Урок для 9 класса на тему "Электромагнитное поле"

Печеркина Светлана Викторовна – учитель физики МКОУ-СОШ № 4 ГО Богданович

Тема урока: Электромагнитное поле. 9-й класс 

Цели урока:

образовательные: изучить новое понятие “электромагнитное поле”; повторить ранее пройденные определения электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства; закрепить правила правой и левой руки с помощью упражнений.
воспитательные: воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки как самостоятельной работы, так и работы в коллективе, воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету.
развивающие: развивать способность быстро воспринимать информацию и выполнять необходимые задания; развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы.

Оборудование для урока: 

1. Штатив с муфтой  и лапкой, станиолевая гильза, эбонитовая (стеклянная) палочка, мех (шёлк).

2. ПК, мультимедийный проектор, мультимедийная презентация «Электромагнитное поле».

Ход урока.

Организационный момент.

Учитель: Цели нашего сегодняшнего урока: во-первых, повторить и обобщить знания по теме “Магнитное поле”, а во-вторых, познакомиться с новым видом материи – электромагнитным полем, определить условия его возникновения в пространстве, выявить его значение в нашей жизни (см. презентацию).

Повторение ранее пройденного учебного материала (в форме фронтального опроса).

Как в пространстве создаётся электрическое поле?

Чем в пространстве порождается магнитное поле?

Как магнитное поле изобразить графически?

Перечислите основные свойства силовых линий магнитного поля. 

Какое поле называется однородным, какое неоднородным?

Сформулируйте правило правой руки, правило левой руки.

Как рассчитать модуль вектора магнитной индукции?

Какое направление имеет вектор магнитной индукции?

Какая сила действует на проводник в магнитном поле?

Какая сила действует на заряженную частицу в магнитном поле? 

В чем заключается суть явления электромагнитной индукции?

А теперь выполним несколько упражнений. На доске   приведены четыре графических задачи. 

№ задания

Текст задания

Рисунок

Решение

1

Определить полюсы постоянного магнита и изобразить линии магнитной индукции поля (рис. 1).



Учитывая, что разноименные полюсы притягиваются, отвечаем, что слева – южный полюс, справа – северный.

2

Показать направление силовых линий магнитного поля рамки с током (рис. 2).



Ток в рамке – по часовой стрелке, нормаль – от нас, вектор В – по часовой стрелке.

3

В магнитное поле внесены 4 проводника с током. Каково направление силы, действующей на каждый проводник (рис. 3).



Идем слева-направо, пользуясь правилом левой руки, находим силу Ампера:

1.От нас;        2.На нас;

3.Вверх;

4. Вниз.

4

Определить знак заряда частицы (рис.4).



Пользуясь правилом левой руки, для силы Лоренца имеем:

1.Скорость частицы – вниз;

2.Сила Лоренца – направо;

3.Вектор В – от нас;

4.Частица имеет положительный заряд –протон.

Молодцы ребята! Вы хорошо усвоили материал. Переходим к изучению новой темы. Запишите, пожалуйста, тему урока “ Электромагнитное поле”.

 Объяснение нового материала.

При объяснении нового материала можно использовать видеоресурс Интернета по теме «Электромагнитное поле» - http://interneturok.ru/school/physics/9-klass/elektromagnitnye_yavleniya/elektromagnitnoe_pole (Автор видеоурока - Ерюткин Евгений Сергеевич, учитель физики высшей категории)

Или (при отсутствии Интернета) можно воспроизвести такой вариант объяснения нового материала.

Учитель: Ребята, мы повторили с вами свойства электрического и магнитного полей, и на примерах убедились, что они неразрывно связаны. В 8 классе вы узнали, что электрический ток порождает магнитное поле: в 1820 году Эрстед провел следующий опыт (опыт Эрстеда, магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током). А в этом году вы познакомились с явлением электромагнитной индукции, открытое 29 августа 1831года Фарадеем, выяснили, что магнитное поле само способно порождать электрический ток.

В этом же году в Англии родился Джеймс Клерк Максвелл, который сделал важнейшее научное открытие. Оно позволило более глубоко понять сущность явления электромагнитной индукции.

Давайте вспомним, что такое электрический ток? (Ребята отвечают) Правильно – это направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля. Получается, что в опытах Фарадея изменяющееся магнитное поле создает именно электрическое поле, под действием которого и возникает индукционный ток, а замкнутый проводник лишь индикатор, позволяющий обнаружить поле. 

К такому выводу пришел Максвелл в 1865 году. Он теоретически доказал, что 

Любое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению изменяющегося электрического поля, а всякое изменение со временем электрического поля порождает изменяющееся магнитное поле.

Отсюда следует вывод:

Порождающие друг друга изменяющиеся электрическое и магнитное поля образуют единое электромагнитное поле. 

Запишем это в тетрадях.

Важно понять, что это не совокупность электрического и магнитного полей, а единое целое, они не могут существовать друг без друга.

Как создать в пространстве электромагнитное поле?

Движущимся постоянным магнитом, изменяющимся во времени магнитным полем. Вокруг зарядов, движущихся с постоянной скоростью (например, вокруг проводника с постоянным током) создается постоянное магнитное поле. Но если электрические заряды движутся с ускорением, например, колеблются, то создаваемое ими электрическое поле периодически меняется. Изменяющееся во времени электрическое поле создает в пространстве переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает меняющееся электрическое и т.д. Запишем:

Источниками электромагнитного поля могут быть:

1.движущийся магнит; 

2.электрический заряд, движущийся с ускорением или колеблющийся.

