Конспект урока физики в 9 классе на тему «Электромагнитные явления»

Повторение темы «Электромагнитные явления».

Цели: 1)обучающая.: Повторение следующих элементов содержания: Опыт Эрстеда. Магнитное поле прямого проводника с током. Линии магнитной индукции. Электромагнит. Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие постоянных магнитов. Опыт Ампера. Взаимодействие двух параллельных проводников с током. Действие магнитного поля на проводник с током. Направление и модуль силы Ампера:FА = I ⋅ B ⋅ l ⋅ sinα. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Переменный электрический ток. Электромагнитные колебания и волны. Шкала электромагнитных волн;

2)развивающая.: обобщение;

3)воспитывающая.: самодисциплину.

Ход урока.

1.Организационный момент.

2. Актуализация знаний и определение темы урока.

На слайде представлены основные элементы содержания темы «Электромагнитные явления».

Учащие определяют тему урока. Поскольку все представленные элементы уже изучены, значит тема урока – «Повторение темы «Электромагнитные явления».

3. Постановка целей и задач.

Учащие определяют цель и задачи урока. Как подсказка на учительском столе лежит сборник заданий для подготовке к ОГЭ по физике.

Возможные варианты: Будем повторять физические явления и величины путем решения задач различных типов, представленных на экзамене по физике.

4. Определение формы работы.

Фронтальная и индивидуальная. План работы:

Краткое теоретическое повторение основных элементов содержания темы по слайдам.

К каждому слайду учащиеся должны сформулировать краткое пояснение: название опыта (правила, явления и т.д.), описание или формулировка.

Например:

На данном слайде изображен опыт Эрстеда. Этот опыт демонстрирует появление магнитного поля вокруг проводника с током.

Остальные слайды:

5. Повторение структуры ОГЭ.

6. Индивидуальная работа по решению задач (см. приложение). Использованы материалы сайта https://phys-oge.sdamgia.ru/

7. Выполнение работы.

Учитель предлагает учащимся выполнить определенные задания в соответствии с их умениями. Т.о. получается, что некоторые задания выполняют несколько учащихся одновременно.

8. Представление результатов работы.

В порядке, определенном учителем, учащиеся представляют выполненные задания. Далее идет обсуждение, высказывание других мнений и версий. Если требуется записать решение, выходят к доске. Остальные записывают в тетрадь приведенное решение.

9. Рефлексия. Учащиеся высказываются:

10. Д/з: дорешать предложенный вариант заданий.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Часть 1. Задания с выбором ответа. ​​​​​​​

На рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов, судя по расположению магнитной стрелки, соответствуют области 1 и 2?

 

1) 1 — северному полюсу; 2 — южному

2) 1 — южному; 2 — северному полюсу

3) и 1, и 2 — северному полюсу

4) и 1, и 2 — южному полюсу

Ответ: 2.

Между по­лю­са­ми постоянного маг­ни­та помещен про­вод­ник с током, на­прав­ле­ние которого по­ка­за­но на рисунке. По какой из стрелок: 1, 2, 3 или 4 — будет на­прав­ле­на сила, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник с током?

 

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Ответ: 4.

Катушка 1 замкнута на гальванометр и вставлена в катушку 2, через которую пропускают ток. График зависимости силы тока I, протекающего в катушке 2, от времени t показан на рисунке.

Индукционный ток в катушке 1 будет наблюдаться в период времени

 

1) только от 0 до t1

2) только от t2 до t3

3) только от t3 до t4

4) от 0 до t1 и от t2 до t3

Ответ: 4.

Проводник с током находится между полюсами постоянного магнита (см. рисунок).

 

 

Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, направлена

 

1) направо

2) налево

3) вниз

4) вверх

Ответ: 3.

По ка­туш­ке идёт элек­три­че­ский ток, на­прав­ле­ние которого по­ка­за­но на рисунке. При этом на кон­цах сердечника катушки

 

1) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 — се­вер­ный полюс, на конце 2 — южный полюс

2) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 — южный полюс, на конце 2 — се­вер­ный полюс

3) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 — от­ри­ца­тель­ный заряд, на конце 2 — по­ло­жи­тель­ный заряд

4) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 — по­ло­жи­тель­ный заряд, на конце 2 — от­ри­ца­тель­ный заряд

Ответ: 1.

