1

5.4. III курс «Электромагнетизм»

Тема 1. Электрическое и магнитное поле

Целевые результаты познавательной деятельности

По окончании курса ученик:

1) различает три значения слова заряд: а) свойство тела участвовать в

каком-либо взаимодействии, б) физическая величина, описывающая

это свойство и в) совокупность частиц, у которых есть данное

свойство;

2) знает общепринятое направление электрического тока, объясняет

независимость направления тока от знака носителей заряда и

использует при решении проблем формулу

;

3) знает, что у магнитного поля два принципиально различных

возможных источника – постоянный магнит и провод с током, а у

электростатического поля только один – заряженное тело,

объясняет проявление упомянутого факта в геометрии полей;

4) использует при решении проблем законы Кулона и Ампера

и ;

5) знает определения напряжённости электрического поля и

магнитной индукции и умеет применять формулы определения

и ;

6) использует правила определения направлений векторов

напряжённости электрического поля и магнитной индукции;

7) знает геометрические свойства магнитного поля прямого провода,

вытекающие из опыта Эрстеда, использует закон Ампера в виде F =

B I l sin α и применяет соответствующее правило для определения

направления силы;

Содержание обучения

1. Электрический заряд. Положительные и отрицательные заряды. Элементарный

заряд. Закон сохранения заряда. 2. Электрический ток. 3. Закон Кулона. Точечный

заряд. 4. Закон Ампера. Постоянный магнит и провод с током. 5. Векторные

величины, описывающие электрическое и магнитное поле – напряжённость

электрического поля и магнитная индукция. Напряжённость поля точечного заряда

и магнитная индукция прямого тока.

Основные понятия: электрический заряд, элементарный заряд, сила тока, точечный

заряд, постоянный магнит, намагничивание вещества, магнитная иголка, электрическое

поле, магнитное поле, напряжённость магнитного поля, магнитная индукция. Единицы

измерения: ампер, кулон, вольт, электрон-вольт, вольт на метр, тесла.

Практические работы и применение ИКТ

1. Практическое исследование законов электростатики с помощью двух

электрических маятников (электризованного цилиндра из фольги, висящего на

конце нити) или компьютерная симуляция того же исследования.

2

2. Изучение магнитного взаимодействия двух проводов с помощью

демонстрационного опыта или компьютерной симуляции.

Тема 2. Потенциал. Однородное электрическое и магнитное поля

8) использует при решении проблем формулы

, и ;

9) объясняет различия в использовании понятий напряжение и

потенциал;

10) рисует E-вектор электростатического поля, создаваемого не более

чем двумя источниками поля, а также B-вектор магнитного поля,

создаваемого отрезком провода или постоянным магнитом в

заданной точке, рисует силовые линии этих полей и

эквипотенциальные поверхности электростатического поля;

11) знает, что между двумя разноименно заряженными пластинами возникает однородное

электрическое поле и что в соленоиде возникает однородное магнитное поле; умеет

рисовать силовые линии этих полей.

Содержание обучения

1. Потенциал и напряжение электрического поля. 2. Связь напряжения и

напряжённости поля. 3. Визуализация поля: силовая линия поля и

эквипотенциальная поверхность. 4. Однородное электрическое поле между двумя

разноименно заряженными пластинами, однородное магнитное поле в соленоиде.

Основные понятия: потенциал, напряжение, силовая линия, эквипотенциальная

поверхность, однородное поле. Единицы измерения: ампер, кулон, вольт, электрон-вольт,

вольт на метр, тесла.

Тема 3. Электромагнитное поле

Целевые результаты познавательной деятельности

По окончании курса ученик:

1) применяет при решении проблем формулу силы Лоренца LF = q v B sin α и умеет

определять направление силы Лоренца;

2) применяет формулу напряжения, индуцируемого на концах отрезка провода,

движущегося в магнитном поле U=v l B sin α ;

3) использует понятие электродвижущей силы и знает, что

электродвижущая сила индукции является суммой всех

индуцируемых напряжений;

4) объясняет значение физической величины магнитный поток, знает

определение магнитного потока и использует при решении проблем

формулу-определение магнитного потока ;

5) объясняет на примере действие закона электромагнитной индукции

Фарадея и использует при решении проблем формулу

;

6) объясняет возникновение вихревого электрического поля при

изменении магнитного потока.

Содержание обучения

3

1. Магнитная сила, действующая на движущуюся заряженную частицу.

2. Напряжение, индуцируемое на концах отрезка провода, движущегося в

магнитном поле. 3. Опыты Фарадея. Электродвижущая сила индукции.

Понятие магнитного потока. 4. Закон электромагнитной индукции Фарадея.

5. Правило Ленца.

