Урок 35. Електромагнітна індукція

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
         1. Електромагнітна індукція.
         2. Досліди М.Фарадея.
         3. Напрям індукційного струму.
         4. Закон електромагнітної індукції.

Напрям індукційного струму

На досліді можна впевнитися, що індукційний струм змінює свій напрям залежно від того, збільшується чи зменшується магнітний потік, а також залежно від того, в який бік направлені лінії магнітної індукції. Користуючись законом збереження енергії, російський фізик Емілій Ленц запропонував правило, за яким визначається напрям індукційного струму.

Правило Ленца: у замкнутому контурі індукційний струм має такий напрям, що створений ним магнітний потік через площу, обмежену контуром, прагне скомпенсувати ту зміну магнітного потоку, яка викликала даний струм.

Застосування правила Ленца:

1. Встановити напрям магнітної індукції зовнішнього магнітного поля.

2. З’ясувати, збільшується чи зменшується потік магнітної індукції цього поля через площу контуру.

3. Встановити напрям ліній магнітної індукції магнітного поля індукційного струму.

4. За правилом правої руки, встановити напрям індукційного струму.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник (Кор.): опрацювати  §§33 - 37.

 2. Вправа 16 (1,2).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відеоматеріали >>>

Відео "Електромвгнітна індукція" >>>

Лабораторія електромагнетизму >>>

Урок 34. Розв'язування задач

НА УРОЦІ РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ 
 1. Провідник, сила струму в якому дорівнює 15 А, знаходиться в однорідному магнітному полі з індукцією 50 мТл. Який кут утворює з напрямом вектора магнітної індукції прямолінійна ділянка провідника довжиною 20 см, якщо на цю ділянку діє з боку магнітного поля сила 75мН?
 2. Яка сила діє на електрон, що рухається зі швидкістю 60 000 км/с в однорідному магнітному полі з індукцією 0,15 Тл? Електрон рухається перпендикулярно до ліній магнітної індукції поля.
3. Яка сила діє на протон, що рухається зі швидкістю 2 • 10⁶ м/с в однорідному магнітному полі з індукцією 0,1 Тл? Протон рухається під кутом 60° до ліній магнітної індукції поля.
4. Прямокутна рамка зі струмом знаходиться в однорідному магнітному полі. Як потрібно повернути рамку, щоб на неї діяв якнайбільший обертаючий момент?

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): повторити §§25-28,  вправа 15

Урок 33. Магнітні властивості речовини

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
     НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1. Магнітні властивості речовини.
 2. Діа-, пара- і феромагнетики.
 3. Застосування магнітних матеріалів.
 4. Магнітний запис інформації.
 5. Вплив магнітного поля на живі організми.

ВИКОНАЛИ ЛР №4 "Дослідження магнітних властивостей речовини".

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (Кор.): опрацювати §§30 - 32.
ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Відеоматеріали >>>

КОНСПЕКТ

   Залежно від значення відносної магнітної проникності всі речовини можна розділити на дві групи:

1) діамагнетики, для яких μ трохи менше за одиницю (μ < 1);

2) парамагнетики, для яких ц більше за одиницю (μ > 1).

Наприклад, вісмут (μ = 0,999824), мідь (μ = 0,999912), вода (μ = 0,999991), вольфрам (μ = 1,000175), кисень (μ = 1,000017), ебоніт (μ = 1,000014).

Відповідно до різних значень ц речовини по-різному поводяться в магнітному полі.

   Діамагнетики — речовини, що намагнічуються проти напрямку зовнішнього магнітного поля.

За відсутності зовнішнього магнітного поля діамагнетики немагнітні. Під дією зовнішнього магнітного поля кожний атом діамагнетика набуває магнітного моменту, пропорційного магнітній індукції В, й напрямлений назустріч полю. Діамагнетики, які вносять у магнітне поле, послабляють це поле. Це ослаблення можна пояснити виникненням у діамагнетику внутрішнього магнітного поля, напрямленого проти зовнішнього магнітного поля.

   Парамагнетики — речовини, які намагнічуються в зовнішньому магнітному полі в напрямку зовнішнього магнітного поля. Парамагнетики належать до слабомагнітних речовин.

Атоми (молекули або іони) парамагнетика мають свої магнітні моменти, які під дією зовнішніх полів орієнтуються за полем й тим самим створюють результуюче поле, що перевищує зовнішнє. Парамагнетики втягуються в магнітне поле. За відсутності зовнішнього магнітного поля парамагнетик не намагнічений, оскільки через тепловий рух власні магнітні моменти атомів орієнтовані зовсім безладно.

 Феромагнетики

Феромагнетики зазвичай виділяють в окремий клас речовин з низки міркувань:

·       їхня магнітна проникність μ » 1;

·       μ у складний спосіб залежить від магнітної індукції намагнічувального поля;

·       феромагнітні властивості проявляються не в окремих атомах, а в кристалах у цілому;

·       за певної для даного феромагнетика температури феромагнітні властивості його зникають.

