Физика Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

Описание видеоурока

Вспомним, как можно обнаружить магнитное поле, ведь оно невидимо и наши органы чувств его не воспринимают?  Магнитное поле можно обнаружить только по его действию на другие тела, например, на магнитную стрелку. Поле действует на стрелку с какой-то силой, заставляющей ее изменить первоначальную ориентацию. Магнитное поле создается при движении зарядов вдоль проводника в цепи или за счет одинаковой ориентации кольцевых токов в постоянных магнитах. Открытие Эрстеда, о взаимосвязи между электричеством и магнетизмом побудила ученых проводить различные опыты, с помощью которых были установлены новые закономерности.  Мы уже знаем, что вокруг проводника с током создается магнитное поле. А как будет вести себя проводник с током, если его поместить в другое магнитное поле? 
Проведем опыт.
Соберем установку, состоящую из подвижной рамки из меди, закрепленной на изолирующей штанге, источника тока, реостата и ключа. Включи цепь. Рамка останется неподвижной. Мы уже знаем, что вокруг проводника есть магнитное поле, но обнаружить мы его не можем. Разомкнем цепь.  Расположим дугообразный магнит вблизи рамки так, чтобы горизонтальная часть рамки располагалась между его полюсами (т.к. вблизи полюсов магнитное поле наиболее сильное). Вокруг дугового магнита так же есть магнитное поле, но пока в рамке не течет ток, обнаружить его мы так же не можем. Замкнем цепь. Рамка пришла в движение и отклонилась влево.  Некоторая сила, направленная в сторону магнита привела рамку в движение и отклонила ее на некоторый угол. Магнитное поле вокруг проводника создается электрическим током. Обнаружить магнитное поле можно по его действию электрический ток.  На рисунке отмечено направление движения тока в проводнике. За направление тока выбрано движение от положительного полюса источника тока к отрицательному полюсу. Изменим направление тока, поменяв полярность. Замыкаем цепь и опять обнаруживаем магнитное поле по действию на рамку — она отклонилась на некоторый угол в противоположную от магнита сторону. Если в последнем опыте поменять расположение полюсов магнита на противоположное, рамка втянется в дуговой магнит. Направление силы, под действием которой проводник движется в конкретном направлении, можно определить по правилу левой руки.  Это мнемоническое правило, с помощью которого легко определить, куда будет направлена сила, обозначим ее на рисунке буквой F. Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили перпендикулярно в ладонь, четыре пальца показывали направление тока, тогда отставленный на 900 большой палец покажет направление действующей на проводник силы.  Запомните, что за направление тока выбрано движение от плюса к минусу. Так в проводящей среде движутся положительные заряды, создающие ток.  Значит, по правилу правой руки так же можно определить направление силы для положительно заряженной частицы. А когда мы хотим определить направление силы, действующей на отрицательную частицу, четыре пальца должны располагаться против движения отрицательно заряженной частицы.

Определите, как расположены полюса магнита, направление силы тока и силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током. Воспользуемся правилом левой руки. Четыре пальца левой руки показывают направление тока. Проводник расположен перпендикулярно плоскости, а так как мы видим оперение стрелы (крест), следовательно, ток движется от нас. Направление силы, действующей со стороны магнитного поля, показывает отставленный на 900 большой палец. Ладонь левой руки смотрит вверх, следовательно, в нее будут входить линии магнитного поля, то есть северный полюс магнита должен располагаться сверху.      Если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линией магнитной индукции или параллельны ей, то сила действия магнитного поля или движущуюся заряженную частицу равна нулю. 

Физика 9 кл. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

Физика 9 кл. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

 

1. Как на опыте обнаружить наличие силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

Проволочная трехсторонняя рамка подвешена и может отклоняться от вертикали.
Короткая сторона находится в области наиболее сильного поля дугообразного магнита, располагаясь между его полюсами.
Рамка присоединена к источнику тока последовательно с реостатом и ключом.
При замыкании ключа в цепи возникает электрический ток, и сторона ВС втягивается в пространство между полюсами.

Если убрать магнит, то при замыкании цепи проводник ВС двигаться не будет.
Значит, со стороны магнитного поля на проводник с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения.

2. Как обнаруживается магнитное поле?

Действие магнитного поля на проводник с током используется для обнаружения магнитного поля.
Даже при использовании компаса наблюдается действие магнитного поля на элементарные электрические токи в молекулах и атомах магнитного вещества, из которого изготовлена стрелка компаса.
Таким образом, магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток.

3. От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

При изменении направления тока в проводнике меняется и направление движения проводника в магнитном поле, а значит, и направление действующей на него силы.
Направление силы изменится и в том случае, если, не меняя направления тока, поменять местами полюсы магнита, т. е. изменить направление линий магнитного поля.

!!! Сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линией магнитной индукции или параллельны ей.

4. Как читается правило левой руки для находящегося в магнитном поле проводника с током? для движущейся в этом поле заряженной частицы?

Правило левой руки для проводника с током
(проводник расположен в плоскости, перпендикулярной линиям магнитного поля) :

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Правило левой руки для заряженной частицы
(частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям):

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены против движения отрицательно заряженной частицы, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

5. Что принимается за направление тока во внешней части электрической цепи?

