Изучение магнитных явлений в курсе физики средней школы
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
? включении обмотки электромагнита в цепь последний притягивает якорь и замыкает контакты 4, включая тем самым электродвигатель или другую нагрузку.
Программой предусмотрено выполнение лабораторной работы по сборке и испытанию электромагнита. В порядке индивидуальных заданий желающим учащимся можно предложить работы по сборке электромагнитного реле.
Рисунок 4
. ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
Помимо электромагнитов, в науке и технике широко применяют постоянные магниты, с которыми учащиеся частично уже знакомы. Важно показать процесс намагничивания стальных предметов магнитным полем электрического тока.
Для опыта берут стальной стержень (ножовочное полотно, напильник) и наматывают на него 20-30 витков изолированного провода. Пропускают по обмотке постоянный ток и, вынув стержень, обнаруживают его магнитные свойства. Проделывают аналогичные опыты с алюминиевым, медным, стеклянным и другими стержнями. Исследуя их, выясняют, что они не становятся магнитами. Можно намагнитить стальные опилки, насыпанные в пробирку. Пробирка ведет себя как магнит. После встряхивания опилок ее магнитные свойства исчезают.
Изучение магнитов завершают наблюдением магнитных линий, полученных с помощью железных опилок. Сопоставляя картину магнитных линий постоянного магнита и катушки с током, делают вывод об их схожести. Знакомят учащихся с гипотезой Ампера о молекулярных токах, кратко рассказывают об электронных представлениях о природе магнитных свойств вещества.
Земля, как известно учащимся, представляет собою естественный постоянный магнит. Происхождение земного магнетизма до сих пор является научной проблемой, полностью еще не решенной. Предполагается, что земной магнетизм связан с жидким ядром, в котором возможна циркуляция электрических токов. С помощью космических аппаратов исследуются магнитные поля других планет, что может пролить свет на происхождение магнитного поля небесных тел и Земли. Так, например, советские станции Венера установили, что собственное магнитное поле у Венеры отсутствует. Есть данные, что это единственная планета Солнечной системы, не имеющая собственного магнитного поля.
Стальные тела могут в поле Земли намагничиваться так же, как в магнитном поле катушки с током. В некоторых случаях это нежелательно. Примером может служить намагничивание кораблей в магнитном поле Земли. Во время Великой Отечественной войны такие корабли могли стать мишенью для магнитных мин, которые автоматически ориентировались в магнитном поле корабля. Советские ученые в короткий срок разработали надежный способ размагничивания кораблей и тем самым спасли многие корабли от гибели. Способ размагничивания состоял в том, что корпус окружался проводом, по которому пропускался ток нужного направления и силы, магнитное поле которого и размагничивало корабль.
магнитный поле физика школа
5. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Действие магнитного поля на проводник с током учащиеся уже наблюдали. Это явление лежит в основе действия многих технических устройств, и прежде всего - электродвигателей. Это обусловливает необходимость более детального изучения вопроса о действии магнитного поля на проводник с током. Для этой цели повторяют опыт с помощью установки, представленной на рисунке 2.
Горизонтальный участок провода располагают между полюсами дугообразного магнита. Выпрямитель или аккумулятор ставят так, чтобы всем учащимся было видно расположение полюсов источника тока.
При замыкании цепи наблюдают отклонение провода, при размыкании - возвращение его к положению равновесия.
Затем убирают магнит и снова замыкают и размыкают цепь. Провод остается неподвижным. Делают вывод: магнитное поле действует с некоторой силой на провод с током.
Затем рассматривают поворот витка (рамки) с током в магнитном поле, как показано на рисунке 5.
В качестве практического применения явления знакомят учащихся с устройством и принципом действия электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы. Для этого можно использовать плакаты и демонстрационный школьный гальванометр, а также действующую модель, подобную показанной на рисунке 6. При изготовлении модели на рамку размерами примерно 160X80 мм наматывают несколько десятков витков провода d = 0,2-0,3 мм в эмалевой изоляции. Начало и Конец провода закручивают спиралями а и Ь вокруг концов оси рамки, пропущенной через середины длинных сторон рамки и укрепленных в отверстиях стойки с и вертикальной панели d. Затем концы спиралей прикрепляют: один - к стойке с, другой - к панели d - и выводят к клеммам ki и ki. На ось рамки укрепляют стрелку е, а на панель, которая одновременно служит экраном фона, наклеивают шкалу с делениями. При демонстрации прибора около рамки на подставках располагают постоянные магниты подобно тому, как это показано на рисунке 7.
Рисунок 5 Рисунок 6
Рисунок 7
. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
Целесообразно начать урок с постановки перед учащимися вопроса, что они знают о применении электродвигателей в быту и технике. После выяснения чрезвычайно широкого их применения полезно поставить вопросы: А кто знает, на чем основана работа электродвигателей? Какое явление положено в основу их действия?
Далее учитель сообщает, что действие электродвигателей основ?/p>