Обобщающий урок по теме: «Электромагнитное поле» в 11 классе проводится с элементами игры:

а) четыре группы экспериментаторов готовят демонстрационные эксперименты подтверждающие существование электрических и магнитных полей.

б) трём учащимся (инженерам) предложены формулы для раскрытия свойств электромагнитных полей. В то время как инженеры выполняют задания, группа исследователей подтверждает существование электромагнитных полей согласно данному плану, физические величины, описывающие поля.

в) группа теоретиков подтверждает реальность существования поля о том, как учащиеся усвоили понятия электрического, магнитного и электромагнитного полей показывают тестовые задания.

г) эксперты оценивают работу учащихся.

Данный урок включает в себя блоки:

1. Основные вопросы теории используются как наглядные вопросы с использованием мультимедийного проектора.

2. Разработка урока.

3. Дидактический – раздаточный материал используется во второй части урока.

4. Проведение эксперимента с использованием физического оборудования.

5. Контроль усвоения знаний - тестовые задания.

Тема: Электромагнитное поле.

Цели урока:

Обучающие:

- выяснение общих и особенных свойств электрических и

магнитных полей;

- приобретение опыта выдвижения гипотез для объяснения известных

фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез.

Воспитательные:

• показ значения теории;

• формирование научного мировоззрения учащихся путём

ознакомления со вторым видом материи.

Развивающие:

• развитие самостоятельности школьников и умения анализировать

факты;

• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе экспериментальных исследований.

Формировать у учащихся такие группы компетентностей:

• социальные (умение использовать собственный опыт);

• поликультурные (осуществление работы в команде, обучение взаимодействия учеников);

• саморазвития и самообразование (развивать готовность и потребность учиться)

Тип урока: обобщающий с элементами игры

Оборудование: стеклянная палочка, линза, электроскоп, длинная

деревянная палочка, источник тока, ключ, лампочка,

реостат на 6 Ом, виток на двух проводах, дугообразный

магний, магнитная стрелка, соединительные провода,

набор «Трансформатор универсальный», лампа дневного

света, ВИ – 100, школьный УКВ генератор и приёмник,

универсальный школьный выпрямитель, индикатор.

Ход урока:

І Актуализация знаний учащихся

1. Сообщение задач урока.

2. Сообщение плана урока с целью создания мотивации учебной деятельности. Заранее были созданы 4 группы учащихся (экспериментаторы), подготовивших демонстрационные эксперименты, подтверждающие существование электрических и магнитных полей.

3. Вступительное слово учителя

ІІ Совершенствование знаний и умений учащихся

1. Работа у доски по карточкам

Вызываются 3 учащихся (инженеры). Им предложены формулы для

раскрытия свойств электрических и магнитных полей.

Карточка № 1

Электростатическое поле

1. Что выражает формула:

q₁ + q₂ + q₃ + …. = 0 (закон сохранения электрических зарядов)

→ →

2. Запишите формулу напряженности электрического поля (E = F/q;

E = k|q₀| /ɛR² )

3. Что показывает принцип суперпозиции полей?

→ → → →

Е = Е₁ + Е₂ + Е₃ + …. (независимость поля от присутствия

других полей)

4.Для каких зарядов справедлив закон Кулона?

(F = k |q₁| |q₂| /ɛR² ) (для точечных)

5. Чем будет отличаться эта формула для взаимодействия зарядов в

вакууме? (ɛ = 1)

6. Запишите силовую и энергетическую характеристику электрического поля.

→ →

(Е = F / q; φ = А / q; (F = k |q₁| |q₂| /ɛR² )

Карточка № 2

Магнитное поле

1. Назовите свойства магнитного поля (действует на заряд и проводник с током)

2. Выбери из приведенных формул подтверждение этому

(F_л = qνВ sin α, F_А = B|I| _∆ ℓ sin α, Е = F / q)

3. Как называется величина, выраженная формулой В = F_m / I_∆ ℓ ?

