Цели: ознакомить учащихся с действием магнитного поля на проводник с током, с проявлением действия силы Ампера; объяснить учащимся уст­ройство и принцип действия электродвигателя постоянного тока. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Демонстрации: движение проводника и рамки с током в магнитном поле; устройство и принцип действия электродвигателя постоянного тока.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка знаний

Первые 10 минут урока целесообразно посвятить проверке качества усвоения материала по теме «Постоянные магниты». Для письменной проверочной Работы можно предложить следующие варианты разноуровневых заданий:

Уровень 1

1.  Как взаимодействуют разноименные и одноименные полюсы магнитов?

2.  Можно ли разрезать магнит так, чтобы один из полученных магнитов имел только северный полюс, а другой - только южный?

Уровень 2

1.  Почему корпус компаса делают из меди, алюминия, пластмассы и дру­гих материалов, но не из железа?

2.   Почему стальные полосы и рельсы, лежащие на складах, через некото­рое время оказываются намагниченными?

Уровень 3    

1.  К южному полюсу магнита притянулись две булавки . Почему их свободные концы отталкиваются?

2.   Нарисуйте магнитное поле подковообразного магнита и укажите направление силовых линий.

III. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Действие магнитного поля на проводник с током.

2. Сила Ампера. Правило левой руки.

3. Рамка с током в магнитном поле.

4. Устройство электродвигателя постоянного тока.

5. Применение электродвигателей.

1.  Важнейшее проявление магнитного поля - это действие его на дви­жущиеся заряды. Для демонстрации этого явления собираем установку из дугообразного постоянного магнита и длинного гибкого провода, присое­диненного последовательно с реостатом к аккумулятору.  Горизонтальный участок провода располагают в магнит­ном поле магнита.

При замыкании цепи наблюдается отклонение провода, при размыкании -возвращение его к положению равновесия. Делается вывод; магнитное поле действует с некоторой силой на провод с током.

При изменении направления электрического тока в проводнике изменяется и направление движения проводника, а значит и действующей на него силы.

2. Сила Ампера. Направление действующей на проводник с током силы в магнитном поле (силы Ампера) можно определить, пользуясь правилом левой руки: руку располагают так, чтобы ладонь была обращена к се­верному полюсу магнита, а четыре пальца показывали направление тока в проводнике, тогда отставленный на 90° большой палец укажет направление действующей на проводник силы.

Сила Ампера тем больше, чем сильнее магнитное поле магнита, чем больше сила тока в проводнике, а также зависит от длины проводника и его расположения в магнитном поле.

3. В практике часто используют действие магнитного поля на рамку с то­ком. Поворот рамки учитель объясняет, приме­няя правило левой руки к каждому вертикальному участку рамки. При изме­нении направления тока в рамке она будет поворачиваться в обратном на­правлении. То же самое мы наблюдаем, поменяв местами полюсы магнита.

Пользуясь правилом левой руки, мы уже выяснили, что магнитное поле, действуя на вертикальные стороны рамки, вынуждает ее поворачиваться так, что ее плоскость располагается перпендикулярно силовым линиям по­ля. При этом по инерции рамка каждый раз проходит несколько дальше положения равновесия. Если в момент прохождения рамкой положения равновесия каждый раз изменять направление тока в ней, то она будет не­прерывно вращаться.

Наблюдая опыт, учащиеся должны отчетливо представлять, что враще­ние рамки происходит в результате действия магнитного поля на провод­ники с током, и что в этом процессе происходит превращение электриче­ской энергии в механическую. На рассмотренном явлении основано уст­ройство электродвигателей.

4. В электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков про­волоки. Магнитное поле, в котором вращается якорь такого двигателя, соз­дается сильным электромагнитом. Электромагнит питается током от того же источника, что и обмотка якоря.

Двигатели постоянного тока нашли особенно широкое применение в транспорте (электровозы, трамваи, троллейбусы).

Полезно будет рассказать о первом электродвигателе и его изобретателе -русском ученом Б. С. Якоби.

IV. Закрепление изученного

С целью закрепления материала в конце урока можно обсудить решения следующих качественных задач:

В троллейбусах установлены электродвигатели постоянного тока. Притягиваются или отталкиваются провода троллейбусной линии?

2. Два параллельных проводника, по которым текут токи в одном направ­лении, притягиваются. Почему же два параллельных электронных пучка от­талкиваются? Можно ли поставить опыт так, чтобы параллельные проводни­ки, по которым текут токи в одном направлении, тоже отталкивались?

Домашнее задание

§  56