УСІ УРОКИ ФІЗИКИ 11 клас
АКАДЕМІЧНИЙ РІВЕНЬ

1-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

3. Електромагнітне поле

УРОК 12/39

Тема. Магнітні властивості речовини

 

Мета уроку: ознайомити учнів із магнітними властивостями речовини.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань

5 хв.

1. Явище й закон електромагнітної індукції.

2. Явище самоіндукції.

3. Індуктивність.

4. Енергія магнітного поля.

Вивчення нового матеріалу

30 хв.

1. Як середовище впливає на магнітне поле.

2. Діа- і парамагнетики.

3. Феромагнетики.

Закріплення вивченого матеріалу

10 хв.

1. Якісні питання.

2. Навчаємося розв’язувати задачі.

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Як середовище впливає на магнітне поле

Напруженість електричного поля в середовищі завжди менша, ніж у вакуумі. Середовище здійснює впливи й на магнітне поле: будь-яка речовина, поміщена в магнітне поле, намагнічується.

Ø  Фізична величина, що характеризує намагнічування, називається намагніченістю J:

image287

де B = μB0 — магнітна індукція магнітного поля в речовині; B0 — магнітна індукція магнітного поля у вакуумі; μ — відносна магнітна проникність середовища.

Ø  Відносна магнітна проникність  — це фізична величина, що характеризує магнітні властивості речовини й дорівнює відношенню магнітної індукції B магнітного поля в речовині до магнітної індукції B0 магнітного поля у вакуумі:

image286

2. Диа- і парамагнетики

Залежно від значення відносної магнітної проникності всі речовини можна розділити на дві групи:

1) парамагнетики, для яких μ більше одиниці (μ > 1);

2) діамагнетики, для яких ц дещо менше одиниці (μ < 1).

Наприклад, парамагнетики — вольфрам (μ > 1,000175), кисень (μ > 1,000017), ебоніт (μ > 1,000014 ). Це означає, що речовина в зовнішньому магнітному полі 0 створює слабке власне магнітне поле, напрямок якого збігається з напрямком B0.

Наприклад, діамагнетики — вісмут (0,99983), мідь (0,999912), вода (0,999991). Це означає, що речовина в зовнішньому магнітному полі B0 створює слабке власне магнітне поле, напрямок якого протилежний до напрямку 0.

Розбіжності в намагнічуванні парамагнетиків і діамагнетиків якісно легко виявити, спостерігаючи поводження речовин у сильному магнітному полі.

Речовини, у яких μ » 1, називають феромагнетиками (наприклад, магнітна проникність заліза може бути 5000 і вище). Це означає, що речовина в зовнішньому магнітному полі 0 створює своє, дуже сильне магнітне поле, напрямок якого збігається з напрямком 0.

3. Феромагнетики

Феромагнетики зазвичай виділяють в окремий клас речовин через низку міркувань:

• їхня магнітна проникність μ » 1;

• у складний спосіб залежить від магнітної індукції намагнічувального поля;

• феромагнітні властивості проявляються не в окремих атомах, а в кристалах загалом;

• за певної для конкретного феромагнетика температури феромагнітні властивості його зникають.

До феромагнетиків належать дев’ять хімічних елементів (залізо, кобальт, нікель і ін.), деякі сплави й хімічні сполуки.

Магнітна проникність феромагнетиків непостійна. Вона залежить від вектора магнітної індукції. Під час вимикання зовнішнього магнітного поля феромагнетик залишається намагніченим, тобто створює магнітне поле в навколишньому просторі.

Упорядковані орієнтації елементарних струмів не зникають після вимикання зовнішнього магнітного поля. Завдяки цьому існують постійні магніти.

Необхідно звернути увагу учнів на те, що самі атоми феромагнітної речовини, будучи ізольованими один від одного, не проявляють жодних феромагнітних властивостей.

Феромагнітні властивості — властивості речовини, а не окремих ізольованих атомів.

Отже, для виникнення феромагнетизму в речовині необхідна особлива кристалічна структура феромагнітних тіл.

За температури, що перевищує певне значення для конкретного феромагнетика, феромагнітні властивості його зникають. Цю температуру називають температурою Кюрі. Наприклад, температура Кюрі для заліза становить 753 °С, для нікелю — 365 °С, для кобальту — 1000 °С.

Легкі удари по торцю сталевого стрижня, розташованого уздовж ліній індукції магнітного поля Землі, полегшують намагнічування стрижня. Сильні удари по постійному магніту можуть призвести до його розмагнічування.

Особливу увагу на цьому уроці вчитель повинен приділити застосуванню феромагнетиків у різноманітних технічних пристроях: постійні магніти; ферити; порошкові магніти; магнітні підсилювачі; магнітний звукозапис; магнітна дефектоскопія; магнітні сепаратори.

 

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Яка величина характеризує магнітні властивості середовища?

2. Магнітний момент атома деякої речовини дорівнює нулю. До якого класу належить ця речовина?

3. Чому на заводах для перенесення розпечених болванок не застосовують електромагнітні підйомні крани?

Другий рівень

1. Чому полум’я виштовхується з магнітного поля?

2. Як розмагнітити сталь і як зберегти магнітні властивості магніту постійними?

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Цвяхи у ящики іноді упаковують у сильному магнітному полі. Чим вигідний такий спосіб упакування?

2. Які переваги дає застосування в магнітних пристроях нових сплавів зі збільшеним значенням ц ?

2). Навчаємося розв'язувати задачі

1. У якій воді — холодній чи гарячій — звичайний смуговий магніт може підняти більший вантаж?

2. У якому напрямку в неоднорідному магнітному полі рухається кулька, виготовлена з: а) парамагнетика; б) діамагнетика?

 

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

•  Фізична величина, що характеризує намагнічування, називається намагніченістю J :

•  Відносна магнітна проникність μ — це фізична величина, що характеризує магнітні властивості речовини й дорівнює відношенню магнітної індукції B магнітного поля в речовині до магнітної індукції B0 магнітного поля у вакуумі.

image289

•  Залежно від значення відносної магнітної проникності всі речовини можна розділити на дві групи:

1) парамагнетики, для яких μ більше від одиниці (μ > 1);

2) діамагнетики, для яких μ дещо менше за одиницю (μ < 1).

•  Речовини, у яких μ » 1, називають феромагнетиками.

 

Домашнє завдання

Підр-1: § 24; підр-2: § 11 (п. 1, 2).






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.