Конспект урока по физике для 8 класса на тему "Постоянные магниты. Магнитное поле Земли"

«Постоянные магниты. Магнитное поле Земли»

Ход урока

I.      Учитель: Для успешной работы нам необходимо повторить раннее                          

                 полученные знания. Нужно ответить на тестовые вопросы Сл.1 - 3

II.  Изучение нового материал

Наверное, каждый из вас с раннего детства слышал что-нибудь о магните.

И прежде чем объявить вам тему нашего урока расскажу вам легенду.

Много веков назад пастух по имени Магнус обнаружил, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к черному камню, который лежал в горах. Пастух был поражён чудесной силой камня. Этот камень в дальнейшем стали называть камнем «Магнуса» или просто «магнитом».  Камень, названный в честь пастуха Магнуса, является магнитом естественного происхождения и называется магнитным железняком (или магнетитом), т.е. это железная руда.  Сл.4

Железная руда чёрного цвета, её плотность равна 5000 кг/м3. Природный магнит обладает слабыми магнитными свойствами. Это можно проверить, если поднести к нему предметы (учитель подносит магнитный железняк к скрепке, кнопке, маленьким гвоздикам).

Залежи железной руды имеются у нас в стране на Урале, Курской области, Карелии. (Учащиеся показывают на карте).

          Но люди научились изготовлять из чистых металлов (железа, кобальта, никеля) искусственные магниты.

Опыт №1. На столах у вас  находятся искусственные магниты.  Возьмите

                  магнит в руки и преподнесите его к скрепкам. Что наблюдаете? Уч-ся:  Скрепки притянулись к магниту.

Что же такое магнит?

Какова его история?

Какими свойствами он обладает?

Где применяется магнит?

На эти вопросы мы постараемся ответить с вами на сегодняшнем уроке.

Открываем тетради и записываем тему урока: «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли». Сл.5

Учитель:

 Итак,  магнитными свойствами обладают как природные минералы (магнитный железняк), так и искусственно созданные тела (это магниты, которые лежат на ваших столах). Сл.6,7

Опыт №1.  Передо мной напильник ( твёрдая сталь). Можно ли превратить напильник в магнит? (Вначале я подношу напильник к металлическим предметам. Предметы не притягиваются).

 Пронаблюдаем следующий опыт. Для этого беру катушку, в неё вставляю  напильник и через катушку пропускаю постоянный  ток.

После выключения тока напильник снова подношу к металлическим предметам. Что же вы наблюдаете?

Ответ: К напильнику начинают притягиваться металлические предметы, т.е. у напильника обнаруживаются магнитные свойства,

Учитель: Все ли тела могут стать магнитами? Давайте проверим.

Аналогичные опыты проделаем с алюминиевой проволокой и  стеклянной палочкой. Исследуя их, выясняем, что они не стали магнитами.

Учитель: Как вы думаете, какие тела  называют магнитами?

             Опр: Тела длительное время сохраняющие намагниченность, 

                     называют   постоянными магнитами или магнитами.

Учитель: Как же объяснить намагниченность магнитов?

Учитель: Вы знаете, что магнитное  поле существует вокруг движущихся электрических зарядов (т.е. вокруг проводника с током). Сл.8

Учитель:  Значит, внутри магнита текут токи.  Французский ученый Ампер объяснил намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Эти токи были названы молекулярными. Во времена Ампера природа этих токов была неизвестна. Теперь же вы знаете, что внутри атомов и молекул действительно движутся заряженные частицы - электроны, благодаря которым и возникает намагниченность тела.

Учитель:  Как вы думаете, одинаковое ли магнитное действие оказывают магниты на тела? Давайте проверим. 

Опыт: 2 (Выполняет только учитель. Динамометр, металлический цилиндр и 2 магнита – сильный и слабый)      

Уч-ся: Магниты оказывают на тело разное магнитное действие. Наибольшее значение динамометр показал у второго магнита.

Учитель:    А теперь выясним, какие части магнита создают наиболее сильное магнитное действие. Выполним экспериментальное задание  №1 Сл.9

Оборудование: металлические стержни, магниты (полосовой и дугообразный).

Возьмите полосовой магнит и поднесите несколько скрепок точно к середине магнита, где проходит граница между красной и синей половинками. Притягивает ли магнит скрепки?

Приближайте скрепки к разным местам магнита, начиная от середины. Какие места обнаруживают наиболее сильное магнитное действие? Повторите то же с дугообразным магнитом.