За направление тока во внешней части электрической цепи (т. е. вне источника тока) принимается направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Четыре пальца левой руки должны быть направлены против движения электронов в электрической цепи.

В таких проводящих средах, как растворы электролитов, где электрический ток создается движением зарядов обоих знаков, направление тока, а значит, и направление четырех пальцев левой руки совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

6. Что можно определить, пользуясь правилом левой руки?

Пользуясь правилом левой руки, можно определить:

— направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током,
— направление силы, действующей в магнитном поле на движущуюся заряженную частицу.

Если известны направление линий магнитного поля и направление действующей на проводник силы, то можно определить направление тока в проводнике.

Если известны направления магнитных линий, силы и скорости движения частицы, то можно определить знак заряда движущейся частицы.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки.

Цели урока:

• Образовательные:
  • изучить как обнаруживается магнитное поле по его действию на электрический ток, изучить правило левой руки, повторить ранее пройденные определения электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства; закрепить правила правой и левой руки с помощью упражнений;
  • закрепить знания по предыдущим темам;
  • научить применять знания, полученные на уроке;
  • показать связь с жизнью;
  • расширить межпредметные связи.
• Воспитательные:
  • формировать интерес к предмету, к учебе, воспитывать инициативу, творческое отношение, воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки, как самостоятельной работы, так и работы в коллективе, воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету.
• Развивающие:
  • развивать физическое мышление учащихся, их творческие способности, умение самостоятельно формулировать выводы, расширять познавательный интерес путем привлечения дополнительного материала, а также потребности к углублению и расширению знаний;
  • развивать речевые навыки;
  • формировать умения выделять главное, делать выводы, развивать способность быстро воспринимать информацию и выполнять необходимые задания; развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы.

Этапы урока:

1. Организационный момент – 2 мин.
2. Проверка домашнего задания, знаний и умений – 6 мин.
3. Объяснение нового материала – 18 мин.
4. Физкультминутка – 2 мин.
5. Закрепление. Решение задач – 15 мин.
6. Итоги. Выводы. Домашнее задание  – 2 мин.

ХОД УРОКА

I.   Проверка домашнего задания, знаний и умений – 6 мин

1. Магнитное поле порождается______________ (электрическим током).
2. Магнитное поле создается ______________заряженными частицами (движущимися).
3. За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает _________полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку (северный).
4.Магнитные линии выходят из _________ полюса магнита и входят в ________. (Северного, южный).
5. Как взаимодействуют два провода троллейбусной линии: притягиваются или отталкиваются? (Притягиваются).
Поменялись листочками и проверили друг друга. На кодоскопе высвечиваются правильные ответы.
Правильных ответов: 5 ответов– 5 баллов, 4 ответа – 4 балла, 3 ответа – 3 балла, 1 – 2 ответа – 2 балла.

II.  Объяснение нового материала – 20 мин

Учитель:  Как можно обнаружить магнитное поле? Оно не действует на наши органы чувств – не имеет запаха, цвета, вкуса. Мы не можем, правда, с уверенностью утверждать, что в животном мире нет существ, чувствующих магнитное поле. В США и Канаде для отгона миног с места скопления мальков на реках, впадающих в Великие озера, установлены электромагнитные барьеры. Ученые объясняют способность рыб ориентироваться в просторах океана их реакцией на магнитные поля…
Сегодня на уроке мы изучим,  как  обнаружить магнитного поля по его действию на электрический ток и изучим правило левой руки.
На всякий проводник с током, помещенный в магнитное поле и не совпадающий с его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой, наличие такой силы можно посмотреть с помощью такого опыта: проводник подвешен на гибких проводах, который через ключ присоединен к аккумуляторам. Проводник помещен между полюсами подковообразного магнита, т. е. находится в магнитном поле.
При замыкании ключа в цепи возникает электрический ток, и проводник приходит в движение. Если убрать магнит, то при замыкании цепи проводник с током двигаться не будет.

Если ученики смогут сами ответить: Значит, со стороны магнитного поля на проводник с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения.

Учитель: Действие магнитного поля на проводник с током может быть использовано для обнаружения магнитного поля в данной области пространства.
Конечно, обнаружить магнитное поле проще с помощью компаса. Но действие магнитного поля на находящуюся в нем магнитную стрелку компаса, по существу, тоже сводится к действию поля на элементарные электрические токи, циркулирующие в молекулах и атомах магнитного вещества, из которого изготовлена стрелка.

Вывод 1: Таким образом, магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток.
Выясним, от чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Опыт показывает, что при изменении направления тока изменяется и направление движения проводника, а значит, и направление действующей на него силы Направление силы изменится и в том случае, если, не меняя направления тока, поменять местами полюсы магнита (т. е. изменить направление линий магнитного поля).
Следовательно, направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой.
Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки. В наиболее простом случае, когда проводник расположен в плоскости, перпендикулярной линиям магнитного поля, это правило заключается в следующем: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Ученики: за направление тока во внешней части электрической цепи (т.е. вне источника тока) принимается направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Учитель: Пользуясь правилом левой руки это следует помнить.
Другими словами, четыре пальца левой руки должны быть направлены против движения электронов в электрической цепи. В таких проводящих средах, как растворы электролитов, где электрический ток создается движением зарядов обоих знаков, направление тока, а значит, и направление четырех пальцев левой руки совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.                                                                                   
С помощью правила левой руки можно определить направление силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую движущуюся в нем частицу, как положительно, так и отрицательно заряженную. Для наиболее простого случая, когда частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям, это правило формулируется следующим образом: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Пользуясь правилом левой руки, можно определить не только направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током или движущуюся заряженную частицу. По этому правилу мы можем определить направление тока (если знаем, как направлены линии магнитного поля и действующая на проводник сила), направление магнитных линий (если известны направления тока и силы), знак заряда движущейся частицы (по направлению магнитных линий, силы и скорости движения частицы).
Сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линиями магнитного поля или параллельны им.