К маг­нит­ной стрел­ке мед­лен­но под­нес­ли спра­ва по­сто­ян­ный магнит, как по­ка­за­но на рисунке. Как повернётся маг­нит­ная стрелка?

 

1) на 90° по ча­со­вой стрелке

2) на 90° про­тив ча­со­вой стрелки

3) на 45° по ча­со­вой стрелке

4) никак не повернётся

Ответ: 2.

Часть 1. Задания с ответом в виде набора цифр.

На ри­сун­ке пред­став­ле­на элек­три­че­ская схема, ко­то­рая со­дер­жит ис­точ­ник тока, про­вод­ник AB, ключ и реостат. Про­вод­ник AB помещён между по­лю­са­ми по­сто­ян­но­го магнита.

 

 

Используя рисунок, вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

 

1) Маг­нит­ные линии поля по­сто­ян­но­го маг­ни­та в об­ла­сти рас­по­ло­же­ния про­вод­ни­ка AB на­прав­лены вер­ти­каль­но вверх.

2) Элек­три­че­ский ток, про­те­ка­ю­щий в про­вод­ни­ке AB, создаёт од­но­род­ное маг­нит­ное поле.

3) При за­мкну­том ключе элек­три­че­ский ток в про­вод­ни­ке имеет на­прав­ле­ние от точки A к точке B.

4) При за­мкну­том ключе про­вод­ник будет вы­тал­ки­вать­ся из об­ла­сти маг­ни­та вправо.

5) При пе­ре­ме­ще­нии пол­зун­ка рео­ста­та впра­во сила Ампера, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник AB, уменьшится.

 

Ответ: 45.

На ри­сун­ке изоб­ра­же­на шкала элек­тро­маг­нит­ных волн.

Используя шкалу, вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

1) Элек­тро­маг­нит­ные волны ча­сто­той 3 · 103 ГГц при­над­ле­жат толь­ко радиоизлучению.

2) Элек­тро­маг­нит­ные волны ча­сто­той 5 · 104 ГГц при­над­ле­жат ин­фра­крас­но­му излучению.

3) Уль­тра­фи­о­ле­то­вые лучи имеют боль­шую длину волны по срав­не­нию с ин­фра­крас­ны­ми лучами.

4) Элек­тро­маг­нит­ные волны дли­ной волны 1 м при­над­ле­жат радиоизлучению.

5) В ва­ку­у­ме рент­ге­нов­ские лучи имеют боль­шую ско­рость рас­про­стра­не­ния по срав­не­нию с ви­ди­мым светом.

Ответ: 24.

Две ка­туш­ки на­де­ты на же­лез­ный сер­деч­ник (см. рис. 1). Через первую катушку про­те­ка­ет пе­ре­мен­ный ток. Гра­фик за­ви­си­мо­сти силы тока от вре­ме­ни пред­став­лен на ри­сун­ке 2. Вто­рая ка­туш­ка за­мкну­та на гальванометр.

 

 

Выберите из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

 

1) Заряд, про­шед­ший через первую катушку в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с, равен 40 Кл.

2) В ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с в ка­туш­ке 2 воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток.

3) В ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 50 с до 60 с маг­нит­но­го поля в ка­туш­ке 1 не возникает.

4) Мак­си­маль­ный ин­дук­ци­он­ный ток в ка­туш­ке 2 воз­ни­ка­ет в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 0 до 20 с.

5) Заряд, про­шед­ший через вто­рую ка­туш­ку в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с, равен 80 Кл.

 

Ответ: 13.

Часть 1. Расчетная задача.

На какую длину волны нужно настроить радиоприемник, чтобы слушать радиостанцию, которая вещает на частоте 106,2 МГц?

Ответ: 2,825 м.

Проводник длиной 1,5 м расположен в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу тока в нем, если сила, действующая на проводник, равна 24 Н.

Ответ: 20 А.

На рисунке представлен график зависимости силы тока в проводнике от времени. Какую частоту имеет электромагнитная волна, излучаемая этим проводником?

Ответ: 500 Гц.

Часть 1. Задания по тексту.

Прочитайте текст и выполните задания.

Полярные сияния

Полярное сияние — одно из самых красивых явлений в природе. Формы полярного сияния очень разнообразны: то это своеобразные светлые столбы, то изумрудно-зелёные с красной бахромой пылающие длинные ленты, расходящиеся многочисленные лучи-стрелы, а то и просто бесформенные светлые, иногда цветные пятна на небе.