Действительно, электрическое и магнитное поля возникают вокруг электрических зарядов, причем электрическое поле существует всегда, в любой системе отсчета, магнитное – в той, относительно которой заряды движутся, а электромагнитное – в системе отсчета, относительно которой заряды движутся с ускорением.

Переменное электрическое поле называется вихревым, его силовые линии замкнуты, подобно линиям индукции магнитного поля. Это отличает его от электростатического поля, которое существует вокруг неподвижных заряженных тел. Более подробно мы изучим эти понятия в 10–11 классах.

Электромагнитное поле может распространяться в пространстве в виде электромагнитных волн. Обнаружить их удалось лишь в 1886 году, спустя 22 года после открытия Максвелла, уже после его смерти (1879), немецкому физику Генриху Герцу. Опыты Герца блестяще подтвердили предсказания Максвелла.

Вопрос классу: «Влияет ли электромагнитное поле на живые организмы, в том числе на человека?»

Ответом  на этот вопрос будет сообщение учащегося «Влияние ЭМП на человека и окружающую среду»

Учащийся: В последнее время, в связи с широчайшим развитием электронных систем управления, связи и электроэнергетических объектов, возросло антропогенное электромагнитное загрязнение, которое возникает в результате изменений электромагнитных свойств среды. Это приводит не только к нарушению работы электронных систем, но и к изменениям в тонких клеточных и молекулярных биологических структурах. Известен случай полного нарушения движения поездов в Японии под влиянием воздействия внешних электромагнитных полей (далее ЭМП).  Другой пример - остановка сердца у человека с электростимулятором при попадании в зону работы самодельного радиопередатчика.  Под Ижевском  в двух бараках, построенных под опорами ЛЭП, среди длительно проживающих несколько сотен человек зафиксирована высокая смертность от рака, туберкулёза и сердечнососудистых  заболеваний. А в России миллионы километров высоковольтных линий. Кроме того, ЭМП влияют и на окружающую среду. 

(В это время проецируется слайд «Влияние ЭМП на человека и окружающую среду»)

Учитель: «Так как же человеку обезопасить себя от вредного влияния ЭМП? Для того чтобы выбрать эффективные способы защиты от ЭМП, необходимо выявить их природу, источники и свойства.  Так как ЭМП  состоит из электрического и магнитного полей, то выявим природу, источники, свойства и способы нейтрализации каждого».

Используя оборудование 1, ученик демонстрирует наличие электрического поля с помощью металлической гильзы и  наэлектризованной палочки из оргстекла. 

Учитель: «Хотя палочка не коснулась гильзы,  и та осталась незаряженной, мы видим их взаимодействие. Под действием  внешнего электрического поля свободные электроны металла приходят в движение, в результате чего на стороне обращённой к палочке образуется избыток электронов, а на противоположной их недостаток, т.е. внешнее электрическое поле вызовет появление в металле внутреннего электрического поля, которое: во-первых, противоположно внешнему. А во-вторых, будет возрастать до тех пор, пока поля не сравняются. Тогда внутри гильзы электрическое поле будет равно нулю».

Ученики делают вывод, что нейтрализовать электрическое поле можно поместив тело в металлический короб.

Учитель физики, демонстрируя слайд: «Но, если мы себя поместим внутрь металлического короба, будет ли нам удобна такая защита? Нет. Что же сделать, чтобы заряд на поверхности электроприборов не накапливался и не создавал электростатическое поле?»

Ученики делают вывод – Для защиты от электрического поля необходимо заземление.

Учитель: В результате проведенных исследований  мы с вами видим, что ЭМП окружает нас везде, где есть электроприборы и электричество.  А так как любое ЭМП характеризуется напряжённостями электрических  и магнитных полей, то и степень влияния ЭМП на биологические объекты различна и зависит:

-  диапазона частот;

-  режима действия;

-  напряженности поля;

-  продолжительности действия.

Закрепление пройденного материала.

Ответьте письменно на вопросы на карточках (по вариантам):

1 вариант

2 вариант

1. Что служит источником электромагнитного поля ?

1. Кем и когда была создана теория электромагнитного поля? 

2. Какое поле возникает вокруг электрона, если он покоится? 

2. Какое поле возникает вокруг электрона, если он движется с ускорением? 

3. Пластмассовую расчёску потёрли о ткань, и она зарядилась статическим электричеством. Какое поле можно обнаружить вокруг движущейся расчёски? 

3. Пластмассовую расчёску потёрли о ткань, и она зарядилась статическим электричеством. Какое поле можно обнаружить вокруг неподвижной расчёски? 

На сегодняшнем уроке вы познакомились с новым видом материи – электромагнитным полем, узнали, какими способами можно создать его в пространстве. Выяснили, чем отличаются вихревое электрическое и электростатическое поля. Закрепили пройденный материал, ответив на ряд вопросов и решив несколько задач.

Домашнее задание: 

1)§ 51, вопросы к нему (устно), упражнение [1].

2) Творческое задание. Приготовить мультимедийную презентацию по теме «Влияние ЭМП на человека и окружающую среду».

Оценки за урок.

Учитель: «Урок окончен, до свидания».

Список литературы:

Пёрышкин А.В. Физика. 9 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений / А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002. 

http://festival.1september.ru/articles/103177/

http://www.terver.ru/magnitnoe_pole.php

http://physics.kgsu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=217

http://interneturok.ru/





2