III. Физкультминутка – 2 мин.

Встаньте, пожалуйста. Вы – компас, ваше лицо – указывает всегда на север, затылок – на юг, стена – это северный полюс, противоположная доска – южный полюс. – Дети поворачиваются лицом к стене. Полюса поменялись. Дети поворачиваются лицом к доске. Возникают магнитные бури – дети начинают качаться и вращаться.
Отдохнули, спасибо, присаживайтесь.

А знаете ли вы, что…

• Сильное магнитное поле влияет на рост кристаллов: например, монокристаллы меди, сформировавшиеся в сильных магнитных полях, обладают более совершенной кристаллической решеткой.
• Сильное магнитное поле используется и для лечения такого распространенного и опасного заболевания, как нарушение ритма сердечных сокращений (аритмия). Сердце – орган, непрерывно совершающий ритмичные сокращения, период которых определяется слабыми электрическими сигналами, посылаемыми головным мозгом. При заболеваниях сердца ритм сокращений нарушается. В особо тяжелых случаях используют дефибрилляторы – приборы, генерирующие импульсы высокого напряжения, причем электроды накладываются непосредственно на область сердца, в результате чего нередко получается ожог. При использовании пульсирующего магнитного поля, вызывающего индукционные токи в нервных клетках, эта опасность исключается.

Магнитный страж прилавка

Чтобы как-то защититься от краж, владельцы магазинов прикрепляют к товару особые бирки, которые отрываются на контрольном пункте после того, как уплачены деньги. Бирки – крошечные антенны – при попытке вынести покупку из магазина без оплаты включают на выходе сигнал тревоги за счет резонансного усиления радиосигнала, поступающего от небольших радиопередатчиков, установленных на выходе. Однако этот способ оказался не совсем надежен: вор может, заэкранировав бирку кусочком фольги или собственным телом, обмануть сигнальное устройство.
Чтобы этого не случалось, фирма «Чекмейт системс» разработала новую систему. Контрольная бирка изготавливается теперь из магнитного материала, а на выходе магазина стоят высокочувствительные магнитометры.
Система отрегулирована так, что она не реагирует на металлические предметы малого размера: ключи, часы, пряжки и ювелирные изделия, но отчаянно трезвонит, когда замечает контрольную бирку.

IV. Закрепление материала. Решение задач – 15 мин.

Учитель:Упр. 36 (1). В какую сторону покатится легкая алюминиевая трубочка при замыкании цепи?
Ученики дают ответы: по правилу левой руки линии магнитного поля входят в ладонь, электрический ток течет по трубочке, значит, трубочка покатится к источнику тока.
Учитель: Давайте проверим на опыте ваши ответы.

Решение задач: № 1068, № 1069 (а, б),  № 1070, № 1078.   

Учитель: Сегодня на уроке мы изучили, как обнаружить магнитное поле по его действию на электрический ток. Рассмотрели правило левой руки.

V. Домашнее задание: § 46, упр. 36 (2, 3, 4, 5).

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

Урок по теме: «Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки»

Цели урока: 

I Образовательные: 

1. изучить как обнаруживается магнитное поле по его действию на электрический ток, изучить правило левой руки, повторить ранее пройденные определения электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства; закрепить правила правой и левой руки с помощью упражнений;

2. закрепить знания по предыдущим темам;

3. научить применять знания, полученные на уроке;

4. показать связь с жизнью;

5. расширить межпредметные связи.

II Воспитательные: 

1. формировать интерес к предмету, к учебе, воспитывать инициативу, творческое отношение, воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки, как самостоятельной работы, так и работы в коллективе, воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету.

III Развивающие:

1. развивать физическое мышление учащихся, их творческие способности, умение самостоятельно формулировать выводы, расширять познавательный интерес путем привлечения дополнительного материала, а также потребности к углублению и расширению знаний;

2. развивать речевые навыки;

3. формировать умения выделять главное, делать выводы, развивать способность быстро воспринимать информацию и выполнять необходимые задания; развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы.

Этапы урока:

1. Организационный момент – 2 мин.
2. Проверка домашнего задания, знаний и умений – 6 мин.
3. Объяснение нового материала – 18 мин.
4. Физкультминутка – 2 мин.
5. Закрепление. Решение задач – 15 мин.
6. Итоги. Выводы. Домашнее задание  – 2 мин.

ХОД УРОКА

I.   Проверка домашнего задания, знаний и умений – 6 мин

1. Магнитное поле порождается______________ (электрическим током).