(модуль вектора магнитной индукции)

4. На какой характер поля указывает эта формула А ≠ 0 (вихревое поле)

5. Чему равна энергия магнитного поля?

(W = LI² / 2)

Карточка № 3

Индукционное электрическое поле

1. φ = BS cos α От чего зависит магнитный поток?

2. При каком условии магнитный поток максимален? (угол α = 0)

3. Какой формулой описывается закон Фарадея? (ε _и = - _∆ φ / _∆t)

4.ε _c = - L _∆ I / _∆t Что обозначено буквой L? (коэффициент самоиндукции)

5.L = μ μ₀ N²S / ℓ От чего зависит L?

2. Иллюстрация опытов подтверждающих существование полей.

В то время, как инженеры выполняют задания, группа исследователей у доски иллюстрирует опыты, подтверждающие существование электрических и магнитных полей по плану:

1. источник поля

2. его индикатор

3. свойства

4. графическое изображение поля

5. физические величины, описывающие поле

І Электростатическое поле.

Экспериментатор.

Демонстрация опытов:

а) подносим наэлектризованную палочку к электроскопу, не касаясь его,

к струе воды, к длинной деревянной палочке, уравновешенной на собирающей линзе.

б) свечение лампы дневного света, помещенной между электродами

высоковольтного индуктора - 100.

Теоретик подтверждает реальность существования поля, делает вывод:

Электростатическое поле образуется вокруг заряженных тел, частиц. Определяется по действию на неподвижные заряды. В лампе дневного света ионизированные пары ртути разгоняются в электрическом поле, сталкиваются с люминесцентным веществом лампы, вызывая его свечение.

Показывает силовые линии поля. (Силовые линии начинаются на + q и заканчиваются на - q)

_

+ _ +

II Магнитное поле

Оборудование: источник тока, ключ, лампочка, реостат на 6 Ом, виток

на двух проводах, дугообразный магнит, магнитная

стрелка, проводник, соединительные провода.

Экспериментатор.

Демонстрация опытов:

а) Поднесем проводник к магнитной стрелке и замкнем ключом цепь

(стрелка ориентируется).

б) Наблюдаем взаимодействие рамки проводника с током с магнитными

полюсами (рамка притягивается, отталкивается, ориентируется).

Теоретик подтверждает реальность существования поля, делает вывод:

Магнитное поле порождается движущимися зарядами, токами, действует на движущиеся заряды, проводник с током. Оказывает ориентирующее действие на магнитную стрелку и рамку с током. Это поле имеет вихревой характер.

III Индукционное электрическое поле

Оборудование: набор «Трансформатор универсальный»

Экспериментатор.

Демонстрация индуктивных действий переменного тока. На сердечник трансформатора надеваем катушку 120/220 В и устанавливаем вертикальное ярмо. На ярмо поочередно надеваем медное кольцо, затем алюминиевое. Отталкивание колец, которое наблюдается при включении тока, объясняется тем, что индукционный ток в кольце и ток в катушке противоположны друг другу. Включив ток в катушку, медленно подносим плоскую катушку с лампочкой. Под действием индукционного тока лампочка загорается.

Теоретик подтверждает реальность существования поля, делает вывод:

Источником индукционного электрического тока является имеющееся магнитное поле, возникающее в первичной обмотке и действующее на неподвижные заряды во вторичной обмотке, кольце. Порождается вихревое поле.

IV Электромагнитное поле

Оборудование: школьный УКВ генератор и приемник, универсальный

школьный выпрямитель, индикатор.

Экспериментатор.

Демонстрация опытов:

а) включаем генератор, подключив к нему соответствующее напряжение,

настраиваем линию, перемещая поочередно индикаторы тока.

б) Убеждаемся в том, что в длинной линии устанавливаются

электромагнитные колебания. В результате чего энергия

электромагнитного поля превращается в энергию света.

Теоретик подтверждает реальность существования поля, делает вывод:

Источником электромагнитного поля является любой движущийся заряд с ускорением.