Основные понятия: Сила Лоренца, явление электромагнитной индукции,

вихревое электрическое поле, электродвижущая сила индукции, магнитный

поток. Единицы измерения: вебер.

Практические работы и применение ИКТ

1. Изучение факторов, влияющих на электродвижущую силу индукции,

возникающую в катушке (обязательная практическая работа).

Практическая работа с помощью двух катушек индуктивности с

железным сердечником, источника тока, постоянного магнита и

измерительного прибора, работающего гальванометром.

Тема 4. Конденсатор и катушка индуктивности

7) объясняет понятие самоиндукция;

8) знает определения физических величин ёмкость и индуктивность,

а также единицы измерения этих величин, использует при решении

проблем связи

и ;

9) знает, что конденсаторы и катушки индуктивности используются

соответственно для сохранения энергии электрического или

магнитного поля;

10) использует при решении проблем формулы энергии

электрического и магнитного поля

и .

Содержание обучения

1. Конденсатор и катушка индуктивности. 2. Ёмкость и

индуктивность. 3.Энергия электромагнитного поля.

Основные понятия: конденсатор, ёмкость, самоиндукция, индуктивность,

электромагнитное поле. Единицы измерения: вебер, фарад и генри.

4. Практические работы и применение ИКТ

1. Знакомство с работой конденсаторов и катушек индуктивности, а также приложениями

с помощью демонстрационных опытов или компьютерных симуляций.

Тема 5. Электромагнитные волны

Целевые результаты познавательной деятельности

По окончании курса ученик:

1) объясняет принцип дуализма света и его связь с атомистическим принципом;

2) применяет при решении проблем формулу энергии кванта Ekv = h f;

3) знает, что волновые свойства света проявляются при распространении света, а свойства

частицы при возникновении (излучении) и исчезновении (поглощении) света;

4) описывает шкалу электромагнитных волн, определяет электромагнитное излучение с

заданным спектральным параметром как принадлежащее к некоторой определённой

области этой шкалы;

4

5) находит на основе одного заданного спектрального параметра (длина волны в вакууме,

частота, энергия кванта) другие;

6) знает границы длин волн видимого света и последовательность длин волн основных

цветов;

7) знает понятия амплитуды и интенсивности волн и умеет их использовать при решении

проблем;

8) объясняет условия когерентности света и необходимость их выполнения при получении

наблюдаемой интерференционной картины;

9) объясняет по рисунку явления интерференции и дифракции в оптике;

10) объясняет сущность поляризованного света.

Содержание обучения

1. Шкала электромагнитных волн. Длина волны и частота. 2. Оптика – учение о

возникновении, распространении и исчезновении света. Дуализм света и принцип

дуализма в природе. Энергия фотона. 3. Связь цвета видимого света с длиной

световой волны в вакууме. Амплитуда и интенсивность электромагнитных волн. 4.

Дифракция и интерференция, примеры их применений. Поляризованный свет, его

получение, свойства и применения.

Основные понятия: электромагнитная волна, шкала электромагнитных волн, длина

волны, частота, энергия кванта (фотона), принцип дуализма, амплитуда, интенсивность,

дифракция, интерференция, поляризация.

Практические работы и применение ИКТ

Изучение дифракционной картины, получаемой от одной щели, двойной

щели и волоса с помощью лазера, установление обратной

пропорциональности ширины щели и ширины дифракционной картины в

ходе практической работы или с помощью компьютерной модели.

Тема 6. Взаимодействие света и вещества

Целевые результаты познавательной деятельности

По окончании курса ученик:

1) знает закон преломления света;

2) использует связи и ;

3) конструирует ход лучей для выпуклой и вогнутой линзы;

4) использует формулу линзы для выпуклой и вогнутой линзы

;

5) знает границы длин волн видимого света и последовательность

длин волн основных цветов;

6) описывает разложение белого света в спектр на примере призмы и

дифракционной решётки;

7) знает основные виды спектров и знает, при каких условиях они

проявляются;

8) различает тепловое излучение и люминесценцию, приводит

примеры соответствующих источников света.

Содержание обучения

1. Отражение и преломление света. Закон преломления. Связь показателя

преломление с излучением света. 2. Возникновение изображения с помощью

линзы и формула линзы. 3. Дисперсия света. Принцип работы спектроскопа.

Спектральный анализ. 4. Излучение света. Тепловое излучение и

люминесценция.

5

Основные понятия: отражение, преломление, абсолютный и относительный

показатель преломления, собирающая и рассеивающая линза, фокус,

фокусное расстояние, дисперсия света, призма, спектральный прибор,

тепловое излучение, люминесценция.

Практические работы и применение ИКТ

1. Определение показателя преломления прозрачного вещества

(обязательная практическая работа).

2. Знакомство со световыми источниками различного типа.