2. Магнитное поле создается ______________заряженными частицами (движущимися).

3. За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает _________полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку (северный).
4.Магнитные линии выходят из _________ полюса магнита и входят в ________. (Северного, южный).

5. Как взаимодействуют два провода троллейбусной линии: притягиваются или отталкиваются? (Притягиваются).

Поменялись листочками и проверили друг друга. На экране высвечиваются правильные ответы.

Правильных ответов: 5 ответов– 5 баллов, 4 ответа – 4 балла, 3 ответа – 3 балла, 1 – 2 ответа – 2 балла.

II.  Объяснение нового материала – 15 мин

Учитель:  Как можно обнаружить магнитное поле? Оно не действует на наши органы чувств – не имеет запаха, цвета, вкуса. Мы не можем, правда, с уверенностью утверждать, что в животном мире нет существ, чувствующих магнитное поле. В США и Канаде для отгона осьминог с места скопления мальков на реках, впадающих в Великие озера, установлены электромагнитные барьеры. Ученые объясняют способность рыб ориентироваться в просторах океана их реакцией на магнитные поля…

Сегодня на уроке мы изучим,  как  обнаружить магнитное поле по его действию на электрический ток и изучим правило левой руки.

На всякий проводник с током, помещенный в магнитное поле и не совпадающий с его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой, наличие такой силы можно посмотреть с помощью такого опыта: проводник подвешен на гибких проводах, который через ключ присоединен к аккумуляторам. Проводник помещен между полюсами подковообразного магнита, т. е. находится в магнитном поле. При замыкании ключа в цепи возникает электрический ток, и проводник приходит в движение. Если убрать магнит, то при замыкании цепи проводник с током двигаться не будет. (Демонстрация опыта)

Если ученики смогут сами ответить: Значит, со стороны магнитного поля на проводник с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения.

Учитель: Действие магнитного поля на проводник с током может быть использовано для обнаружения магнитного поля в данной области пространства.
Конечно, обнаружить магнитное поле проще с помощью компаса. Но действие магнитного поля на находящуюся в нем магнитную стрелку компаса, по существу, тоже сводится к действию поля на элементарные электрические токи, циркулирующие в молекулах и атомах магнитного вещества, из которого изготовлена стрелка.

Вывод 1: Таким образом, магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток.

Выясним, от чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Опыт показывает, что при изменении направления тока изменяется и направление движения проводника, а значит, и направление действующей на него силы Направление силы изменится и в том случае, если, не меняя направления тока, поменять местами полюсы магнита (т. е. изменить направление линий магнитного поля).
Следовательно, направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой.
Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки. В наиболее простом случае, когда проводник расположен в плоскости, перпендикулярной линиям магнитного поля, это правило заключается в следующем: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Ученики: за направление тока во внешней части электрической цепи (т.е. вне источника тока) принимается направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Учитель: Пользуясь правилом левой руки это следует помнить.
Другими словами, четыре пальца левой руки должны быть направлены против движения электронов в электрической цепи. В таких проводящих средах, как растворы электролитов, где электрический ток создается движением зарядов обоих знаков, направление тока, а значит, и направление четырех пальцев левой руки совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.    

С помощью правила левой руки можно определить направление силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую движущуюся в нем частицу, как положительно, так и отрицательно заряженную. Для наиболее простого случая, когда частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям, это правило формулируется следующим образом: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Пользуясь правилом левой руки, можно определить не только направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током или движущуюся заряженную частицу. По этому правилу мы можем определить направление тока (если знаем, как направлены линии магнитного поля и действующая на проводник сила), направление магнитных линий (если известны направления тока и силы), знак заряда движущейся частицы (по направлению магнитных линий, силы и скорости движения частицы).
Сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линиями магнитного поля или параллельны им.

III. Физкультминутка – 2 мин.

Встаньте, пожалуйста. Вы – компас, ваше лицо – указывает всегда на север, затылок – на юг, стена – это северный полюс, противоположная доска – южный полюс. – Дети поворачиваются лицом к стене. Полюса поменялись. Дети поворачиваются лицом к доске. Возникают магнитные бури – дети начинают качаться и вращаться.
Отдохнули, спасибо, присаживайтесь.

А знаете ли вы, что…

1. Сильное магнитное поле влияет на рост кристаллов: например, монокристаллы меди, сформировавшиеся в сильных магнитных полях, обладают более совершенной кристаллической решеткой.

2. Сильное магнитное поле используется и для лечения такого распространенного и опасного заболевания, как нарушение ритма сердечных сокращений (аритмия). Сердце – орган, непрерывно совершающий ритмичные сокращения, период которых определяется слабыми электрическими сигналами, посылаемыми головным мозгом. При заболеваниях сердца ритм сокращений нарушается. В особо тяжелых случаях используют дефибрилляторы – приборы, генерирующие импульсы высокого напряжения, причем электроды накладываются непосредственно на область сердца, в результате чего нередко получается ожог. При использовании пульсирующего магнитного поля, вызывающего индукционные токи в нервных клетках, эта опасность исключается.

