Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Разработка урока по физике "Магнитное поле катушки с током. Электромагниты"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Разработка урока по физике "Магнитное поле катушки с током. Электромагниты"

библиотека
материалов

Тема: Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение.

Цель урока: Формирование понятия о магнитном поле катушки с током, об электромагнитах и их применениях, исследовать зависимость магнитных сил катушки с током от числа витков катушки, силы тока в катушке и наличия железного сердечника в катушке. Развитие у учащихся умения анализировать, делать умозаключения. Приобретение исследовательских навыков учащимися при работе с оборудованием. Формирование познаваемости мира, значимости изучаемого материала.

Тип урока: комбинированный (с использованием ИКТ)

Методы обучения: объяснительно- иллюстративный, частично- поисковый.

Формы организации познавательной деятельности:

  • Фронтальная беседа на всех этапах урока

  • Парная при проведении опытов

  • Индивидуальная при выполнении теста.

Воспитательные :

  • Научить работать в группах.

  • Научить экспериментировать с приборами.

Развивающие :

  • Научить выделять главное, существенное.

  • Научить сравнивать изучаемые факты, логически излагать мысли.

Приемы реализации методов:

  • Интонационное выделение учителем важных моментов изложения

  • Ответы на поставленные вопросы

  • Демонстрация видеороликов с помощью мультимедийного оборудования

  • Демонстрация опытов

  • Работа с иллюстративным материалом

  • Самостоятельная работа с учебником

  • Исследовательская работа учащихся

Оборудование урока: компьютер, презентация «Электромагниты», источник постоянного тока, катушка трансформатора, сердечник, магнитная стрелка, железные опилки, гвоздики, лезвие на нити.

Оборудование для лабораторной работы: электромагнит разборный с деталями (предназначен для проведения фронтальных лабораторных работ по электричеству и магнетизму), источник то­ка, реостат, ключ, соединительные провода, компас.

Демонстрации:

1) действие соленоида (катушка без сердечника), по которо­му протекает постоянный ток, на магнитную стрелку;

  1. действие соленоида (катушка с сердечником), по которому протекает постоянный ток, на магнитную стрелку;

  2. способы изменения магнитного поля катушки с током.



Ход урока:

  1. Организационный момент

Ребята! Сегодняшний урок я хочу начать латинским афоризмом: «Талант видит способ решать известные задачи, гений решает задачи, которые не видят его современники». Сегодня мы будем учиться быть талантливыми, а кто-то может быть проявит и гениальность. На прошлом уроках мы начали изучать новую форму материи – магнитное поле.

Сегодня мы продолжим наше знакомство с ним. Я думаю каждый из вас откроет новые тайны и загадки магнитного поля и мы вместе попробуем в них разобраться.

Но вначале проверим, как вы поняли материал прошлого урока – проведем физический диктант.У вас на столах лежат карточки. Вам нужно закончить предложения:

  1. Актуализация опорных знаний (6 мин).

Письменная работа «Продолжи предложение»

  1. Вещества, которые притягивают железные предметы, назы­ваются... (магнитами).

  2. Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки
    впервые обнаружил датский учёный ... (Эрстед).

  3. Между проводниками с током возникают силы взаимодей­ствия, которые называются ... (магнитными).

  4. Места магнита, у которых сильнее всех проявляются маг­нитное действие, называются... (полюсами магнита).

  5. Вокруг проводника с электрическим током существует ...
    (магнитное поле).

  6. Источником магнитного поля служит ...(движущийся заряд).

  7. Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси
    маленьких магнитных стрелок, называют ...(силовыми маг­нитными линиями)

  8. Магнитное поле вокруг проводника с током можно обнару­жить, например, ... (с помощью магнитной стрелки или с помощью железных опилок).

  9. Магнитное поле отличается от электрического тем, что оно существует вокруг…(движущихся зарядов)

  10. Магнитное поле прямого тока представляет собой …(замкнутые концентрические линии)

Взаимопроверка в парах по слайдам, оценивание.

  1. Изложение нового материала.

