Сторінка
7
Рис. 2.2.3.1
Поки струму в провіднику немає, магнітне поле на нього не діє, у чому неважко переконатися, переміщаючи магніти.
Отже, магнітне поле не діє на нерухомі електричні заряди. При замиканні ключа провідник починає виштовхуватися з магнітного поля, при розмиканні — повертається у вихідне положення.
Робимо висновок: на провідник зі струмом з боку магнітного поля діє сила. Ця сила називається силою Ампера.
Досліди показують, що сила Ампера пропорційна силі струму в провіднику і довжині активної частини провідника. Вона збільшується при збільшенні інтенсивності магнітного поля і залежить від розташування провідника в магнітному полі.
У випадку, коли провідник зі струмом розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції, напрямок сили Ампера можна знайти за правилом лівої руки: якщо розкриту долоню лівої руки розташувати так, щоб силові лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнутих пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий у площині долоні великий палець покаже напрямок сили, що діє на провідник з боку магнітного поля.
Рис. 2.2.3.2
При зміні напрямку електричного струму в провіднику змінюється і напрямок руху провідника, а значить, і сили, що на нього діє.
Обладнання: провід-качелі, магніт дугоподібний, реостат, вимикач демонстраційний, джерело живлення, провідники.
Для проводу-качелей застосований гнучкий провід у хлорвініловій ізоляції, припаяний до мідного проводу діаметром 1-2 мм. Установку збирають за рис. 2.2.3.1. Кінці гнучкого проводу через вимикач і реостат підключають до джерела живлення. При замиканні ланцюга на провідник зі струмом діє сила з боку магнітного поля дугоподібного магніта. Напрямок цієї сили можна змінювати як зміною напрямку струму, так і зміною полюсів магніту, тобто зміною напрямку магнітного поля на протилежний.
Питання до учнів. У якому напрямі діє сила на провідник, поміщений між полюсами магніту північний полюс розташований угорі, якщо один з кінців проводу з’єднаний з позитивним полюсом джерела струму?
Проведення досліду «Орієнтація рамки зі струмом у магнітному полі»
Ми вже знаємо, що магнітне поле чинить орієнтовну дію на магнітну стрілку. Доведемо, що подібну дію магнітне поле чинить і на рамку зі струмом.
Поворот рамки пояснюємо, застосовуючи правило лівої руки до кожної вертикальної ділянки рамки. При зміні напрямку струму в рамці вона буде повертатися у зворотному напрямку. Те саме ми спостерігаємо, помінявши місцями полюси магніту.
Магнітне поле, діючи на вертикальні сторони рамки, змушує її повертатися так, що її площина розташовується перпендикулярно до силових ліній поля. При цьому за інерцією рамка щоразу проходить трохи далі від положення рівноваги. Якщо в момент проходження рамкою положення рівноваги щоразу змінювати напрямок струму в ній, то вона буде безупинно обертатися.
Рис. 2.2.4.1
Обладнання: прилад для демонстрації обертання рамки зі струмом у магнітному полі, магніти прямі, підставки для магнітів, вимикач, реостат, джерело живлення, провідники.
Варіант 1. Рамку підвішують на двох гнучких провідниках, що затискаються у лапці штатива. Кінці проводу через вимикач і реостат приєднують до джерела живлення. Румку розташовують у площині магнітів. При замиканні ключа рамка повертається. Можна показати, що зі збільшенням сили струму момент обертання буде більший.
Варіант 2. Прилад для демонстрації обертання рамки зі струмом у магнітному полі з установленими кільцями поміщають між полюсами магніту. Затискачі приладу через реостат і вимикач з’єднують з джерелом живлення. При замиканні вимикача рамка повертається.
Питання до учнів. До якого полюса джерела струму підключений один з кінців проводу, якщо при замиканні вимикача рамка починає повертатися за годинниковою стрілкою (вид з верху)?
Проведення досліду «Принцип роботи електродвигуна»
Обертання рамки відбувається в результаті дії магнітного поля на провідники зі струмом і що в цьому процесі відбувається перетворення електричноїенергії на механічну. Принцип будови електродвигунів базується саме на даному явищі.
В електродвигунах обмотка складається з великої кількості витків
дроту. Магнітне поле, у якому обертається якір такого двигуна, створюється сильним електромагнітом. Електромагніт живиться струмом від того самого джерела, що й обмотка якоря.
Двигуни постійного струму знайшли широке застосування у транспорті (електровози, трамваї, тролейбуси).
Рис.2.2.5.1 Будова електродвигуна (1 — ротор,2 — статор,3 — обмотка статора,4 — колектор).
Обладнання: вольтметр, прилад для демонстрації обертання рамки зі струмом у магнітному полі, магніти прямі, вимикач, провідники, джерело живлення, підставка.
На прилад для демонстрації обертання зі струмом у магнітному полі встановлюють півкільця. Рамку повертають так, щоб її площина виявилась в площині магнітів. Затискачі приладу приєднуються через вимикач до джерела живлення. При замиканні вимикача, рамка починає обертатися.
Питання до учнів: Чим пояснюється обертальна дія магнітного поля на поміщену в нього рамку зі струмом? Якими способами створюється магнітне поле в електродвигуні?
Педагогічний експеримент
В даній роботі, ми аналізували залежність рівня пізнавальної діяльності учнів від застосування відеозаписів реальних експериментів засобами ІКТ на уроках фізики.
При вивченні розвитку пізнавальної діяльності, як і розвитку бідь-якого іншого педагогічного явища, потрібно розглянути рівні, основні показники і критерії оцінки цього процесу.
Пізнавальну діяльність учнів з фізки, як говорилось у розліді 1.3, розділити на такі види: 1) засвоєння знань, 2) мотивація учіння та 3) дослідницька діяльність.
Засвоєння знань характеризується рівнем пізнавальної активності учня, внаслідок якої формуються знання, уміння та навички Засвоєння знань є основним видом діяльності.
Мотивація учіння являє собою комплекс мотивів, які спонукають і спрямовують пізнавальну діяльність учнів, визначають її успішність.
Дослідницька діяльність передбачає виконання навчальних завдань на найвищому рівні пізнавальної активності та самостійності кожного школяра, в даному випадку учня 9 класу.
Наведині вище види пізнвально діяльності не є відокремленими один від одного, а тісно співіснують.
Рівень пізнавальної діяльності школяра доцільно вивчати через сформованість окремих її компонентів. Критерії оцінки рівня пізнавальної діяльності містить у собі сукупність показників.
Компоненти пізнавальної діяльності школярів формуються в процесі навчання, розвитку творчих здібностей та психічних процесів.
У своєму дослідженні ми будемо використовувати розроблені тестові завдання для визначення рівня знань з фізики учнів 9 класу, опитувальник Реана для діагностики мотивації успіху і стаху невдачі та тест креативності Торранса для визначення рівня дослідницької діяльності школярів. Для розподілу учнів 9 класу за рівнями пізнавальної діяльності крім вище загаданих методик використовуємо власні спостереження та відгуки вчителів-предметників, які викладають фізику в даному класі.