«Постоянные
магниты»
Донскова
Л.В.
МБОУ «Леоновская СОШ»
Обливский
район, Ростовская область
Тема:
Постоянные магниты.
Цель урока: Ввести
понятие постоянного магнита.
Задачи урока:
Образовательная: Познакомить со свойствами постоянных магнитов и их применением в технике;
дать представление о магнитном поле Земли.
Развивающая: Развивать аналитическое мышление и творческую самостоятельность учащихся,
при работе в малых группах, умение проводить исследования и анализировать
полученные результаты.
Воспитывающая: Воспитывать культуру общения, коммуникативные качества (умения
общаться при работе в малых группах).
Оборудование
к уроку: Полосовой магнит
(2 шт.), подковообразный магнит, магнитная стрелка на подставке (или компас),
стальные скрепки, медный провод, карандаш (2 шт.), ластик, стальной,
алюминиевый, медный, стеклянный стержни, глобус, железные опилки, кусок картона
или белой бумаги размером в 2-3 длины полосовых магнитов. Компьютер,
мультимедийный проектор, экран, презентация в POWER POINT.
План урока
|
№
|
Этапы урока
|
Время (мин)
|
Методы и приёмы
|
|
|
1.
|
Организационный
момент
|
1
|
Сообщение темы и
целей урока
|
|
|
2.
|
Актуализация
знаний
|
5
|
Получение
обратной информации, самостоятельное выполнение тестовых заданий с выбором
ответа. Анализ ошибочных решений.
|
|
|
3.
|
Изучение нового
материала
|
20
|
Объяснение, Показ
взаимодействия постоянных магнитов посредством демонстрационных экспериментов,
использования наглядности (презентация в POWER POINT), работа с печатным
текстом, запись краткого конспекта в тетрадях.
|
|
|
4.
|
Кратковременная
лабораторная работа «Изучение свойств постоянных магнитов».
|
5
|
Самостоятельное
выполнение учебно-лабораторной работы.
|
|
|
5.
|
Закрепление
материала
|
5
|
|
|
|
6.
|
Подведение
итогов.
|
2
|
|
|
|
7.
|
Домашнее задание.
|
1
|
Запись на доске и
в тетрадях.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ход урока
I. Организационный момент
Учитель сообщает
цели урока
Эпиграф урока
А.Эйнштейн
II. Актуализация
знаний
Станция
«Повторяйка»
Контрольный
тест по теме «Механические колебания и волны» (презентация)
III. Изучение
нового материала
Магическая
коробка
Учитель
загадывает загадку:
Этот жадный предмет
Всё железо хватает.
Для него нормы нет,
Прилипанием страдает.
(Магнит)
Вопрос:
Что в коробке?
Тема
нашего урока «Постоянные магниты»
Дети в тетрадях
записывают тему урока
Определение Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называют постоянными
магнитами или просто магнитами.
Станция
«Историческая»
2. Сообщение
детей Магнетизм изучается с давних времен, а
за последние два столетия стал основой современной цивилизации.
Человечество
собирает знания о магнитных явлениях не меньше трех с половиной тысяч лет
(первые наблюдения электрических сил имели место тысячелетием позже). Четыреста
лет назад, на заре становления физики, магнитные свойства веществ были отделены
от электрических, после чего долгое время те и другие изучались самостоятельно.
Так была создана экспериментальная и теоретическая база, ставшая к середине XIX
века основой единой теории электромагнитных явлений.
Вероятнее всего,
необычные свойства природного минерала магнетита (магнитного железняка, Fe3O4)
были известны в Месопотамии еще в бронзовом веке. А после возникновения железной
металлургии нельзя было не заметить, что магнетит притягивает железные изделия.
О причинах такого притяжения думал уже отец греческой философии Фалес из Милета
(примерно 640–546 годы до н.э.), который объяснял его особой одушевленностью
этого минерала (Фалес также знал, что натертый о шерсть янтарь притягивает
сухие листья и мелкие щепочки, а потому наделял и его духовной силой). Позднее
греческие мыслители рассуждали о невидимых парах, окутывающих магнетит и железо
и влекущих их друг к другу. Неудивительно, что само слово «магнит» тоже имеет
греческие корни. Скорее всего, оно восходит к названию Магнесии-у-Сипила,
города в Малой Азии, вблизи которого залегал магнетит. Греческий поэт Никандр
упоминал о пастухе Магнисе, оказавшемся рядом со скалой, которая тянула к себе
железный наконечник его посоха, но это, по всей вероятности, просто красивая
легенда.
