Євстаф'єв Д. | Порівняння електричного і магнітного полів. 11 клас | Журнал «Фізика» № 24 за 2008 рік

1. спецвипуск Д. Г. Євстаф'єв, МОУ Прітокская ЗОШ, п. Романовський, Олександрівський район, Оренбурзька обл.

спецвипуск

Д. Г. Євстаф'єв,
МОУ Прітокская ЗОШ, п. Романовський, Олександрівський район, Оренбурзька обл.

Наши партнеры ArtmMisto

Методичні рекомендації. Урок проводиться після вивчення теми «Магнітне поле». Основний методичний прийом - виділення спільних і відмінних рис електричного і магнітного полів із заповненням таблиці. Передбачається досить розвинене діалектичне мислення, в іншому випадку доведеться робити відступу філософського характеру. Порівняння електричного і магнітного полів підводить учнів до висновку про їх взаємозв'язку, на чому заснована наступна тема - «Електромагнітна індукція».

зміст уроку

Фізика і філософія розглядають матерію як основу всього сущого, яка існує в різних формах. Вона може бути зосереджена в межах обмеженій області простору (локалізована), але може бути, навпаки, делокалізованних. Першому станом можна поставити у відповідність поняття речовина, другого - поняття поле. Поряд зі специфічними фізичними характеристиками ці стани мають і загальні. Наприклад, є енергія одиниці об'єму речовини і є енергія одиниці об'єму поля. Властивості матерії невичерпні, процес пізнання нескінченний. Тому всі фізичні поняття треба розглядати в розвитку. Так, наприклад, сучасна фізика на відміну від класичної не проводить суворої кордону між полем і речовиною. У сучасній фізиці поле і речовина взаємно перетворюються: речовина переходить в поле, а поле переходить в речовину. Але не будемо забігати вперед, а згадаємо класифікацію форм матерії. Звернемося до схеми на дошці.

Спробуйте за схемою скласти коротку розповідь про форми існування матерії. (Після відповідей учнів вчитель нагадує, що слід наслідком цього є схожість характеристик гравітаційних ційного і електричного полів, яке було виявити ле но на попередніх уроках по темі «Електричне поле».) Напрошується висновок: якщо є схожість між грави тационная і електричним полями, то має бути воно і між полями електричним і магнітним. Порівняймо властивості і характеристики полів у вигляді таблиці, аналогічної тій, яку ми робили при порівнянні гравітаційного і електричного полів.

Електричне поле

Магнітне поле

джерела поля

Електрично заряджені тіла рухаються електрично заряджені тіла (електричні струми)

індикатори поля

Дрібні листочки паперу.
Електрична гільза.
Електричний «султан» Металеві тирсу.
Замкнутий контур з струмом.
магнітна стрілка

досвідчені факти

Досліди Кулона по взаємодії електрично заряджених тіл

Досліди Ампера по взаємодії провідників зі струмом

графічна характеристика

Лінії напруженості електричного поля в разі нерухомих зарядів мають початок і кінець (потенційне поле); можуть бути візуалізовані (кристали хініну в маслі) Лінії індукції магнітного поля завжди замкнені (вихровий поле); можуть бути візуалізовані (металеві тирса)

силова характеристика

Вектор напруженості електричного поля E.

величина:

напрямок:

Вектор індукції магнітного поля В.
Величина:.

напрямок визначається правилом лівої руки

енергетична характеристика

Робота електричного поля нерухомих зарядів (кулоновcкой сили) дорівнює нулю при обході замкнутої траєкторії
Робота магнітного поля (сили Лоренца) завжди дорівнює нулю

Дія поля на заряджену частинку

Сила завжди відмінна від нуля:
F = qE Сила залежить від швидкості руху частинки: не діє, якщо частка покоїться, а також якщо Речовина і поле.

висновок

1. Під час обговорення джерел поля для підвищення інтересу до предмета добре порівняти два природних каменю: бурштин і магніт.