Магнитный страж прилавка

Чтобы как-то защититься от краж, владельцы магазинов прикрепляют к товару особые бирки, которые отрываются на контрольном пункте после того, как уплачены деньги. Бирки – крошечные антенны – при попытке вынести покупку из магазина без оплаты включают на выходе сигнал тревоги за счет резонансного усиления радиосигнала, поступающего от небольших радиопередатчиков, установленных на выходе. Однако этот способ оказался не совсем надежен: вор может, заэкранировав бирку кусочком фольги или собственным телом, обмануть сигнальное устройство.

Чтобы этого не случалось, фирма «Чекмейт системс» разработала новую систему. Контрольная бирка изготавливается теперь из магнитного материала, а на выходе магазина стоят высокочувствительные магнитометры.
Система отрегулирована так, что она не реагирует на металлические предметы малого размера: ключи, часы, пряжки и ювелирные изделия, но отчаянно трезвонит, когда замечает контрольную бирку.

IV. Закрепление материала. Решение задач – 15 мин.

Учитель: Упр. 36 (1). В какую сторону покатится легкая алюминиевая трубочка при замыкании цепи?

Ученики дают ответы: по правилу левой руки линии магнитного поля входят в ладонь, электрический ток течет по трубочке, значит, трубочка покатится к источнику тока.
Учитель: Давайте проверим на опыте ваши ответы.

Решение задач: Рымкевич №829  

Учитель: Сегодня на уроке мы изучили, как обнаружить магнитное поле по его действию на электрический ток. Рассмотрели правило левой руки.

V. Домашнее задание: § 46, упр. 36 (2, 3, 4, 5).

Обнаружение МП по его действию на эл. ток. Правило левой руки

Поскольку магнитное поле проводника с током действует с определённой силой на магнит, то естественно предположить, что со стороны магнитного поля магнита на проводник с током также должна действовать какая-то сила. Рассмотрим более подробно действие магнитного поля на проводник с током и попытаемся подтвердить или опровергнуть высказанное предположение.

Для этого соберём цепь, состоящую из источника тока, ключа, трёхсторонней рамки, реостата и подковообразного магнита, закреплённого в штативе. Рамку подвесим на крючках так, чтобы она могла свободно вращаться, и поместим в магнитное поле, созданное подковообразным магнитом. Присоединим рамку к источнику тока, последовательно с реостатом и ключом. При разомкнутой цепи действия со стороны магнитного поля магнита на рамку не наблюдается. Если же цепь замкнуть, то проводник приходит в движение — он втягивается в пространство между полюсами дугообразного магнита.

Следовательно, магнитное поле действует на рамку с током с некоторой силой, отклоняющей её от первоначального положения.

Раз магнитное поле способно оказывать действие на проводник с током, то это действие может быть использовано для обнаружения магнитного поля в данной области пространства.

Кто-то из вас скажет, что зачем столько сложностей, если магнитное поле можно обнаружить с помощью простого компаса.

Да, с помощью компаса проще, но вспомните гипотезу Ампера: внутри каждой молекулы вещества циркулируют кольцевые электрические токи. Поэтому действие магнитного поля на стрелку компаса сводится к действию поля на элементарные электрические токи, которые циркулируют в атомах и молекулах вещества, из которого изготовлена магнитная стрелка.

Таким образом, магнитное поле создаётся электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток.

Но вернёмся к нашему опыту. Давайте поменяем направление тока в цепи. Замкнув её увидим, что проводник отклонился в противоположную сторону.

Значит, вместе с током изменилось и направление действующей на рамку силы.

Если теперь поменять местами полюсы магнита (то есть изменить направление магнитных линий), то мы увидим, как рамка с током вновь втягивается в пространство между полюсами магнита.

Значит, направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник с током, связаны между собой.

Из курса физики восьмого класса вы знаете, что сила, с которой магнитное поле действует на помещённый в него проводник с током, называется силой Ампера, в честь французского учёного Андре-Мари Ампера.

Направление силы Ампера можно определить с помощью правила левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре пальца были направлены по направлению тока в проводнике, то отогнутый на девяносто градусов большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

При использовании данного правила не забывайте о том, что за направление тока в цепи принято направление в котором движутся или могли бы двигаться положительно заряженные частицы.

С помощью правила левой руки также определяют и направление силы, действующую на отдельную заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Для самого простого случая, то есть когда частица движется перпендикулярно линиям магнитного поля, это правило звучит так: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на девяносто градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Обратим внимание ещё на один важный момент: магнитное поле не действует в случаях, если прямолинейный проводник с током или скорость движущейся заряженной частицы параллельны линиям магнитного поля или совпадают с ними.

Тест по физике Действия электрического тока 8 класс

Тест по физике Действия электрического тока для учащихся 8 класса с ответами. Тест состоит из 8 заданий и предназначен для проверки знаний к главе Электрические явления.

1. Какие явления свидетельствуют о тепловом действии тока?

1) Изменение свойств проводника под влиянием тока
2) Его удлинение вследствие нагревания
3) Свечение раскаленного проводника с током

2. Какое явление, сопровождающее прохождение тока через про­водящую электричество жидкость, обусловлено химическим действием тока?

1) Выделение на опущенных в жидкость электродах веществ, входящих в состав молекул этой жидкости
2) Выделение на положительно заряженном электроде металла
3) Выделение на обоих электродах газа

3. Какое еще действие, кроме теплового и химического, оказы­вает электрический ток?

