EZZ-SCHOOLBOOKS
Гончарук Олександр
Розділ підручника:Розділ 2. Магнітні та електромагнітні явища • с. 103
§ 15⏱ 20 хвСкладність: ⭐⭐🏆 +120 XPПрограма МОН 100%

Дія магнітного поля на рамку зі струмом. Електродвигун

За підручником: В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий, Ф. Я. Божинова, О. О. Кірюхіна. «Фізика, 9 клас» (Видавництво «Ранок», 2026)
Розробник платформи:Гончарук Олександр
👩‍🏫Методичні акценти для вчителя • План проведення уроку на 45 хвНУШ
▼
🎯 Очікувані результати навчання (НУШ):

Формування предметних компетентностей за темою «Дія магнітного поля на рамку зі струмом. Електродвигун», розвиток критичного мислення, вміння аналізувати причинно-наслідкові зв'язки та застосовувати набуті знання на практиці.

💬 Провокативне питання для старту:

Використайте блок «Гачок (Hook)» нижче для 2-хвилинної розминки з класом перед поясненням нового матеріалу.

⏱️ Рекомендований таймінг 45-хвилинного уроку:
0–5 хв
Гачок & Місія
5–20 хв
Теорія & Інтерактив
20–30 хв
Робота «У зошит»
30–40 хв
Бос-тест уроку
40–45 хв
Рефлексія & XP
📋 Готовий запис для електронного журналу (НЗ.ua / Human / Єдина Школа):

Тема: Розділ 2. Магнітні та електромагнітні явища • с. 103. Дія магнітного поля на рамку зі струмом. Електродвигун. Д/з: опрацювати матеріал уроку та завдання «У зошит» на платформі EZZ-SCHOOL BOOKS.

⚡ Фронтальне бліц-опитування класу на початку уроку (2 хв):
  1. Що є ключовим поняттям теми «Дія магнітного поля на рамку зі струмом. Електродвигун» і чому воно важливе?
  2. Де у повсякденному житті, науці чи IT ми стикаємося з цим явищем/алгоритмом?
  3. Яка найпоширеніша помилка виникає під час першого знайомства з матеріалом?
🏠 Диференційоване домашнє завдання:
  • Базовий рівень (обов'язковий): опрацювати конспект і блок «У зошит».
  • Достатній рівень: скласти власну шпаргалку та пройти MiniCheck.
  • Високий / STEM: виконати симуляцію у лабораторії та скласти BossQuiz на 100 XP.
📊 Критерії формувального оцінювання:
1–6 б: Відтворює означення, виконує вправи за алгоритмом.
7–12 б: Самостійно розв'язує проблеми, аналізує моделі.
🎯

Твоя місія на цей урок

Натискай на цілі у міру їх опанування:

4 цілей
  • 1З’ясувати дію сил Ампера на протилежні сторони прямокутної рамки зі струмом.
    Опанувати ➔
  • 2Зрозуміти обертальний момент сил та положення стійкої рівноваги рамки в магнітному полі.
    Опанувати ➔
  • 3Вивчити роль колектора (півкілець) і щіток для неперервного односпрямованого обертання.
    Опанувати ➔
  • 4Опанувати будову та принцип дії електродвигуна постійного струму (ротор, статор, колектор).
    Опанувати ➔
🎯 Гачок уроку • Вгадай

🏎️ Чому сучасні електромобілі розганяються до 100 км/год швидше за суперкари з бензиновими двигунами?

Бензиновий двигун складається з сотень рухомих поршнів, клапанів і колінвалів, втрачаючи 70% палива на марне тепло. А серце електромобіля — компактний електродвигун вагою всього кілька десятків кілограмів з ККД понад 90%! Як магнітне поле перетворює електрику на нестримне обертання коліс?

1. Обертальний момент магнітних сил на прямокутну рамку

Якщо в однорідне магнітне поле помістити прямокутну дротяну рамку зі струмом, на її протилежні сторони діятимуть сили Ампера. За правилом лівої руки, оскільки струм у протилежних сторонах тече в протилежних напрямках, сили Ампера спрямовані в протилежні боки: одна сила штовхає рамку вгору, інша — вниз!

