школьный курс физики

0,79 Mb. страница3/5Дата конвертации27.09.2011Размер0,79 Mb.Тип Смотрите также:     3     ^ ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИШкольники уже изучили потенциальные электростатическое и стационарное поля, а также вихревое магнитное поле. Теперь их нужно познакомить с вихревым электрическим полем, а также с изменениями во времени электрического и магнитного вихревых полей, со связью этих полей. Все это удается сделать при изучении явления электромагнитной индукции, открытого М. Фарадеем. Им же был сформулирован и закон электромагнитной индукции; во всех случаях ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную контуром, взятую с обратным знаком. Этот закон записывают в дифференциальном виде, но в школьном курсе вместо дифференциалов берут конечные приращения, или изменения. ЭДС электромагнитной индукции Знак «минус» в законе объясняется правилом Ленца или законом сохранения энергии. Явление электромагнитной индукции демонстрируют различными способами: при движении проводника в поле неподвижного магнита; при движении магнита относительно проводника; в моменты включения и выключения тока в катушке электромагнита; при увеличении и уменьшении тока в индукционной катушке. Таким образом, рассматривают все возможные случаи изменения магнитного потока, пронизывающего данный контур, случай относительного движения проводника и магнита. На существование вихревого электрического поля было указано Дж. Кл. Максвеллом. Ученый детально проанализировал явление электромагнитной индукции и сделал вывод: причина появления ЭДС индукции заключается в возникновении вихревого электрического поля. Индукционное электрическое поле имеет ряд особенностей (отличается от поля покоящегося заряда, поля постоянного тока), так как оно не вызвано каким-то определенным распределением зарядов, а определяется изменением магнитного поля. Особенности вихревого электрического поля целесообразнее выяснить, сравнивая его с другими видами полей, а именно: электрическим, имеющим потенциальный характер, и магнитным полем, которое, как и индукционное электрическое поле, является вихревым. Индукционное электрическое поле, в отличие от электростатического, не потенциально, оно является полем вихревым: линии напряженности вихревого электрического поля замкнутые (они представляют собой окружности, охватывающие изменяющийся магнитный поток), подобно линиям индукции магнитного поля прямолинейного проводника с током. ^ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА В РАЗДЕЛЕ «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА». КЛАССИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ В 1900 г. П. Друде разработал теорию электропроводности металлов, которую затем усовершенствовал Г. А. Лоренц. Электронная теория Лоренца дала электронную картину электромагнитных явлений. Объяснение различных свойств вещества существованием и движением в нем электронов составляет содержание электронной теории. Классическая электронная теория предполагает: 1)Движение электронов подчиняется законам классической механики. 2)Электроны друг с другом не взаимодействуют. 3)Электроны взаимодействуют только с ионами кристаллической решетки, взаимодействие это сводится только к соударениям, 4) В промежутках между соударениями электроны движутся совершенно свободно. 5) Электроны проводимости рассматривают как электронный, газ, подобно идеальному газу; идеальный газ подчиняется закону равномерного распределения энергии по степеням свободы, этому же закону подчиняется и электронный газ. Трудности классической электронной теории связаны с тем, что: а) электроны проводимости не подчиняются законам статистики Максвелла Больцмана; б) не учитывается взаимодействие электронов друг с другом; в) не учитывается, что электроны движутся в периодическом поле кристаллической решетки; г) движение электронов описывается не законами классической механики, а законами квантовой механики. На смену классической электронной теории пришла квантовая теория твердых тел. Скорость распространения электрического тока в проводниках это скорость, с которой распространяется действие электрического поля на заряды в проводнике. Поле почти мгновенно (со скоростью, близкой к скорости света) увлекает электроны в упорядоченное и очень медленное движение (доли мм/с). Средней скоростью упорядоченного движения электронов под действием электромагнитного поля определяют силу тока в проводнике: чем больше скорость упорядоченного движения электронов, тем большее число электронов пройдет через поперечное сечение проводника S в единицу времени: Школьники должны четко представлять себе различие между скоростью теплового хаотического движения электронов и скоростью дрейфа. Как известно, явление сверхпроводимости может быть объяснено только в квантовой физике. В школе материал о сверхпроводимости излагают в ознакомительном плане.^ К ИЗУЧЕНИЮ ПРОВОДИМОСТИ РАЗЛИЧНЫХ СРЕД Особенности и закономерности прохождения электрического тока через различного рода твердые, жидкие и газообразные вещества, вопросы практического использования электрического тока излагают в теме «Электрический ток в различных средах». Наиболее подробно изучают электрический ток в м

Методика изучения электродинамики в школьном курсе физики раздел «электродинамика» в школьном курсе физики 1 чел. помогло.

ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ - Методика изучения электродинамики в школьном курсе физики раздел «электродинамика»...