На прошлом уроке мы с вами ознакомились с магнитным полем прямого проводника и узнали, что вокруг любого проводника с током существует невидимое, но существующее в реальности магнитное поле. Мы выяснили, как можно обнаружить эту невидимку. Существуют 2 способа: с помощью железных опилок и с помощью магнитных стрелок. А теперь пойдем дальше. На этом уроке мы будем исследовать магнитное поле катушки с током. И познакомимся с электромагнитом.

Тема: Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение.

Чтобы получить катушку, надо взять изолированный проводник и намотать этот проводник на каркас.

Посмотрите, пожалуйста, вот здесь представлена катушка, и эта катушка содержит в себе большое количество витков медного провода. Обратите внимание, эти провода намотаны на пластмассовый каркас, и у этого провода есть два вывода. Вот один вывод, и этот вывод.

Исследование магнитного поля катушки провели два французских ученых – это, конечно, Ампер, о котором мы говорили, и еще один очень известный, знаменитый ученый Араго. Когда они проводили исследования магнитного поля катушки, они выяснили, что это поле полностью соответствует магнитному полю постоянного магнита.

В чем это выражалось?

Это выражалось в следующем.

ОПЫТ 1 Притягивание катушкой с током мелких железных предметов (катушка от электромагнита, батарейка, ключ, мелкие железные предметы)

Во-вторых, у катушки, по которой протекал электрический ток, были ярко выражены северный и южный магнитные полюса. Как это определить? (Выслушиваю предположения детей)

ОПЫТ 2 Магнитная стрелка в магнитном поле катушки (Катушка от трансформатора 220В, источник постоянного тока 5-10В, магнитная стрелка (рис 12))

Определялось это тоже с помощью магнитной стрелки. Когда подносили магнитную стрелку к катушке, то выяснялось, что вокруг этой катушки образуется магнитное поле, и оно совершенно точно соответствует такому же магнитному полю, как у постоянного магнита.

Значит катушка с током, как и магнитная стрелка, имеет два полюса – северный и южный.

Дальше, если мы поместим рядом с этой катушкой большое количество железных опилок, стружек, то они точно так же будут располагаться вокруг этой катушки, как и вокруг проводника с током или постоянного магнита. Тем самым будет понятно, что магнитное поле есть определенной формы, определенного значения, о котором мы можем судить по густоте этих линий.

На схемах катушка обозначается определенным символом. Посмотрите на схематичное изображение катушки.

СЛАЙД

Катушки с током широко используют в технике в качестве магнитов. Они удобны тем, что их магнитное действие можно изменять (Усиливать или ослаблять) в широких пределах. Рассмотрим способы, при помощи которых это можно сделать.

СЛАЙД Магнитное действие катушки с током тем сильнее, чем больше число витков в ней.

ОПЫТ 3 по изменению силы тока в катушке (Катушка от трансформатора 220В, источник постоянного тока 5-20В (рис 12), магнитная стрелка)

Обращаю ваше внимание на то, что магнитное поле катуш­ки с током достаточно велико, по сравнению с магнитным полем про­водника с током. Оказывается, при небольшой силе тока оно уже достаточно ощутимо. Но его можно еще более усилить, не меняя число витков и силу тока в ней. Это открытие английского инженера Стёржента. Он продемонстрировал следующее: когда он взял примерно такую катушку, взял железный сердечник и надел эту катушку на железный сердечник. Железо, введенное внутрь катушки, усиливает ее магнитное действие.

ОПЫТ 4 Влияние железного магнитопровода на магнитное действие катушки. (Катушка от трансформатора 220В, источник постоянного тока 5-20В, железный магнитопровод, магнитная стрелка (рис 16))

ОПЫТ 5 (рис 21, железные опилки, гвоздики)

ОПЫТ 6 (рис 15, лезвие на нити)

Это устройство получило название «электромагнит».

Итак, что такое электромагнит?

Электромагнитом называют катушку с большим числом витков, надетую на железный сердечник.

Электромагнит на схеме обозначается, обратите внимание, как катушка, а сверху располагается такая горизонтальная линия. Эта линия характеризует железный сердечник.

На сегодняшний день электромагниты очень широко распространены. Электромагниты работают у нас практически везде и всюду. Без электромагнитов не работает теперь уже практически ни одно устройство.

