослідним шляхом виявив взаємодію магнітної стрілки і провідника зі струмом:
а) Ампер; б) Ом; в) Ерстед; г) Фарадей.
4.Вкажіть, чим створюється магнітне поле:
а) магнітним потоком; в) нерухомими електричними зарядами;
б) рухомими електричними зарядами; г) металами.
5.Силовою характеристикою магнітного поля є:
а) електрорушійна сила; в) магнітний потік;
б) магнітна індукція; г) напруженість.
6. За напрямом магнітних ліній визначте напрям струму в провіднику:
а) вліво б) вправо в) вгору
г) перпендикулярно до площини рисунка (слайд).
ІІ. Мотивація навчальної діяльності
Сьогодні на уроці нам необхідно на основі проведеного експерименту виявити магнітне поле по його дії на електричний струм і залежність дії магнітного поля на провідник із струмом від ряду чинників.
Ви вже знаєте, що взаємодії між провідниками зі струмом називаються магнітними. Сили, з якими провідники зі струмом між собою взаємодіють, називаються магнітними силами. Отже, два провідники зі струмами взаємодіють з певною силою. Ця взаємодія пояснюється тим, що на кожний провідник зі струмом діє магнітне поле іншого провідника. Визначимо силу, яка діє на цей провідник зі струмом у магнітному полі.
ІІІ. ПОЯСНЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ.
Доведемо, що на провідник зі струмом у магнітному полі діє сила.(слайди).
Між полюсами постійного магніту розміщено провідник Замкнемо ключ. Коли струм у провіднику проходить так, як показано на малюнку 1, провідник виштовхується з проміжку між полюсами магніту. Якщо змінити напрям струму (мал.2), то провідник втягується у проміжок між полюсами магніту.
Змінити напрям руху провідника можна, змінивши напрям магнітних ліній поля (поміняти полюси магніту). Провідник також втягується у проміжок між полюсами магніту або виштовхується з проміжку між полюсами магніту .(мал.3,4).
1 Діти, про що свідчить перший дослід?
2 Чи залежить напрям сили, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом від напряму струму в провіднику?
3 Як залежить ця сила від розташування полюсів магніту?
Отже, сила дії магнітного поля на провідник зі струмом має певний напрям. Цю силу називають силою Ампера. ІІ напрям можна визначити за правилом лівої руки.
Правило лівої руки
Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 900 великий палець укаже напрямок сили Ампера.

1. Визначимо, від яких чинників і як залежить сила Ампера.
З’ясуємо залежність сили Ампера від:
1 сили струму;
2 магнітної індукції;
3 довжини провідника;
4 напряму магнітної індукції.
Обладнання: дротяний моток, штатив, джерело постійного струму, реостат, ключ, постійний магніт, з’єднувальні провідники.
Дослід 1. Дослідити залежність сили Ампера від сили струму в провіднику.
За допомогою даної експериментальної установки (джерело постійного струму реостат,ключ,постійний магніт,дротяний моток на штативі) проводимо декілька дослідів і робимо висновки.
Замкнемо електричне коло на декілька секунд. Ми спостерігаємо відхилення котушки від первинного положення. Дослід повторимо при різних значеннях сили струму, яка змінюється за допомогою реостата.
Висновок: (спочатку роблять учні) Дротяний моток відхиляється на більший кут, якщо збільшити силу струму. А тому виходить, що сила Ампера збільшується із збільшенням сили струму в провіднику.
Дослід 2. Дослідити залежність сили Ампера від магнітної індукції.
Спостерігаємо відхилення котушки від первинного положення спочатку при одному, а потім при двох магнітах.
Зробіть висновок про залежність сили магнітної взаємодії від індукції магнітного поля.
Висновок: Сила магнітної взаємодії збільшується із збільшенням індукції магнітного поля.
Дослід 3. Дослідити залежність сили Ампера від напряму магнітного поля.
Змінимо відносне розташування мотка і магніта та вкажемо напрям магнітного поля, напрям струму і передбачуваний рух мотка відносно магніта.
Висновок: Якщо напрям магнітної індукції перпендикулярний площі витка, то відхилення максимальне, паралельний – відхилення витка не спостерігається.
Дослід 4. Дослідити залежність сили Ампера від довжини провідника.
Спостерігаємо відхилення від первинного положення спочатку однієї котушки, а потім двох котушок, в однаковому магнітному полі.
Зробіть висновки про залежність сили магнітної взаємодії від довжини провідника зі струмом у магнітному полі.
Висновок: Сила магнітної взаємодії збільшується із збільшенням довжини провідника.
Підводимо підсумок: Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, прямо пропорційна силі струму, магнітній індукції, активній довжині провідника і залежить від кута між напрямом струму і напрямом ліній магнітної індукції.