Ø  Феромагнетики — матеріали, що мають значну магнітну проникність.

До феромагнетиків належать залізо, кобальт, нікель, деякі сплави й хімічні сполуки.

Магнітна проникність феромагнетиків непостійна. Вона залежить від вектора магнітної індукції. Після вимикання зовнішнього магнітного поля феромагнетик залишається намагніченим, тобто створює магнітне поле в навколишньому просторі.

Упорядкована орієнтація елементарних струмів не зникає після вимикання зовнішнього магнітного поля. Завдяки цьому існують постійні магніти.

Необхідно звернути увагу учнів на те, що самі атоми феромагнітної речовини, будучи ізольованими один від одного, не проявляють ніяких феромагнітних властивостей.

    Феромагнітні властивості — властивості речовини, а не окремих ізольованих атомів.

Отже, для виникнення феромагнетизму в речовині необхідна особлива кристалічна структура феромагнітних тіл.

За температури, більшої за деяку певну для даного феромагнетика, феромагнітні властивості його зникають. Цю температуру називають температурою Кюрі.

Наприклад, температура Кюрі для заліза становить 753 °С, для нікелю — 365 °С , для кобальту — 1000 °С .

Легкі удари в торець сталевого стрижня, розташованого уздовж ліній індукції магнітного поля Землі, полегшують намагнічування стрижня. Сильні удари по постійному магніту можуть спричинити його розмагнічування.

Феромагнетики застосовують у різноманітних технічних пристроях: постійні магніти, ферити, порошкові магніти, магнітні підсилювачі, магнітний звукозапис, магнітна дефектоскопія, магнітні сепаратори.

Урок 32. Момент сил, що діє на прямокутну рамку зі струмом у магнітному полі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Момент сил, що діє на прямокутну рамку зі струмом у магнітному полі.
2. Принцип дії електродвигуна.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Вивчити за конспектом.
Вправа 15(3)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Інформація >>>

Відео: Електродвигун постійного струму >>>
Відео: Будова та принцип дії електродвигуна >>>

Урок 31. Дія магнітного поля на рухомі заряджені частинки

   НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Дія магнітного поля на провідник зі струмом.
2.  Сила Ампера.    

    Дія магнітного поля на провідник зі струмом обумовлена тим, що це поле діє на заряджені рухомі частинки в провіднику. Силу, що діє з боку магнітного поля на заряджену частинку, називають силою Лоренца на честь голландського фізика X. Лоренца, що вивчав рух заряджених частинок в електричному й магнітному полях.

Розрахунки показують, що модуль сили Лоренца  F = qvBsinα, 

де q — модуль заряду частинки, 

v — модуль її швидкості, В — модуль вектора магнітної індукції, α — кут між швидкістю частинки й вектором магнітної індукції.

     Напрямок сили Лоренца, що діє на позитивно заряджену частинку, визначають за допомогою правила лівої руки:

  якщо розкриту долоню лівої руки розташувати так, щоб вектор магнітної індукції входив у долоню, а чотири витягнутих пальці вказували напрямок швидкості позитивно зарядженої частинки, то відігнутий на 90° в площині долоні великий палець покаже напрямок сили, що діє на частинку.

     На рухому негативно заряджену частинку (наприклад, електрон) сила Лоренца діє в протилежному напрямку.

     Оскільки сила Лоренца спрямована перпендикулярно до швидкості частинки й вектора магнітної індукції, то робота сили Лоренца дорівнює нулю.

     Якщо швидкість матеріальної точки перпендикулярна до сили, що діє на неї, то ця точка рухається по колу. Виходить, електричний заряд у магнітному полі буде рухатися по колу. Слід підкреслити, що магнітна сила при цьому є доцентровою силою, так що 

 де R — радіус кола. Звідси 

     Таким чином,

     магнітне поле хоча й діє на частинку з деякою силою, не змінює кінетичну енергію частинки, але змінює тільки напрямок її руху.

   Дію магнітного поля на рухомий заряд широко використовують у сучасній техніці.

   Дію магнітного поля застосовують й у приладах, що дозволяють розділяти заряджені частинки за їхніми питомими зарядами (q/m). Знаючи радіус, за яким рухається частинка, і її швидкість, можна знайти питомий заряд частинки. Такі прилади одержали назву мас-спектрографів.

    Особливість руху частинок: те, що більш швидкі частинки рухаються по колу більшого радіуса, використовують під час прискорення заряджених частинок у циклотронах.

    Також силу Лоренца можна використати для визначення знака заряду й для досліджень у ядерній фізиці.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

  1. Підручник (Гонч.): § 29.
  2. Вправа 15.



ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Кінофрагмент "Сила Лоренца".