Ця пара сил створює обертальний момент M = F_A · d, який повертає рамку до положення стійкої рівноваги — поки площина рамки не стане перпендикулярною до ліній магнітної індукції. Пройшовши це положення за інерцією, рамка зупиниться і почне коливатися.

Щоб рамка оберталася безперервно в один бік, необхідно перемикати напрямок струму в ній кожні пів оберту в мить проходження положення рівноваги!

2. Будова та принцип дії електродвигуна постійного струму

Електродвигун — це машина, що перетворює електричну енергію на механічну роботу. Основні вузли:

Статор (нерухома частина)

Корпус із постійними магнітами або електромагнітами збудження, що створюють сильне магнітне поле.

Ротор / Якір (обертова частина)

Вал із залізним осердям і численними пазами, в які вкладено обмотки з мідного дроту.

Колектор і щітки (ключовий винахід!)

Мідні півкільця (колекторні пластини), закріплені на валу ротора. До них притиснуті нерухомі графітові щітки, що підводять струм від батареї. При повороті ротора на 180° щітки автоматично переходять на протилежні пластини колектора, змінюючи напрямок струму в обмотці! Завдяки цьому обертальний момент сил Ампера діє неперервно в один і той самий бік.

Переваги електродвигунів: ККД понад 90–95% (у двигунів внутрішнього згоряння лише 25–35%), відсутність токсичних викидів, миттєвий максимальний крутний момент із нульових обертів (електромобілі Tesla, потяги метро, трамваї, дрони).

✓ Швидка перевірка (Mini-Check)

Яку роль виконує колектор у двигуні постійного струму?

📌

Шпаргалка до § 15: Дія магнітного поля на рамку зі струмом. Електродвигун

Усе найважливіше для повторення перед уроком або самостійною роботою

🔄 Обертання

Дві протилежні сили Ампера створюють обертальний момент на сторони рамки.

⚙️ Колектор

Розрізні півкільця, що перемикають струм у рамці кожні півоберта.

🔋 Складники

Ротор (обертовий якір), статор (нерухомий магніт), колектор і щітки.

🌿 Екологічність

ККД понад 90%, відсутність шкідливих викидів в атмосферу.

🃏

Самоперевірка (картки знань)

Натискай для перевороту (або Пробіл / ◀ ▶ на клавіатурі)

0/4 вивчено
🗒️

У зошит (за підручником)

Вправи з підручника «Фізика 9 клас (Бар'яхтар, Довгий та ін., Ранок 2026)», § 15, с. 103. Виконуй у робочий зошит або за комп'ютером за вказівкою вчителя:

Домашка • 3 завд.
Вправа 15.1 (с. 108)

Визначення напрямку обертання рамки за правилом лівої руки

💡 Підказка від нас: Знайди напрямок сили Ампера для лівої та правої сторін рамки: одна сила спрямована вгору, інша вниз — визнач напрямок обертання за чи проти стрілки годинника.

Вправа 15.2 (с. 108)

Пояснення призначення щіток у колекторному вузлі

💡 Підказка від нас: Графітові щітки забезпечують рухомий ковзний електричний контакт між нерухомими проводами джерела та обертовими пластинами колектора.

Вправа 15.4 (с. 109)

Розрахунок ККД тягового електродвигуна тролейбуса

💡 Підказка від нас: ККД η = P_корисна / P_загальна = (F_тяги · v) / (U · I). Врахуй, що ККД електротранспорту перевищує 85-90%.

👾

Бос-тест до § 15: Дія магнітного поля на рамку зі струмом. Електродвигун

Питання 1 з 3 • Завдай удару по босу теми

+120 XP Рахунок: 0/3
❤️ Здоров'я Боса (HP): 100% Питання 1/3

Чому рамка без колектора не може неперервно обертатися в магнітному полі?