Природными
магнитами интересовались и в Древнем Китае.
Причина,
вследствие которой тела обладают магнитными свойствами, была найдена
французским учёным Ампером. Наблюдая поведение магнитной стрелки вблизи
проводника с током в опыте Эрстеда, Ампер предположил, что магнетизм Земли
вызван токами, текущими внутри земного шара. То есть, магнитные свойства
вещества можно объяснить токами, циркулирующими внутри него. Далее Ампер
выдвинул более общее заключение - магнитные свойства любого тела определяются
замкнутыми электрическими токами внутри него.
Согласно гипотезе
Ампера, внутри молекул и атомов циркулируют элементарные электрические токи.
Сейчас мы уже знаем, что эти токи представляют собой движение электронов по
орбитам в атоме. Если плоскости, в которых циркулируют эти токи, расположены
беспорядочно по отношению друг к другу вследствие теплового движения молекул,
составляющих тело, то их взаимодействия взаимно компенсируются и никаких
магнитных свойств тело не обнаруживает. И наоборот: если плоскости, в которых
вращаются электроны, параллельны друг другу и направления нормалей к этим
плоскостям совпадают, то такие вещества усиливают внешнее магнитное поле.
Те
места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют
полюсами магнитов. У каждого магнита обязательно есть два полюса:
северный (N) и южный
(S).
Магнитом
хорошо притягиваются чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно слабее
никель и кобальт.
В
природе встречаются естественные магниты – железная руда (магнитный железняк).
Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, в Карелии, Курской
области и во многих других местах.
Магнитный
железняк позволил людям впервые ознакомиться с магнитными свойствами тел.
Магнитными свойствами тел:
-
разноимённые магнитные полюсы притягиваются, одноимённые отталкиваются.
-
вокруг любого магнита имеется магнитное поле.
-
магнит имеет два полюса: северный (N) и южный (S), - которые различны по своим
свойствам.
-
магнитное поле одного магнита действует на другой магнит, и, наоборот,
магнитное поле второго магнита действует на первый.
-
магнитные линии магнитного поля тока, так и магнитные линии магнитного поля магнита
– замкнутые линии.
-
магнитные линии выходят из северного полюса и входят в южный, замыкаясь внутри
магнита.
-
при сильном нагревании магнитные свойства исчезают как у природных, так и у искусственных
магнитов.
-
магниты оказывают своё действие через стекло, кожу или воду.
Загадка
Когда с тобою этот друг,
Ты можешь без дорог
Шагать на север и на юг,
На запад и восток.
На ладонь он ляжет весь,
Не часы - а стрелки есть.
Он в дороге пригодиться,
С ним нигде не заблудиться.
О каком предмете идет речь?
(Компас.)
Простейшее
механическое устройство - магнитный компас состоит из магнитной стрелки,
которая свободно вращается в горизонтальной плоскости и под действием земного
магнетизма устанавливается вдоль магнитного меридиана. Компас служит для
ориентирования относительно сторон горизонта.
Древний китайский
компас
История компаса
начинается в Китае. В III веке до н.э. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так
описывал устройство современного ему компаса, который назывался сынань, что
означает "ведающий югом”: он имел вид разливательной ложки из магнетита с
тонким черенком и шарообразной, тщательно отполированной выпуклой частью. Этой
выпуклой частью ложка устанавливалась на столь же тщательно отполированной
медной или деревянной пластине, так что черенок не касался пластины, а свободно
висел над ней, и при этом ложка легко могла вращаться вокруг оси своего
выпуклого основания. На пластине были нанесены обозначения стран света в виде
циклических зодиакальных знаков. Подтолкнув черенок ложки, ее приводили во
вращательное движение. Успокоившись, компас указывал черенком (который играл
роль магнитной стрелки) точно на юг. Форма ковшика была выбрана не случайно.