Причудливый свет на небе сверкает, как пламя, охватывая порой больше чем полнеба. Эта фантастическая игра природных сил длится несколько часов, то угасая, то разгораясь.

Полярные сияния чаще всего наблюдаются в приполярных регионах, откуда и происходит это название. Полярные сияния могут быть видны не только на далёком Севере, но и южнее. Например, в 1938 году полярное сияние наблюдалось на южном берегу Крыма, что объясняется увеличением мощности возбудителя свечения — солнечного ветра.

Начало изучению полярных сияний положил великий русский учёный М. В. Ломоносов, высказавший гипотезу о том, что причиной этого явления служат электрические разряды в разреженном воздухе.

Опыты подтвердили научное предположение учёного.

Полярные сияния — это электрическое свечение верхних очень разреженных слоёв атмосферы на высоте (обычно) от 80 до 1000 км. Свечение это происходит под влиянием быстро движущихся электрически заряженных частиц (электронов и протонов), приходящих от Солнца. Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли приводит к повышенной концентрации заряженных частиц в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли. Именно в этих зонах и наблюдается наибольшая активность полярных сияний.

Столкновения быстрых электронов и протонов с атомами кислорода и азота приводят атомы в возбуждённое состояние. Выделяя избыток энергии, атомы кислорода дают яркое излучение в зелёной и красной областях спектра, молекулы азота — в фиолетовой. Сочетание всех этих излучений и придаёт полярным сияниям красивую, часто меняющуюся окраску. Такие процессы могут происходить только в верхних слоях атмосферы, потому что, во-первых, в нижних плотных слоях столкновения атомов и молекул воздуха друг с другом сразу отнимают у них энергию, получаемую от солнечных частиц, а во-вторых, сами космические частицы не могут проникнуть глубоко в земную атмосферу.

Полярные сияния происходят чаще и бывают ярче в годы максимума солнечной активности, а также в дни появления на Солнце мощных вспышек и других форм усиления солнечной активности, так как с её повышением усиливается интенсивность солнечного ветра, который является причиной возникновения полярных сияний.

20. Полярным сиянием называют

A) миражи на небе;

Б) образование радуги;

B) свечение некоторых слоев атмосферы.

 

Правильным ответом является

 

1) только А

2) только Б

3) только В

4) Б и В

 

Правильный ответ указан под номером 3.

 

Примечание.

Заряженные частицы, летящие из космоса, двигающиеся вдоль магнитных линий Земли, сталкиваются с с частицами атмосферы, вызывая свечение последних. Проекции этих светящихся колец на поверхность Земли называются полярным сиянием.

21. Что придает окраску полярному сиянию? Выберите два верных утверждения.

1) Повышенная концентрация заряженных частиц;

2) Излучение энергии атомами кислорода и молекулами азота ;

3) Столкновение быстрых электронов и протонов;

4) Проникновение космических частиц глубоко в земную атмосферу.

Правильный ответ: 2.

Часть 2.

Задание по тексту.

22. В каких ча­стях зем­ной ат­мо­сфе­ры на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных сияний? Дать полный развернутый ответ.

Решение: наибольшая активность полярных сияний наблюдается в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли.

Объяснение: Вза­и­мо­дей­ствие сол­неч­но­го ветра с маг­нит­ным полем Земли при­во­дит к по­вы­шен­ной кон­цен­тра­ции за­ря­жен­ных ча­стиц в зонах, окру­жа­ю­щих гео­маг­нит­ные по­лю­са Земли. Имен­но в этих зонах и на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных си­я­ний.

22. Можно ли утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните.

Решение: нельзя утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где можно наблюдать полярные сияния.

Объяснение: если планета имеет собственное магнитное поле и атмосферу, то вероятность возникновения полярных сияний очень велика.

Часть 2. Качественные задачи.

Из какого материала — стали или дерева — следует строить научно-исследовательские суда для изучения магнитного поля Земли? Ответ поясните.

Ответ: из дерева.

Обоснование: суда для изучения магнитного поля следует строить из немагнитных материалов. Стальные детали судна, намагничиваясь, могут своим магнитным полем помешать точным измерениям магнитного поля Земли.