Длинная линия представляет собой открытый колебательный контур, который излучает электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве. Индикатор, пронесенный вдоль этой линии, обнаруживает электромагнитное поле, энергия которого заставляет светиться лампочку. (Действие электромагнитного поля на неподвижные и движущиеся электрические заряды)

Вывод: Путем наблюдения, осмысливания, установления

закономерностей, описывающих данные явления, делаем

теоретические выводы, на основании которых можно говорить о

практическом применении.

III Контроль знаний

Самостоятельная работа учащихся по тестам.

Тестовые задания

1. Индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре, если:

а) …контур находится в однородном магнитном поле;

б) …контур движется поступательно в однородном магнитном поле;

в) …изменяется магнитный поток, пронизывающий контур.

2. При изменении магнитного поля, возникает…

а) …электростатическое поле

б) …вихревое электрическое поле

в) …индукционный электрический ток.

3. Вихревое электрическое поле возникает при…

а) …прохождении постоянного тока по замкнутому контуру;

б) … всяком изменении магнитного поля;

в) …взаимодействии двух электрических токов.

4. Линии магнитной индукции отличаются от линии напряжённости

электростатического поля тем, что они…

а) …замкнуты;

б) …начинаются на северном полюсе магнита;

в) …заканчиваются на южном полюсе магнита

5. Кто первым высказал гипотезу о существовании электрических и

магнитных полей как физической реальности?

а) Х. Эрстед;

б) М. Фарадей;

в) Д. Максвелл;

г) Г. Герц.

6. Как называется явление возникновения электрического тока в

замкнутом контуре при изменении магнитного потока через контур?

а) электростатическая индукция;

б) явление намагничивания;

в) электромагнитная индукция.

7. Каким образом осуществляется передача электрической энергии из

первичной обмотки трансформатора во вторичную обмотку?

а) через провода, соединяющие обмотки трансформатора;

б) с помощью электромагнитных волн;

в) путем возникновения электромагнитной индукции.

8. Силовой характеристикой электромагнитного поля является…

а) …вектор магнитной индукции;

б) …магнитный поток;

в) …сила Лоренца.

9. Магнитное поле создается:

а) неподвижной заряженной частицей;

б) проводником с током;

в) нейтральной движущейся частицей.

10. Какая физическая величина является силовой характеристикой

электрического поля?

а) разность потенциалов;

б) напряженность.

11. При натирании стеклянной палочки о шёлк она получает

дополнительный заряд. При этом…

а) …электроны переходят со стекла на шёлк;

б) …электроны переходят с шёлка на стекло;

в) …протоны переходят со стекла на шёлк;

г) …протоны переходят с шёлка на стекло.

12. Электростатическое поле создают заряды, которые в выбранной

системе отсчёта …

а) …движутся по окружности;

б) …колеблются;

в) …неподвижны;

г) …движутся равноускоренно.

13. Взаимодействие между неподвижными заряженными частицами

осуществляется с помощью…

а) …магнитного поля;

б) …электростатического поля;

в) …конвекционных потоков воздуха;

г) …перераспределения элементарных зарядов между ними.

14. Основной характеристикой электростатического поля является

силовое действие на …

а) …заряженные частицы;

б) …магнитные полюса постоянных магнитов;

в) …молекулы идеального газа;

г) …нейтроны.

IV Подведение итогов.

1. Выступление экспертов.

2. Выставление оценок.

V Задание на дом.

Лист автора

к работе предназначенной для публикации

Издательской группой «Основа»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. С. Е. Каменецкий, И. Г. Пустильник Электродинамика в курсе физики

средней школы М.: «Просвещение», 1978 г.

2. В. Н. Мощанский Формирование мировозрения учащихся при

изучении физики М.: «Просвещение», 1989 г.

3. И. П. Федотов, И. Д. Кулина Изучение электромагнетизма в курсе

средней школы М.: «Просвещение», 1978 г.

