9.1. Методика формувань основних понять теми «Магнітне поле»
Вивчання даної теми опирається на основні знання учнів про електромагнітні явища, отримані в курсі 8 у розділі «Ел.-Магн. явища» і продовжується в 10 кл. в розділі «Магн. поле»:
Навколо зарядів, що рухаються існує магн. Поле; Між провідниками зі струмом виникають магн. сили; Магн. сили виявляються також між постійними магнітами; Електр. струм – це впорядкований рух електричних зарядів; Навколо електричних зарядів існує ел. поле; Ел.-магн. взаємодії передаються з великою, але скінченною шв.- 3*105м/с
У 8 кл. учні отримують також початкові представлення про магн. лінії магн. поля і їх напрям. Перераховані факти з курсу фізики 8 кл., нажаль в значній мірі виявляються забутими або в будь-якому випадку безефективними. Відновити їх, а потім взяти за основу-основна задача вчителя, який починає вивчення цієї теми в 10 кл.
Вивчення теми почин. З розгляду фундаментальних дослідів, які показують виникнення сил між зарядами, що рухаються, які відрізняються від сил кулонівської взаємодії. Ці сили були виявлені вперше по їх дії на магнітну стрілку і названі магнітними, хоча з точки зору сучасних поглядів на природу магнетизму, їх треба було б назвати електродинамічними.
Весь
матеріал можна розбити на 2 частини. 1:
вивчення
магн. поля зарядів, що рух.(струм) і його
силової характеристики-
.
2:
вивчення сил, що діють на заряди, що
рух.(струм) у заданому магн. полі і з-н
Ампера, сила Лоренцо. При вивченні цього,
а також наступного матеріалу про
ел.-магн. індукцію необхідно формування
в учнів цілого ряду нових для них фізичних
понять з якими вони раніше не зустрічались.
Пояснюється це тим, що явища ел.-магнетизму описуються р-ями Максвела, які є тут дуже важливими. Вчитель повинен пам’ятати, що в сучасній інтегральній формі ці р-ння мають вигляд:
;
;
;
.
Ці
р-ння описують властивості ел.-магн.
поля, яке в основному якісно вивчається
в школі. У зв’язку з тим в середній школі
не вводять поняття напруж. магн. поля
,
і вектора ел. індукції
.
В подальшому при аналізі р-нь Максвела
будемо записувати їх з використ. магн.
індукції
і напруж. ел. поля
,
маючи
на увазі, що
.В
темі нас будуть цікавити 1) і 4)
р-ння.
Так як поняття магн. поле досить важке треба звернути особливу увагу на створення в учнів наглядних представлень про його властивості і прояву. Дня цього в повній мірі потрібно використовувати фізичний експеримент. Важливим також є теоретичний аналіз і співставлення властивостей маг. та ел. полів, які представляють собою різні сторони единого ел.-магн. поля.
У зв'язку з цим одним з найважчих питань є формування в учнів поняття про магнітні сили, як релятивіський ефект. Дане поняття формується поступово при вивченні всіх розділів електромагнетизму. В кінці учні мають засвоїти, що ел.-магн. явища, як і механічні явища потребують для їх опису задання системи відліку. Магнітні сили залежать від шв. руху зарядів по відношенню до вибраної системи відліку.
При вивченні теми потрібно також привернути увагу на її політехнічну направленість. Ел.-магн. явища лежать в основі багатьох технологічних процесів, технічних приладів, пристроїв та машин. Поряд з розповіддю вчителя тут потрібно самим широким способом використовувати покази технічних пристроїв і машин, також демонструвати різні технічні моделі.