     2. Інтернет-урок "Дія магнітного поля на рухомий у ньому заряд" >>>

 3. Відео "Сила Лоренца".


4.  Інтернет-урок "Застосування сил Ампера і Лоренца в науці і техніці." >>>

Урок 30. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера

     НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Дія магнітного поля на провідник зі струмом.
2.  Сила Ампера.

     Сила Ампера: FA = IlBsinα.

 Напрямок сили Ампера визначається за правилом лівої руки: якщо розкриту долоню лівої руки розташувати так, щоб вектор магнітної індукції входив у долоню, а чотири витягнутих пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° в площині долоні великий палець покаже напрямок сили, що діє на провідник з боку магнітного поля.

   Значний практичний інтерес має дія магнітного поля на дротяну рамку зі струмом (саме цей ефект використовується у вимірювальних приладах магніто-електричної системи і в електродвигунах). У випадку рамки зі струмом, вертикально підвішеної між полюсами магніту, сили Ампера утворюють пару сил, яка обертає рамку. Найстійкіше положення рамки, коли її площина паралельна торцям магніту, а найнестійкіше — коли ця площина перпендикулярна до торців. 

  
 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: §§26 - 28 (Кор.); вправа 14.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відео >>>
2. Інтернет-урок "Дія магнітного поля на провідник зі струмом." >>>

Урок 29. Індукція магнітного поля. Потік магнітної індукції.

  НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Індукція магнітного поля.
2.  Потік магнітної індукції

     ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник (Кор.): §25; вправа 13.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Інформація + відео >>>

День працівників радіо, телебачення та зв`язку

16 листопада в Україні відзначають День працівників радіо, телебачення і зв'язку.

Саме цього дня 1924 року у Харкові почала роботу перша в Україні радіомовна станція. Харків став третім містом в СРСР, після Москви та Ленінграда, що мало радіомовну станцію. Відтоді працівники радіо відзначали цей день як професійне свято.

За радянських часів День працівників радіо, телебачення і зв’язку припадав на 7 травня (починаючи з 1945 року, коли відзначали 50-річчя винайдення радіо росіянином Олександром Поповим). 

А  11 листопада 1994 року був виданий Указ Президента України «Про День працівників радіо, телебачення та зв'язку».  З того часу 16 листопада  вважається днем працівників електронних мас-медіа України.

Урок 28. Магнітне поле струму.

 Починаємо вивчати тему

 "ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ПОЛЕ"

  (16 год)

 КОНТРОЛЬНА РОБОТА №3 - 21ГРУДНЯ!!!

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ

1. Електрична і магнітна взаємодії.

2. Взаємодія провідників зі струмом.

3. Магнітне поле струму.

4. Лінії магнітного поля прямого і колового струмів.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: §24 (Кор.)

 2. №№

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Інтернет-урок "Магнітне поле, його властивості" >>>

 2. Відео >>>
 3. Флеш-анімація "Взаємодія провідників зі струмом" >>>

Урок 27. Контрольна робота №2. Електричний струм

  НА УРОЦІ  ВИКОНАЛИ  КР №2. Електричний струм.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити §§16 - 23;  №№853, 855 (Р.)

Урок 26. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  РОЗ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ

1.Які носії електричного заряду створюють струм в електролітах?

а) електрони і позитивні іони  б) іони  в) електрони

2. Як називають процес утворення йонів?

А) іонізацією б) рекомбінацією в) молізацією

3.У яких випадках використовується дуговий розряд?

А) для зварювання металів б) для прожекторних ламп в) для плавлення металів

4.Щоє основними носіями електричного струму в напівпровідниках n-типу?А) електрони б) дірки в) електрони і дірки

5. Якою буквою позначають електрохімічний еквівалент речовини?А)k б) m в) M

6. В яких електронних приладах електронно-променева трубка є основним елементом ?

а) у телевізорах б) в осцилографах в) у дисплеях комп’ютера

7. Яка мінімальна кількість електрики може бути перенесена струмом у вакуумі?

8. Яка маса нікелю осяде на виробі, опущеному в електролітичну ванну, протягом 50 хвилин? Сила струму2 А.

9. При силі струму 1,6 А на катоді електролітичної ванни відклалася за 10 хвилин мідь масою 0,316 г. Визначити електрохімічний еквівалент міді ?

10  Для нікелювання деталі протягом двох годин через ванну пропускали струм25 А. Яка товщина шару нікелю, що виділився на деталі, якщо її площа 0,2м² ?

11. Для електролітичного отримання алюмінію через ванну пропускають струм силою 40 кА. Скільки потрібно часу для отримання 1 т алюмінію?

12. У ванні з мідним купоросом за 20 хвилин виділилось 1,98 г міді. Яка потужність витрачається на нагрівання електроліту? Опір електроліту 0,8 Ом. 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
Підготуватися до КР: §§16-23, переглянути розв'язані задачі.