Geum.ru

Лабораторная работа 11 класс

Вид материалаЛабораторная работа

Содержание


Оборудование для фронтального эксперимента
Ход урока
II. Проведение фронтального эксперимента
III. Проведение компьютерной лабораторной работы
B12 = 2,5·10 Тл, от второго тока B
1. Контрольные вопросы
Подобный материал:

МОУ «Тимоновская средняя общеобразовательная школа»


«Взаимодействие параллельных

токов»

Лабораторная работа

11 класс


2005 г.

Цель работы: Исследовать взаимодействие параллельных токов, изучить возникающие вокруг проводников магнитные поля.

Оборудование для демонстрационного эксперимента: ленты из фольги, штатив, ключ, цветные соединительные провода, источник постоянного тока на 12 В.

Оборудование для фронтального эксперимента: проволочные мотки, штатив, цветные соединительные провода и источник постоянного тока на 4 В.

Данная компьютерная лабораторная работа должна проводиться только после проведения реальных физических экспериментов.

Ход урока:

I. Проведение демонстрационного эксперимента .

Проводится демонстрационный эксперимент «Взаимодействие двух параллельных токов» с лентами из фольги, или показать видеофрагмент с диска «Физика. 7-11 Практикум». При этом целесообразно показать взаимодействие токов на двух опытах, вначале на двух параллельных проводниках с током одинакового и противоположного направлений. Вокруг каждого проводника с током обнаруживается магнитное поле (см. рис.). Акцентировать внимание учащихся на то, что силовые линии магнитного поля вокруг проводника с током являются концентрическими окружностями и лежат в плоскости, перпендикулярной этому проводнику.

Затем перейти к фронтальному эксперименту взаимодействия катушек с током, который будут проводить сами учащиеся.

Объяснить учащимся, что первый эксперимент достаточно труден в исполнении и требует тщательной подготовки. Именно поэтому фронтально учащимся предлагается провести эксперимент по взаимодействию двух круговых токов, используя проволочные мотки, ключ, штатив, цветные соединительные провода и источник постоянного тока на 4 В.

II. Проведение фронтального эксперимента

Отметить направление тока в каждом витке, используя цветные провода. Включив на непродолжительное время ток, пронаблюдать взаимодействие двух катушек с током.

Учащиеся должны зафиксировать притяжение и отталкивание двух катушек с током в зависимости от направления тока. Витки с током одинакового направления притягиваются, а противоположного – отталкиваются.

После первичного формирования представлений о взаимодействии двух проводников с токов, акцентируем внимание учащихся на вопросы:
  1. Магнитное поле создается электрическим током каждого проводника. Силовые линии магнитного поля обозначены на рисунке красным цветом;
  2. Магнитное поле обнаруживается по его действию на электрический ток. Соответствующие силы обозначены как и синим цветом.
  3. Векторы и магнитной индукции параллельных токов I1 и I2 лежат в плоскости, перпендикулярной обоим токам. Следовательно, направление тока в проводнике I1 и I2, направление магнитного поля и и направление сил, действующих на проводники и, связаны между собой.

III. Проведение компьютерной лабораторной работы

Учащимся рекомендуется ознакомиться с соответствующей интерактивной моделью

Затем ответить на контрольные вопросы к лабораторной работе «Взаимодействие параллельных токов», подготовленные в бланках лабораторных работ:

После этого провести компьютерные эксперименты по определенным заданиям и проверить свои решения. Компьютерные эксперименты к лабораторной работе, по которым можно провести соответствующий компьютерный эксперимент, специально составлены как задания с числами, соответствующими интерактивной лабораторной работе.

По умолчанию, в компьютерной лабораторной работе установлено значение I1 = 1,0 A, I2 = 1,5 A. (См. рис.). В модели можно изменить направление тока, протекающего по проводнику, изменив соответствующее значение силы тока. Установите значение I1 = 0,5 A, I2 = 2 A. Как изменилась картина силовых линий магнитного поля?



рис. 1 рис.2

В тетрадях для лабораторных работ у учащихся после выполнения компьютерной лабораторной работы «Взаимодействие параллельных токов» должны быть записи:
  1. Данные по проведению фронтального эксперимента.
  2. Ответы на контрольные вопросы. (Верные ответы: 1 –1, 2 –3, 3 –2, 4 –1, 5 –3, 6 –5)
  3. Данные по проведению компьютерных экспериментов.

Ответ к эксперименту 1: Индукция магнитного поля направлена в одну сторону. От первого тока B12 = 2,5·10–7 Тл, от второго тока B21 = 5·10–7 Тл.

Ответ к эксперименту 2: В 2 раза.

Ответ к эксперименту 3: Уменьшится в 2 раза.

Ответ к эксперименту 4: Уменьшится в 3 раза.