Сделайте вывод: Линия посередине магнита, называемая нейтральной, не обнаруживает магнитных свойств. Наиболее сильное магнитное действие обнаруживают полюса магнита.

Уч-ся: Середина магнита совсем не притягивает скрепки, а наибольшее магнитное действие обнаруживается на полюсах магнита.

Учитель:    Как вы думаете, что же называют полюсами магнита? Сл.10

            Опр:  Те участки магнита, около которых обнаруживается 

                      сильное магнитное действие  называют полюсами магнита.
Учитель:    Сколько же полюсов у магнита?

Уч-ся:   Два полюса.

Учитель:    Их назвали: северным полюсом (N) окрашен в синий цвет и южным полюсом (S) окрашен в красный цвет.

Учитель:    Хорошо поработали, а теперь вам предстоит решить ещё одну задачу: нужно пронаблюдать за опытом и ответить на поставленный вопрос.

Опыт №3: Я беру 2 одинаковых магнита и примагничиваю  к ним по одному гвоздику  с северного и южного полюсов. Вопрос: Что произойдёт с гвоздями, если полюса магнитов привести в соприкосновение?

Уч-ся: Эти гвоздики упадут, т.к. соединённые магниты образуют один более длинный постоянный магнит с нейтральной областью в плоскости соприкосновения. Поэтому гвозди не притягиваются этой областью и под действием силы тяжести падают.

Учитель:    Теперь выполним Опыт №4   Возьмите 2 полосовых магнита и поднесите их друг к другу одноимёнными полюсами и разноимёнными полюсами.

Что вы можете сказать о взаимодействии магнитов одноименными и разноименными полюсами? Сл.11

             Опр:  Одноименные полюсы отталкиваются, разноименные 

                       притягиваются.

Опыт №5 Кольцевые  магниты    Взаимодействие магнитных полюсов хорошо наблюдать с помощью кольцевых магнитов. Положите на стол кольцевой магнит, в отверстие вставьте деревянную палочку. На палочку наденьте второй кольцевой магнит так, чтобы магниты были обращены друг к другу одноимёнными полюсами. Вы видите, что верхний магнит висит. Прижмите его к нижнему магниту и отпустите, он снова начинает «парить» в воздухе.

Учитель:    Следующий вопрос: Если разломать магнит на 2 части, то можно ли получить магнит с одним полюсом? Сл.12

Уч-ся:  Нет. (учитель показывает осколки магнитов, которые при разломе, также имеют 2 полюса)

Учитель:

Сл.13.  В середине 80-х годов 20 века были получены постоянные магниты с рекордными характеристиками магнитных свойств. Два магнита размером всего в несколько сантиметров не смог бы разъединить руками даже Шварценеггер. А свою «магнитную силу» они теряют лишь на 1 % за 100 лет. Названы эти магниты неодимовыми, т. к. изготовляются из сплава редкоземельного металла неодима (Nd), железа (Fe) и бора (B).

 Уникальные свойства неодимовых магнитов сразу привлекли внимание и заставили искать этим магнитам применение.

Есть и другие  сплавы, например, альнико (Al + Ni + Сo), который позволяет поднимать железные предметы в 500 раз превышающие по массе сам магнит.

Учитель:    Вы знаете, что магнитное поле не видимо, не осязаемо, не ощутимо, но оно реально существует в нашем мире.

 Учитель:    Подумайте и скажите, с помощью чего можно получить картину магнитного поля постоянных магнитов?

Уч-ся:   Картину магнитного поля постоянных магнитов  можно получить с помощью железных опилок.

Учитель:    Правильно. 1-й ряд получают картину магнитных линий магнитного поля дугообразного магнита.

2-й ряд  для двух полосовых магнитов расположенных друг к другу разноимёнными полюсами.

3-й ряд для  двух полосовых магнитов расположенных друг к другу одноимёнными северными полюсами.

Для этого вы берёте бумажный лист форматом А4,  на бумагу равномерно насыпаете железные опилки и кладёте осторожно лист с железными опилками на полосовой магнит. Слегка постучите по бумаге  пальцем.

Учитель:    Что вы наблюдаете?

 Уч-ся:   Железные опилки намагнитились и выстроились вдоль магнитных линий магнитного поля.

Учитель:    Зарисовываете картину магнитных линий в тетради и на доске. Но для этого обозначьте полюса.

Также давайте вспомним, с какого полюса выходят  магнитные линии и какими они являются: замкнутыми или разомкнутыми?