Янтар - теплий камінь дивовижної краси - володіє незвичайним, що розташовує до філософського побудов властивістю: він може приваблювати! Будучи натертим, він притягує порошинки, нитки, шматочки паперу (папірусу). Саме по цій властивості йому і давали назви в давнину. Так, греки називали його електроном - притягає; римляни - харпаксом - грабіжником, а перси - кавубой, тобто здатним притягувати полову. Його вважали магічним, лікарським, косметичним ...

Таким же таємничим і корисним вважали відомий тисячі років інший камінь - магніт. У різних країнах магніт називали по-різному, але бо 1льшая частина цих назв перекладається як люблячий. Так поетично стародавні відзначили властивість шматків магніту притягувати залізо.

З моєї точки зору, ці два особливих каменю можна розглядати як перші вивчені природні джерела електричного і магнітного полів.

2. Під час обговорення індикаторів полів корисно одночасно продемонструвати за допомогою учнів взаємодія наелектризованої ебонітовою палички з електричної гільзою і постійного магніту із замкнутим контуром зі струмом.

3. Візуалізацію силових ліній краще продемонструвати, використовуючи проекцію на екран.

4. Розподіл діелектриків на електрети і сегнетоелектрики - додатковий матеріал. Електрети - це діелектрики, які тривалий час зберігають поляризацію під час відсутності зовнішнього електричного поля і створюють власне електричне поле. У цьому сенсі електрети подібні постійним магнітів, що створює магнітне поле. А адже це ще одна схожість з жорсткими феромагнетиками!

Сегнетоелектрики - кристали, що володіють (в деякому температурному інтервалі) спонтанною поляризацією. При зменшенні напруженості зовнішнього поля индуцированная поляризація частково зберігається. Для них характерна наявність граничної температури - точки Кюрі, при якій сегнетоелектрік стає звичайним діелектриком. Знову схожість з феромагнетиками!

Після роботи з таблицею колективно обговорюються виявлені подібності та відмінності. Подібність лежить в основі єдиної картини світу, відмінності пояснюються поки на рівні різної організації матерії, краще сказати - ступеня організації матерії. Одне те, що магнітне поле виявляється тільки близько рухомих електричних зарядів (на відміну від електричного), дозволяє передбачити більш складні методи опису поля, більш складний математичний апарат, застосовуваний для характеристик поля.

Після підведення підсумків уроку можна рекомендувати додаткову літературу, а в якості домашнього завдання - подумати про порівняльну характеристику трьох полів: гравітаційного, електричного і магнітного.

Стаття підготовлена ​​за підтримки компанії «Вертикаль». Гарна реклама забезпечить популярність Вашої продукції і підніме продажу. Рекламне агентство «ВЕРТИКАЛЬ» пропонує широкий спектр послуг з виготовлення та розповсюдження вашої реклами. Перейшовши за посиланням: « реклама в ліфтах », Ви зможете, не витративши багато часу, більш детальну інформацію про ціни і акціях, що діють на даний момент.

Дмитро Георгійович Євстаф'єв - потомствений учитель фізики (батько, Георгій Севостьяновіч, учасник Великої Вітчизняної війни, багато років пропрацював в Добринської ЗОШ, поєднуючи викладання з обов'язками директора школи), закінчив в 1978 р фізмат Оренбурзького ДПІ ім. В.П.Чкалова за фахом «Фізика», педагогічний стаж 41 рік. З 1965 р працює в МОУ Прітокская ЗОШ, кілька років був її директором. Був тричі нагороджений почесними грамотами Оренбурзького обл воно. Педагогічне кредо: «Не задовольнятися досягнутим!» Багато його випускники закінчили технічні вузи. Разом з дружиною виховали п'ятьох дітей, троє працюють в школах Оренбуржжя, двоє навчаються на історичному і філологічному факультетах Оренбурзького ГПУ. Син Сергій - переможець Всеукраїнського конкурсу «Кращі вчителі Росії» 2006 року, учитель інформатики, працює в райцентрі - селищі Новосергиевка. Хобі - бджільництво.