Как я формирую понятие электромагнитного поля

Формирование у учащихся такого сложного понятия, как понятие электромагнитного поля, требует длительной и кропотливой работы. Первоначально необходимо изучить составные части единого электромагнитного поля - электрическое и магнитное поля, рассмотреть их взаимосвязь и взаимопревращаемости.

В 8 классе изучаются некоторые электрические и магнитные явления. Первоначальные представления об электромагнитном поле формируется у учащихся в основном при эксперименте.

В 10 классе складывается более полное понятие электростатического, стационарного и магнитного полей. И в 11 классе на основании понятия о взаимодействии тел и взаимопревращаемости некоторых явлений вводится понятие электромагнитного поля, как результат единства явлений, в которых электрическое и магнитное поля являются частным случаем электромагнитного поля.

Для запоминания учащимися понятия электромагнитного поля и свойств, при изучении всех видов полей, я придерживаюсь такой систематизации:

1. источник поля,

2. определения,

3. свойства с последующим их раскрытием,

4. практическое применение и их учет.

Такой подход при изучении полей позволяет формировать у учащихся умение описывать и объяснять физические явления, применять алгоритм. Развивать способности и умения учащимися самостоятельно добывать знания, систематизировать и применять на практике.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ

1. Электрическое (электростатическое поле) - особая форма материи, объективная реальность неразрывно связанная с электрическим зарядом. Это поле охватывает заряд, образующий его, передающий воздействие одного неподвижного электрического заряда на другой неподвижный заряд в соответствии с законом Кулона с течением времени.

Свойства электростатического поля:

1) Образуется вокруг неподвижного заряда.

2) Электростатическое поле действует только на электрические заряды с некоторой силой (F = k |g1| |g2| / R)

3) Убывает с удалением заряда (1/ R²)

4) Силовой характеристикой электрического поля является напряженность поля E, а энергетической - потенциал ...φ

5) Электрическое поле обладает энергией.

6) Электрическое поле потенциально. Поэтому работа при перенесении зарядов по замкнутому контуру равна 0.

2. Стационарное электрическое поле – особая форма материи, объективная реальность, возникает вокруг подвижного заряда или проводника с током, порождает магнитное поле.

Свойства стационарного электрического поля:

1) Обладает напряженностью E, убывает с расстоянием от источника поля.

2) Действует на движущийся аряд с некоторой силой.

3) Простирается со скоростью света вдоль поверхности проводника.

4) Порождает магнитное поле, обладает тепловым, химическим и механическим действием.

3. Магнитное поле - особая форма материи, объективная реальность, возникающая вокруг движущихся зарядов.

Свойства магнитного поля:

1) Действует только на движущиеся заряды, проводники с током.

2) Оказывает ориентирующие действие на магнитную стрелку или рамку с током.

3) Убывает с удалением от проводника с током.

4) Магнитное поле обладает энергией.

5) Магнитное поле носит вихревой характер и работа при перемещении зарядов по замкнутому контуру равна 0.

6) Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В.

4. Индукционное электрическое поле - особая форма материи, объективная реальность, возникающая при всяком изменении магнитного поля.

Свойства индукционного поля:

1) Действует на движущиеся и неподвижные заряды.

2) Обладает энергией.

3) Убывает при удалении от источника поля.

5. Электромагнитное поле - объективная реальность, особая форма материи, представляющая совокупность изменяющихся со временем электрического и магнитного полей.

Свойства электромагнитного поля:

1) Порождается любым движущимся электрическим зарядом движущимся с ускорением и действует на движущиеся и неподвижные заряды.

2)Простирается со скоростью света по всем направлениям в пространстве.

3) Электромагнитное поле обладает энергией, которая постирается в направлении вектора напряженности электрического поля Е, то есть перпендикулярно вектору магнитной индукции магнитного поля В и убывает с удалением от источника (1/R²).

4) Электромагнитное поле имеет вихревой характер, его работа по замкнутому контуру не равна 0.