Сила Ампера є максимальною, якщо провідник розташований перпендикулярно до магнітних ліній, і дорівнює нулю, якщо провідник розташований паралельно магнітним лініям.
Завдання.
За допомогою сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі, поясніть притягання та відштовхування двох паралельно розташованих провідників зі струмом (див. слайд).
У результаті дії сили Ампера рамка зі струмом може обертатися в магнітному полі. Явище обертання рамки зі струмом у магнітному полі використовують у роботі електродвигунів.

IV. Закріплення нового матеріалу.
1. Перевірити,чи правильно вказано напрямок дії сили Ампера?(див.слайд)
2.Тестові завдання: (завдання розв’язуємо разом з класом і відразу перевіряємо відповідь)
1. Як зміниться сила Ампера, що діє на провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при збільшенні індукції магнітного поля в 2 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції.
а) зменшиться в 4 рази; в) збільшиться в 4 рази;
б) збільшиться в 2 рази; г) зменшиться в 2 рази.
2. Як зміниться сила Ампера, що діє на прямолінійний провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при зменшенні сили струму в провіднику в 3 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції.
а) зменшиться в 3 рази; в) збільшиться в 9 разів;
б) збільшиться в 3 рази; г) зменшиться в 9 разів.
3. Як зміниться сила Ампера, що діє на прямолінійний провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при збільшенні сили струму в провіднику в 2 рази та зменшенні довжини провідника в 2 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції.
а) зменшиться в 2 рази; в) не зміниться;
б) збільшиться в 4 рази; г) зменшиться в 4 рази.

Розв’язування задач.
Задача 1. Провідник зі струмом силою 14 А вміщений у магнітне поле з індукцією 0,5 Тл. З якою силою діє поле на провідник довжиною 50 см, розміщений під кутом 900 до вектора магнітної індукції? Чому дорівнює сила, коли напрям струму утворює з напрямом вектора індукції кут 300? Чому дорівнює сила, коли провідник зі струмом розміщений вздовж ліній магнітної індукції поля?
Задача 2. В однорідному магнітному полі з індукцією 0,8 Тл на прямий провідник зі струмом 30А, довжина активної частини якого10см, діє сила 1,5Н. Під яким кутом до вектора індукції розташований провідник?
Задача 3. Сила струму в горизонтально розташованому провіднику завдовжки 20 см і масою 4 г дорівнює 10 А. Знайти індукцію магнітного поля, в яке потрібно помістити провідник, щоб сила тяжіння урівноважилася силою Ампера. Провідник розташований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля.
Задача 4. Яку роботу виконує однорідне магнітне поле з індукцією 15мТл під час переміщення провідника довжиною 2м зі струмом 10А на відстань 20см у напрямі дії сили? Провідник розташований під кутом 300 до ліній індукції магнітного поля.
V. Підсумок уроку.
VІ. Домашнє завдання. В. Г. Бар’яхтара «Фізика 9» . Вивчити $3-4. Розвязати вправу 4.

Предмети: Фізика

Класи: 9 клас