Методика вивчення теми “МАГНІТНЕ ПОЛЕ”

Лекція 10

Методика вивчення теми “МАГНІТНЕ ПОЛЕ”

1. Науково-методичний аналіз змісту та структури теми

За своїм змістом і структурою тема займає проміжне положення в процесі формування фундаментального поняття електромагнітного поля. Вивчаючи матеріал теми, учні розширюють свої уявлення про фізичні поля, доповнюючи знання про електричне та гравітаційне поля новими знаннями про магнітне поле як окремий прояв поля електромагнітного. Початкові відомості про магнітне поле учні отримують при вивченні базового курсу фізики. У старшій школі ці знання розширюються, доповнюються кількісними характеристиками, законами і закономірностями, властивими для магнітного поля.

Зміст програмного матеріалу теми можна представити трьома групами питань:
1. Взаємодія струмів. Магнітна індукція. Магнітний потік.
2. Сила Ампера. Принцип дії вимірювальних приладів. Гучномовець. Сила Лоренца.
3. Магнітні властивості речовини. Феромагнетики. (Магнітна проникність. Магнітний запис інформації).

Системний зв’язок між цими групами показано на структурно-логічній схемі.

Тема побудована на основі принципу близькодії. Це дозволяє досягти розуміння учнями того, що магнітне поле – це особливий вид матерії, через який здійснюється магнітна взаємодія.

Для кількісного опису магнітного поля в фізиці використовуються дві основні векторні характеристики – вектор напруженості магнітного поля , та вектор індукції магнітного поля . Оскільки магнітне поле часто порівнюють з полем електричним, при введенні обох характеристик може виникнути термінологічна проблема розуміння фізичного змісту кожної з них, адже вектор магнітної індукції – є аналогом вектора напруженості електричного поля – а вектор напруженості магнітного поля , аналогом вектора електростатичної індукції тому в шкільному курсі фізики вивчаються лише силові характеристики електричного та магнітного полів – відповідно та .

У структурі теми практично реалізований такий підхід, коли перш за все розглядається магнітне поле струму. За такого підходу учнів знайомлять з фундаментальними дослідами Роуланда та Ерстеда, які довели зв’язок магнітного поля з рухомими зарядами. Досвід показує, що такий підхід є раціональним, оскільки звернення до знань про магнітне поле постійних магнітів полегшує сприйняття дослідів, аналіз фізичних явищ, розв’язування задач. Значно полегшує усвідомлення властивостей магнітного поля вивчення його дії на провідник зі струмом – сили Ампера, та на рухомі заряджені частинки – сили Лоренца.

Важливим етапом формування уявлень про магнітне поле як виду матерії є вивчення його взаємодії з речовиною та введення поняття магнітної проникності речовини.

Тема має велике практичне значення, оскільки не лише сприяє розширенню наукового світогляду учнів, а й знайомить їх із техніко-технологічними прикладаннями фізичних знань як на виробництві, так і в побуті.

2. Основні поняття та їх науково-методичний аналіз

Центральним поняттям теми є магнітне поле. Іншими важливими поняттями є вектор магнітної індукції, магнітний потік, магнітна проникність речовини, діамагнетизм, парамагнетизм та феромагнетизм.

Під магнітним полем розуміють окремий прояв електромагнітного поля в системі відліку, у якій заряджені частинки рухаються рівномірно. Перебуваючи в органічному зв’язку з рухомими зарядженими частинками, магнітне поле діє на інші рухомі заряджені частинки.

Магнітна індукція є векторна фізичною величиною, яка характеризує магнітне поле і описує його силову дію на рухомі частинки. Модуль вектора магнітної індукції визначається як відношення сили, що діє на провідник зі струмом, до значення елемента цього струму. Існують інші способи означення модуля магнітної індукції, але вони всі ідентичні.

Магнітний потік – це фізична величина, яка описує магнітне поле в просторі і дорівнює добутку магнітної індукції поля на площу поверхні, яка знаходиться в цьому полі.

Магнітна проникність є фізичною величиною, яка характеризує взаємодію речовини і магнітного поля і чисельно дорівнює відношенню магнітної індукції в речовині до магнітної індукції поза речовиною.

Під діамагнетизмом розуміють явище послаблення магнітної індукції поля внаслідок взаємодії магнітного поля з речовиною, яка в цьому випадку називається діамагнетиком.

Під парамагнетизмом розуміють явище незначного підсилення магнітної індукції в речовині внаслідок взаємодії магнітного поля і речовини, яка в цьому випадку називається парамагнетиком.

Феромагнетизмом називають явище аномально високого (до 100000 разів) підсилення магнітної індукції в речовинах з доменною структурою. Ці речовини називаються феромагнетиками.

3. Навчальний фізичний експеримент

Демонстраційний експеримент

Взаємодія паралельних струмів [9, с. 301; 35, с. 167; 24, с. 120]. Дія магнітного поля на струм [9, с. 304 ; 24, с.128]. Розмагнічування за допомогою нагрівання [9, с. 330 ; 24, с. 144]. Модель доменної структури феромагнетиків [9, с. 332; 24, с. 141]). Будова і дія амперметра і вольтметра. Відхилення електронного пучка магнітним полем [35, с. 183 ; 24, с. 93]. Будова і дія гучномовця. Магнітний запис звуку [35, с.184].

Лабораторна робота

“Спостереження дії магнітного поля на струм”.

Попередня сторінка На початок сторінки Наступна сторінка


































© 2003-2018 Методика навчання фізики в середній школі | Хостинг: RCHosting