1) Магнитное
2) Механическое
3) Других действий ток не оказывает

4. С помощью какого прибора можно обнаружить электрический ток в цепи?

1) Электрометра
2) Электроскопа
3) Гальванометра
4) Гальванического элемент

5. Какое действие тока используется. в устройстве гальваноме­тра?

1) Тепловое
2) Магнитное
3) Химическое

6. Какое действие электрического тока не наблюдается в метал­лах?

1) Тепловое
2) Химическое
3) Магнитное

7. В каком из приведенных здесь примеров используется хими­ческое действие электрического тока?

1) Зарядка аккумулятора
2) Приготовление пищи в электродуховом шкафу
3) Плавление металла в электропечи

8. Какое действие электрического тока происходит во всех про­водниках?

1) Тепловое
2) Химическое
3) Магнитное
4) Любое из перечисленных

Ответы на тест по физике Действия электрического тока
1-23
2-1
3-1
4-3
5-2
6-2
7-1
8-3

Урок по физике «Электрический ток и его действие на организм человека»,8класс

На уроке учащиеся знакомятся с причинами поражения током и правилами техники безопасности; с действием электрического тока на организм человека и мерами первой помощи при поражении током.

 

«Электрический ток и его действие на организм человека»
Цель урока:

• Ознакомить учащихся с причинами поражения током и правилами техники безопасности при работе с электричеством;

• Ознакомить с действием электрического тока на организм человека и мерами первой помощи при поражении током; правилами поведения во время грозы;

• Развитие творческих способностей учащихся; формирование умения работать с литературой, добывать и перерабатывать информацию; умения слушать, вести краткую запись.

 Слайд №1.

 

Организационный этап урока. Дидактическая задача:

подготовить учащихся к работе на уроке.

 

Содержание:

Взаимное приветствие учителя и учащихся, определение отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку.

 

Этап подготовки учащихся к усвоению новых знаний. Дидактическая задача

организовать целенаправленную познавательную деятельность учащихся.

 

Содержание этапа.

Вспомните, как часто вы смотрите телевизор, включаете свет и пользуетесь телефоном. Во всех этих случаях, как и во множестве других, используется электричество. Без электричества наш мир выглядел бы иначе. Электрический ток находит широкое применение в промышленности, на транспорте, в быту и различных учреждениях.

Ход урока:

Вопросы на повторение:

1. Что такое электрический ток?

2. Что называют силой тока?

3. Какова единица измерения силы тока?

4. С помощью какого прибора можно измерить силу тока?

5. Что такое напряжение?

6. Какова единица измерения напряжения?

7. Каким прибором можно измерить напряжение?

8. Что такое проводник? Диэлектрик?

Все вещества делятся на проводники и диэлектрики. Пользуясь электричеством человек не должен забывать о том, что тело является проводником. Работая с током, человек может получить электротравму. Чтобы это не произошло, необходимо выполнять элементарные правила техники безопасности. Все мы постоянно имеем дело с электроприборами. И не всегда по внешним признакам можно обнаружить грозящую для человека опасность, следовательно, человек должен иметь представление о причинах поражения током, знать действие тока на организм человека и меры первой помощи при поражении током. Эти вопросы мы рассмотрим сегодня на уроке.

 

Этап изучения нового материала. Дидактическая задача этапа:

сформировать знания об основных причинах поражения током, правилах техники безопасности при работе с электрическим током, действием электрического тока на организм человека, атмосферным электричеством, мерами первой помощи при поражении током.

 

Содержание этапа:

На доске записан план урока. По каждому из вопросов учащиеся подготовили рефераты. В плане урока представлено их основное содержание. Учащиеся слушают сообщение, и основные мысли записывают в тетрадь.

• Основные причины поражения током.

• Меры предосторожности при работе с электрическим током.

• Действие электрического тока на организм человека.

• Атмосферное электричество (молния).

• Первая помощь при поражении током. (слайд №2)

 

Послушаем первое сообщение «Основные причины поражения током».

При работе с электрическими приборами необходимо строго и неуклонно соблюдать меры предосторожности. Если этого не делать, ваша жизнь будет подвергаться опасности. Прежде всего, надо знать очаги электроопасности. Тело человека – проводник. Если случайно чело-век «включит» свое тело в сеть, то не избежит тяжелейшей травмы и даже смерти. Как же человек может «включить» себя в сеть? Рассмотрим несколько примеров.

П р и м е р 1. Человек, стоящий на хорошо изолирующем основании (например, на сухом деревянном полу), одновременно прикоснулся к двум оголенным проводникам, находящимся под напряжением. В этом случае через тело человека, его сердце и легкие пройдет ток от одной руки к другой. Это приведет к нарушению деятельности сердца и легких. (слайд №3)

П р и м е р 2. Человек, стоящий на хорошо изолирующем полу, одновременно коснулся оголенного провода, находящегося под напряжением, и металлического предмета, соединенного с землей, например батареи водяного отопления или водопроводного крана. В этом случае ток пройдет от руки через сердце и легкие к другой руке.(слайд №4)

П р и м е р 3. Человек, стоящий на хорошо проводящем основании, например на влажной земле или бетонном полу, коснется оголенного провода, находящегося под напряжением. Ток пройдет через тело человека от места соприкосновения с токоведущим проводом через сердце и легкие к ногам (слайд №5)

1. Опасно одновременное прикосновение к двум оголенным проводам, находящимся под напряжением.