Железный кубик, лежащий на гладкой горизонтальной поверхности, притягивается к северному полюсу постоянного полосового магнита, скользя по этой поверхности. Как движется кубик: равномерно, равноускоренно или с постоянно возрастающим по модулю ускорением? Ответ поясните.

Ответ: кубик движется с постоянно возрастающим по модулю ускорением.

Обоснование: так как сила притяжения со стороны полюса постоянного магнита возрастает по мере приближения железного кубика к полюсу, то согласно второму закону Ньютона ускорение кубика будет возрастать по мере его приближения к этому полюсу.

Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

Ответ: будет.

Объяснение: при вращении замкнутого контура из проводника в постоянном магнитном поле будет изменяться магнитный поток через этот контур. При изменении магнитного потока по закону Фарадея будет возникать ЭДС индукции. Поскольку контур замкнутый, в нём будет протекать ток индукции, который будет оказывать тепловое действие.

В каком случае колебания стрелки компаса затухают быстрее: в случае, когда корпус компаса изготовлен из меди, или из пластмассы? Ответ поясните.

Ответ: В случае медного корпуса затухание будет проходить быстрее.

Объяснение: при колебаниях магнитной стрелки в проводящем корпусе (в данном случае, медном) будет возникать индукционный ток. Магнитное поле индукционного тока будет взаимодействовать с магнитной стрелкой, замедляя её движение.

Часть 2.Задачи с развернутым ответом.

В горизонтальном однородном магнитном поле на горизонтальных проводящих рельсах перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен горизонтальный проводник массой 4 г (см. рис.). Через проводник пропускают электрический ток, при силе тока в 10 А вес проводника становится равным нулю. Чему равно расстояние между рельсами? Модуль вектора магнитной индукции равен 0,02 Тл.

Ответ: l = 0,2 м.

Горизонтальный про­вод­ник дли­ной 25 см, элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние ко­то­ро­го равно 2,4 Ом, под­ве­шен на двух тон­ких вер­ти­каль­ных изо­ли­ру­ю­щих нитях в го­ри­зон­таль­ном од­но­род­ном маг­нит­ном поле ин­дук­ци­ей 0,02 Тл пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­ной индукции. Какое на­пря­же­ние при­ло­жи­ли к проводнику, если общее на­тя­же­ние нитей после за­мы­ка­ния ключа уве­ли­чи­лось на 20 мН?

Ответ: 9,6 В.

Прямолинейный проводник, имеющий длину 50 см и массу 5 г, подвешен горизонтально на двух проводниках в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл (см. рисунок). При пропускании через проводник электрического тока натяжение вертикальных проводников увеличилось в 2 раза. Чему равна сила тока?

 

Ответ: 2 А.

Анализ эксперимента.

Изучая маг­нит­ные свойства электромагнита, уче­ник собрал элек­три­че­скую схему, со­дер­жа­щую катушку, на­мо­тан­ную на же­лез­ный сердечник, и уста­но­вил рядом с ка­туш­кой магнитную стрел­ку (см. рис. 1). При про­пус­ка­нии через ка­туш­ку электрического тока маг­нит­ная стрелка по­во­ра­чи­ва­ет­ся (рис. 2 и 3).

Какие утвер­жде­ния соответствуют ре­зуль­та­там проведённых экс­пе­ри­мен­таль­ных наблюдений? Из пред­ло­жен­но­го перечня утвер­жде­ний выберите два правильных. Ука­жи­те их номера.

 

1) Катушка при про­хож­де­нии через неё элек­три­че­ско­го тока при­об­ре­та­ет свойства магнита.

2) Магнитные свой­ства катушки за­ви­сят от ко­ли­че­ства её витков.

3) При уве­ли­че­нии электрического тока, про­те­ка­ю­ще­го через катушку, маг­нит­ное действие ка­туш­ки усиливается.

4) При из­ме­не­нии направления элек­три­че­ско­го тока, про­те­ка­ю­ще­го через катушку, на­маг­ни­чен­ность железного сердечника, рас­по­ло­жен­но­го внутри катушки, ме­ня­лась на противоположную.

5) Левому торцу же­лез­но­го сердечника (торцу № 2) на рис. 2 со­от­вет­ству­ет южный полюс электромагнита.

 

Ответ: 14.