Она копировала форму созвездия Большой Медведицы, называемого в Китае
"Небесным Ковшом” (Тянь доу). Таким был самый древний прибор для определения
сторон света. Недостатком такого компаса было то, что магнетит плохо обрабатывается
и очень непрочен. К тому же "ведающий югом” был недостаточно точен, по
причине сильного трения между ковшиком и поверхностью доски.
В XI веке в Китае
появилась плавающая стрелка компаса, изготовленная из искусственного магнита.
Китайцы обнаружили, что эффект намагничивания наблюдается как при соприкосновении
железа с магнитом, так и при охлаждении разогретого до красноты железного
куска. Изготавливался намагниченный компас в виде железной рыбки. Она
нагревалась докрасна и опускалась в сосуд с водой. . Здесь она свободно
плавала, указывая своей головой в ту сторону, где находился юг. При вторичном
нагревании рыбка теряла свои магнитные свойства. Упоминание о таком компасе
имеется в трактате "Основы военного дела” ("У цзинь цзуняо”), написанном
в 1044 г.
Хотя в наши дни
на многих военных и торговых судах магнитные компасы заменены на гирокомпасы и
электронные компасы, старый добрый магнитный компас по-прежнему широко
применяется рыбаками, яхтсменами, байдарочниками, каякерами, любителями пеших
походов и альпинистами, не потерял он своего значения и в топографии, геологии,
морской и летной практике.
3. Магнитное поле Земли.
С
глубокой древности известно, что магнитная стрелка, свободно вращается вокруг
вертикальной оси, всегда устанавливается в данном месте Земли в определённом направлении.
Этот факт объясняется тем, что вокруг Земли существует магнитное и
магнитная стрелка устанавливается вдоль его магнитных линий.
На
основании опытов по намагничиванию тел в магнитном поле Земли, а также из наблюдений
за ориентацией магнитной стрелки в направлении север-юг, делаем вывод о
наличии магнитного поля Земли, показываем на глобусе ее магнитные полюсы. Замечаем,
что магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами. Поэтому
магнитная стрелка компаса лишь приблизительно показывает направление на север.
Иногда
возникают магнитные бури – кратковременные изменения магнитного поля Земли,
которые сильно влияют на стрелку компаса. Наблюдения показывают, что появление
магнитных бурь связано с солнечной активностью. В период усиления солнечной
активности 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
– явление кратковременное.
На
земном шаре встречаются области, в которых направление магнитной стрелки постоянно
отклонено от направления магнитной линии Земли. Такие области называют
областями магнитной аномалии.
Полёты
межпланетных космических станций и космических кораблей на Луну и вокруг Луны
позволили установить отсутствие у неё магнитного поля. Проведённые исследования
не обнаружили магнитное поле у планеты Венера; у Марса имеется слабое магнитное
поле.
Станция «Экспериментальная»
Кратковременная практическая работа
Тема работы: «Изучение свойств постоянных магнитов»
Цель работы – изучить свойства постоянных магнитов.
Приборы и материалы: постоянный магнит, магнитная стрелка, набор
предметов (гвоздь, скрепка, картон, карандаш, кнопка, кусок стекла, резинка,
кусок алюминия, поролон, пластмасс), компас.
Кадры из мультфильма «Фиксики» (про
магнит)
Указания к работе
1. Положите на стол предметы. Поднося по очереди к ним магнит,
установите, какие из них притягиваются к магниту, а какие нет. Результат
запишите в таблицу.
|
притягиваются
|
не притягиваются
|
|
|
|
2. Уберите все магниты на один угол стола и убедитесь, что магнитная
стрелка компаса все время ориентируется одинаково при выведении из равновесия.
Вспомнив, где расположен север, а где юг, посмотрите, каким концом стрелка
указывает на север.
Проверка
Станция «Теоретическая»
IY. Закрепление материала.
Станция «Контрольная»
Контрольные вопросы (презентация)
Y.
Подведение итогов урока
Рефлексия
Вопросы от магнитов
YI. Домашнее задание
1.Найди дома устройства, в которых используются постоянные магниты. Расскажи
об их назначении и принципе действия.
2. Найди информацию о влиянии магнитных полей на человека.
§29