2. Опасно одновременное прикосновение к одному оголенному проводу и к предмету, находящимся под напряжением и соединенным с землей.

3. Опасно пользоваться неисправным электрическим прибором.

4. Опасно для человека, стоящего на проводящем основании, подходить и тем более касаться оголенного провода, упавшего на землю.(записать в тетрадь)

Учитель подводит итог: Когда человек прикасается к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением, он становится частью образующейся цепи, через него протекает ток. Основными причинами электротравматизма являются: неисправность приборов или средств защиты; замыкание фазовых проводов на землю; нарушение техники безопасности при обращении с приборами и проводами. Значит, необходимы технически совершенные электроустановки и средства защиты от поражения электрическим током, а также соблюдение правил техники безопасности. А каковы же правила техники безопасности?

 

Сообщение учащегося «Меры предосторожности при работе с электрическим током».

Наиболее действенная профилактика электротравматизма – точное выполнение правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Ни в коем случае нельзя пренебрегать правилами техники безопасности: все работы, связанные с монтажом и ремонтом электрической сети, производить при полном снятии напряжения. Независимо от того, к какому напряжению подключены электроустановки, их ограждают для предупреждения возможности случайного прикосновения к токоведущим частям.

Для устранения опасности поражения электрическим током применяют защитные средства. Например, используют изолирующие подставки из сухой древесины, резиновые коврики, галоши и перчатки; специальные инструменты и приспособления с изолированными ручками;(слайд№6) С точки зрения электробезопасности помещения должны быть светлыми, сухими и теплыми, иметь диэлектрические (деревянные полы), без выбоин и щелей, поверхности стен, потолков, дверей – гладкие и матовые, радиаторы и трубопроводы отопительной и водопроводной систем – заземленные.

Во влажных помещениях необходимо использовать напряжение не выше 42 В, в особо опасных не выше 12 В.(дети подводят итог самостоятельно)

Учитель подводит итог: Много сделано, и многое делается в области охраны труда, но считать положение благополучным преждевременно. Данные по авариям и электротравматизму говорят о том, что большой процент несчастных случаев поражения током происходит со смертельным исходом. А сейчас познакомимся с некоторыми подробностями, касающимися опасности, которую может представлять электрический ток.

 

Сообщение учащегося «Действие электрического тока на организм человека».

Ещё раз напомню, что тело человека является проводником. Электрический ток, проходя через организм человека, раздражает и возбуждает живые ткани организма. Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое и световое воздействие.

При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов по пути прохождения тока. Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, в том числе крови, и нарушении её физико-химического состава. Механическое действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва. Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы. Световое действие приводит к поражению глаз.

Тяжесть поражения током зависит от силы тока, прошедшего через человека, характера тока (является он постоянным или переменным, т.е. изменяющимся по величине и направлению), продолжительности его действия, а также по какому пути внутри человека он шел. Наибольшую опасность представляет прохождение тока через мозг и те нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце человека. (На столах у учащихся таблица «Действие электрического тока на человека» (слайд№7).

Считают, что электрический ток вызывает паралич сердца. Интересно, что сила тока 0,05 – 0,1 А представляет наибольшую опасность для человека. При силе тока, значительно большей 0,1 А смерть не наступает, но возможны тяжелые ожоги. В литературе описаны случаи, когда во время казни на «электрическом стуле» сильный ток не давал сразу желаемого эффекта и человек буквально начинал гореть, прежде чем наступала смерть.

Наиболее чувствительными к току являются такие участки тела, как кожа лица, шеи и тыльной стороны ладоней. Их сопротивление существенно меньше, чем у остальных частей тела. Но самыми уязвимыми у человека являются так называемые акупунктурные точки на шее и мочках ушей: при ударе током в эти точки смертельным может оказаться даже напряжение 10-15 В.

Однако действие электрического тока на человеческий организм может быть не только отрицательным, но и положительным. Это используют в медицине. Например, при радикулите, невралгии и некоторых других заболеваниях применяют гальванизацию: приложив к пациенту электроды, пропускают через него слабый постоянный ток. Это оказывает боле-утоляющий эффект, улучшает кровообращение и т.д. Посредством электрических раздражений мозга (электрошоком) лечат некоторые психические заболевания; у больного при этом возникает судорожный припадок, по истечении которого он засыпает. Кратковременные высоковольтные электрические разряды через сердце помогают иногда предотвратить смерть пациента при тяжелом нарушении сердечной деятельности.(дети подводят итог сами)

Учитель подводит итог: Электротравмы – повреждение организмов электрическим током – встречаются в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту. Но их причиной может быть и атмосферное электричество (молния). Ежегодно в мире от ударов молнии погибают тысячи людей.

 

Сообщение учащегося «Атмосферное электричество (молния)».