Уч-ся: Магнитные линии выходят с северного полюса и входят в южный полюс и являются замкнутыми. Сл.14,15

Учитель:   Теперь постараемся ответить на следующий вопрос:  Пронизывает ли магнитное поле постоянного магнита стекло, воду, вакуум?

Опыт №6   С помощью опытов докажем, что магнитное поле постоянного магнита пронизывает различные тела. Для доказательства помещаем магнит вначале в стеклянный сосуд, затем в воду,  а затем в безвоздушное пространство под колокол воздушного насоса и демонстрируем распространение магнитного поля в пустоте. Для этого каждый раз подносим магнитную стрелку. Стрелка начинает взаимодействовать, это и доказывает то, что магнитное поле постоянного магнита пронизывает различные тела: стекло, воду и распространяется в вакууме.

Впервые магнитное поле Земли обнаружили космические корабли на больших расстояниях от нее, в безвоздушном пространстве.

На заметку: Магнитные свойства магнитов могут исчезнуть, если магнит  будете  ронять, стучать по магниту, нагревать в пламени. Нужно хранить вдалеке от источников электромагнитных полей.

Учитель: Какое магнитное явление изображено? (северное сияние) Сл. 16,17

Почему наблюдается это явление?

Уч-ся:  Потому что потоки заряженных частиц, испускаемых Солнцем, захватываются магнитным полем Земли. Они возбуждают у магнитных полюсов Земли атомы верхних слоёв атмосферы, из-за чего эти слои светятся.

Учитель:    Почему на Земле есть Северное сияние, а на Луне, Венере нет? Как вы думаете?

Уч-ся: Потому что у Земли есть магнитное поле, а у Венеры и Луны нет.

Учитель:    Отгадайте загадку:

Загадка.

                                            Когда с тобою этот друг,

                                            Ты можешь без дорог

                                            Шагать на север и на юг,

                                            На запад и восток. (Компас.) Слайд 18

(Учитель показывает компас)

Учитель:    Как вы думаете, что из себя представляет стрелка компаса?

Уч-ся:   Стрелка компаса представляет собой магнит, ее называют магнитной стрелкой. Стрелка компаса располагается вдоль оси север-юг.

Учитель:    С глубокой древности известно, что магнитная стрелка, свободно вращается вокруг вертикальной оси, всегда устанавливается в данном месте Земли в определенном направлении (если вблизи неё нет магнитов, проводников с током, железных предметов). Как вы думаете, почему?

Уч-ся:   Потому что вокруг Земли существует магнитное поле и магнитная стрелка устанавливается вдоль его магнитных линий.

Учитель:    Северный полюс магнитной стрелки (синий или белый цвет) указывает направление на северный географический полюс и на южный магнитный полюс Земли.

Южный магнитный полюс находиться несколько в стороне от Северного географического полюса на острове Принца Уэльского в Канаде. Показываю на глобусе. Этот полюс удалён от Северного географического полюса примерно на 2100 км. (Нужен глобус)

Замечаем, что магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами. Слайд 19

Учитель:    Подумайте и скажите, как будут направлены магнитные линии магнитного поля Земли?

Уч-ся:   Они будут выходить с северного полюса Земли, и входить в южный полюс. Они также являются замкнутыми линиями.

Учитель: Давайте посмотрим видеоролик «Действие компаса».

Учитель:    На земном шаре встречаются области, в которых направление магнитной стрелки постоянно отклонено от направления магнитной линии Земли. Такие области называют областями магнитной аномалии. Слайд 20

 Когда усиливается солнечная активность, то с поверхности Солнца в мировое пространство выбрасываются потоки заряженных частиц: электронов и протонов. Магнитное поле, образуемое этими движущимися частицами, изменяет магнитное поле Земли и вызывает магнитную бурю.

Магнитные бури – кратковременные изменения магнитного поля Земли, которые сильно влияют на поведение стрелки компаса.

Одна из самых больших постоянных магнитных аномалий находится в Курской области. Называется Курская аномалия. Причиной таких аномалий являются огромные залежи железной руды на сравнительно небольшой глубине.

Установлено, что земное магнитное поле надёжно защищает поверхность Земли от космического излучения, действие которого на живые организмы разрушительно. Слайд 21

Закрепление. Проверь себя! Тест.  Слайд 22

Давайте проверим, как усвоили основные моменты изученного материала с помощью интерактивных тестов.

Учитель: Д/з параграф 59, 60