Бланк к лабораторной работе «Взаимодействие параллельных токов»

1. Контрольные вопросы
  1. Каковы направления тока в проводах и индукции магнитного поля от них, если параллельные провода притягиваются?
    1. Токи протекают в одном направлении, индукция магнитного поля от проводов направлена в разные стороны;
    2. Токи протекают в разных направлениях, индукция магнитного поля от проводов направлена в одну сторону;
    3. Токи протекают в одном направлении, индукция магнитного поля от проводов направлена в одну сторону;
    4. Токи протекают в разных направлениях, индукция магнитного поля от проводов направлена в разные стороны;
    5. Токи протекают в одном направлении, индукция магнитного поля от проводов направлена в ту же сторону.
  2. Как взаимодействуют параллельные проводники с током, если токи протекают в разных направлениях, и как направлена индукция магнитного поля от каждого из проводов?
    1. Проводники притягиваются, векторы индукции магнитного поля от проводов направлены в разные стороны;
    2. Проводники притягиваются, векторы индукции магнитного поля от проводов направлены в одну сторону;
    3. Проводники отталкиваются, векторы индукции магнитного поля от проводов направлены в одну сторону;
    4. Проводники отталкиваются, векторы индукции магнитного поля от каждого из проводов направлены в разные стороны;
    5. Проводники притягиваются, векторы индукции магнитного поля от каждого из проводов параллельны направлению соответствующих токов.
  3. По двум параллельным проводам в одном направлении протекает электрический ток 1 А. Расстояние между проводами 1 м. Определите, как изменится сила Ампера, действующая на участок провода, если расстояние между проводами увеличить в 2 раза?
    1. Увеличится в 2 раза;
    2. Уменьшится в 2 раза;
    3. Увеличится в 4 раза;
    4. Уменьшится в 4 раза;
    5. Не изменится.
  4. По двум параллельным проводам в разных направлениях протекает электрический ток 2 А. Расстояние между проводами 1 м. Определите, как изменится сила Ампера, действующая на участок провода, если расстояние между проводами уменьшить в 2 раза?
    1. Увеличится в 2 раза;
    2. Уменьшится в 2 раза;
    3. Увеличится в 4 раза;
    4. Уменьшится в 4 раза;
    5. Не изменится.



  1. По двум бесконечным параллельным проводникам протекают токи в разных направлениях. Определить направление индукции магнитного поля от каждого проводника.
    1. Вектор индукции магнитного поля от каждого проводника направлен в ту же сторону, что и соответствующий ток;
    2. Вектор индукции магнитного поля от каждого проводника направлен в противоположную сторону к соответствующему току;
    3. Векторы индукции магнитного поля от каждого проводника направлены в одну сторону по касательным к окружностям, центр которых находится на оси проводников;
    4. Индукция магнитного поля от каждого проводника направлена в разные стороны по касательным к окружностям, центр которых находится на оси проводников;
    5. Определить направление индукции магнитного поля от каждого проводника невозможно.
  2. По двум параллельным проводам в разных направлениях протекает электрический ток 1 А. Расстояние между проводами 1 м. Определите, как изменится сила Ампера, действующая на участок провода, если расстояние между проводами уменьшить в 2 раза, а силу тока в одном из проводов увеличить в 4 раза?
    1. Увеличится в 2 раза;
    2. Уменьшится в 2 раза;
    3. Увеличится в 4 раза;
    4. Уменьшится в 4 раза;
    5. Увеличится в 8 раз.

Эксперимент № 1. По двум бесконечным параллельным проводникам протекают токи 1 А и 2 А в разных направлениях. Расстояние между проводниками 0,8 м. Определить величину и направление индукции магнитного поля на расстоянии 0,8 м от каждого проводника. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.


Эксперимент № 2. Сила тока в проводниках, расположенных параллельно на расстоянии 1 м друг от друга, равна соответственно 1 А и 2 А. Токи протекают в одном направлении. Определить индукцию магнитного поля на расстоянии 1 м от каждого проводника. Во сколько раз по модулю индукция от второго проводника больше индукции от первого проводника? Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ. Индукция магнитного поля B12 = 2·10–7 Тл, B21 = –4·10–7 Тл.


Эксперимент № 3. По двум длинным параллельным проводникам, находящимся на расстоянии 0,5 м течет ток соответственно 2 А и 1,5 А в разных направлениях. Определить, во сколько раз изменится сила взаимодействия, если расстояние увеличить в 2 раза. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.


Эксперимент № 4. По двум длинным параллельным проводникам, находящимся на расстоянии 0,5 м, протекают токи в одном направлении. Сила тока в проводниках 2 А. Во сколько раз изменится сила взаимодействия проводников, если расстояние увеличить в три раза. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.