Видеоролик о молнии

Удары молний исключительно опасны. Молния может разрушить здание, опору электропередач, заводскую трубу, вызвать пожар и т. п. Особенно опасна молния для человека. Её удар смертелен для всего живого, но в людей и животных молния ударяет сравнительно редко и только в тех случаях, когда сам человек из-за незнания подвергает свою жизнь опасности.(слайд№8)

Надо знать, что молния ищет кратчайший путь к поверхности Земли. Поэтому молния чаще ударяет в отдельные высокие предметы, а из двух предметов одинаковой высоты чаще в тот, который является лучшим проводником. Наиболее вероятен удар молнии в одиноко стоящие металлическую мачту, деревянный столб или дерево. Поэтому, находясь в поле, нельзя скрываться от дождя под одиноко стоящим деревом или в копне сена. В лесу надо уйти от очень высоких деревьев. В горах лучше всего спрятаться в пещеру или под глубокий уступ.

Для защиты одиноко стоящих сооружений используют молниеотвод. Молниеотвод защищает пространство на поверхности земли в радиусе, примерно равном высоте молниеотвода.

1 вопрос: как правильно вести себя во время грозы? (записать вопросы на доске перед сообщением для обсуждения в паре)

2 вопрос: почему дуб чаще других деревьев поражается молнией?

 

 

Послушаем сообщение

«Первая помощь при поражении током».(слайд№9)

При оказании первой помощи дорога каждая секунда. Чем больше времени человек находится под действием тока, тем меньше шансов спасти ему жизнь. Почти всегда сам человек не может освободиться от проводов или деталей, прикосновение к которым стало причиной его поражения. Это происходит потому, что электрический ток, протекая по телу человека, вызывает судорожное сокращение мышц. Сам человек не может освободиться от проводов еще и потому, что электрический ток быстро поражает центральную нервную систему и человек теряет сознание.

При всех несчастных случаях, прежде всего, необходимо освободить человека от дальнейшего воздействия на него электрического тока.

При низком напряжении можно воспользоваться сухой палкой, доской, веревкой, одеждой или другими сухими изоляторами. Нельзя пользоваться металлическими или мокрыми предметами. Необходимо помнить, что пострадавший, находящийся в контакте с токонесущими проводами или деталями, сам является проводником электрического тока. Поэтому необходимо принять меры предосторожности. Оттягивать пострадавшего от проводов надо за концы одежды одной рукой. Ни в коем случае нельзя работать неизолированными ручками: в противном случае вы тоже окажитесь в этой цепи и не сможете освободиться. Для изоляции себя от земли и от пострадавшего подающий помощь может надеть резиновую обувь, встать на сухую доску, на непроводящую ток подстилку или надеть резиновые перчатки. Можно предложить пострадавшему попробовать самому отделиться от земли: например, подпрыгнуть над полом.

Освободив пострадавшего от тока, необходимо: немедленно положить его на спину, дать ему полный покой, расстегнуть пояс и стесняющую дыхание одежду; необходимо дать понюхать нашатырный спирт.

Если пострадавший не подает признаков жизни, следует применять приемы искусственного дыхания и массаж сердца.

В любом случае при поражении электрическим током надо вызвать врача или срочно доставить пострадавшего в лечебное учреждение.

 

Этап проверки понимания учащимися нового материала. Дидактическая задача этапа:

Установить осознанность усвоения учащимися нового учебного материала.

 

Содержание этапа.

Вопросы и задания.

1. Почему при электромонтажных работах производимых под напряжением необходимо иметь обувь на резиновой подошве?

2. Отгадайте загадку. Меня никто не видит, но всякий слышит, а спутницу мою всякий может видеть, но никто не слышит.

3. Гроза опасное явление природы. Оно приносит немало бедствий, но с другой стороны молния является одним из наиболее величественных и красивейших явлений природы.

Вокруг стало темно, пошел дождь, и загремело. Я испугался и сел под большой дуб. Блеснула молния, такая светлая, что мне глаза больно стало, и я зажмурился. Над моей головой что-то затрещало и загремело; потом что-то ударило меня в голову. Я упал и лежал до тех пор, пока не перестал дождь. Когда я очнулся, по всему лесу капало с деревьев, пели птицы, и играло солнышко. Большой дуб сломался и из пня шел дым…. Платье на мне все было мокрое и липло к телу; на голове была шишка, и было немножко больно.

(Л.Н. Толстой «Как мальчик рассказывал про то, как его в лесу застала гроза».)

О каких физических явлениях и закономерностях не знал мальчик, пострадавший от молнии?

 

Этап подведения итогов урока. Дидактическая задача этапа:

Дать анализ успешности овладения знаниями и способами деятельности.

 

Содержание этапа:

Дать общую характеристику работы класса, показать успешность овладения содержанием урока, вскрыть недостатки и показать пути их преодоления.

 

Этап информации о домашнем задании.
Дидактическая задача этапа:

Дать домашнее задание, направленное на дальнейшее развитие знаний.

Домашнее задание. Ответить на вопросы:

1. Почему птицы садятся на провода, и их не убивает током?

2. Объясните с точки зрения физики пословицы «Гроза застала в поле – садись на землю», « В грозу зонтик не защита».

3. Представьте, что гроза застала вас на открытой местности, где растет одинокое дерево. Вы ведете на металлической цепочке собачку, в другой руке держите зонт. Как в таком случае наиболее правильно уберечь себя и собачку от грозы.

Действие электрического тока на человека