СЛАЙДЫ (применение электромагнитов)

ВИДЕОРОЛИК - электромагнитный кран.

  1. Практическая часть (12 мин).


Слайд №

Лабораторная работа.

Выполнение учениками самостоятельно лабораторной работы №8 «Сборка электромагнита и испытание его действия», стр.175 учебника «Физика-8» (автор A.В. Пёрышкин, «Дрофа», 2009 г.).

  1. Закрепление изученного материала.

Подумай и ответь

  1. От чего зависят магнитные свойства электромагнита? (От силы тока, от количества витков, от магнитных свойств сердечника, от формы и размеров катушки.)

  2. Можно ли намотанную на гвоздь проволоку назвать элек­тромагнитом? (Да.)

  3. По электромагниту пустили ток, а затем уменьшили его в два раза. Как изменились магнитные свойства электромаг­нита? (Уменьшились в 2 раза.)

  4. Как построить сильный электромагнит, если поставлено условие, чтобы ток в электромагните был сравнительно слабый?

  5. Как будут вести себя две катушки, висящие на тонких проводах рядом, если по ним пропустить ток?

  6. Что надо сделать, чтобы изменить магнитные полюсы катушки на противоположные?

  7. Используемые в подъемном кране электромагниты обладают громадной мощностью. Электромагниты, при помощи которых удаляют из глаз случайно попавшие железные опилки, очень слабы. Какими способами достигают такого различия?

Слайд

6. Домашнее задание.

1. §58. Задание 9 - устно.

2. Выполнить домашний исследовательский проект «Мотор за 10 минут» (инструкция выдаётся каждому ученику для работы дома, см. Приложение).

7. Рефлексия

Ребята! Сегодня мы с Вами хорошо потрудились. Китайская пословица гласит:

«Человек может стать умным тремя путями: путем подражания – это самый легкий путь, путем опыта – это самый трудный путь, и путем размышления – это самый благородный путь». Сегодня мы вместе попробовали идти различными путями к намеченной цели, и, я надеюсь, каждый из вас ощутил на этом пути интерес к познанию нового.

Предлагаю определить каждому свой путь, по которому он сегодня следовал.

Разного цвета кружки дети крепят к доске.

ЖЕЛТЫЙ - подражание, КРАСНЫЙ - опыт, ЗЕЛЕНЫЙ – размышление.















































Письменная работа «Продолжи предложение»

  1. Вещества, которые притягивают железные предметы, назы­ваются_______________________


  1. Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки впервые обнаружил датский учёный ___________________________________


  1. Между проводниками с током возникают силы взаимодей­ствия, которые называются ____________________________________


  1. Места магнита, у которых сильнее всех проявляются маг­нитное действие, называются ____________________________________


  1. Вокруг проводника с электрическим током существует _____________________________________


  1. Источником магнитного поля служит __________________________________________________________


  1. Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют _________________________________________________________________

  2. Магнитное поле вокруг проводника с током можно обнару­жить с помощью _______________________________________________________________

  3. Магнитное поле отличается от электрического тем, что оно существует вокруг ___________________________________________________________________

  4. Магнитное поле прямого тока представляет собой _____________________________________________



Письменная работа «Продолжи предложение»

  1. Вещества, которые притягивают железные предметы, назы­ваются_______________________


  1. Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки впервые обнаружил датский учёный ___________________________________


  1. Между проводниками с током возникают силы взаимодей­ствия, которые называются ____________________________________


  1. Места магнита, у которых сильнее всех проявляются маг­нитное действие, называются ____________________________________


  1. Вокруг проводника с электрическим током существует _____________________________________


  1. Источником магнитного поля служит __________________________________________________________


  1. Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют _________________________________________________________________

  2. Магнитное поле вокруг проводника с током можно обнару­жить с помощью _______________________________________________________________

  3. Магнитное поле отличается от электрического тем, что оно существует вокруг ___________________________________________________________________

  4. Магнитное поле прямого тока представляет собой _____________________________________________

Проект «Мотор за 10 минут»

Всегда интересно наблюдать за изменяющимися явлениями, особенно если сам участвуешь в создании этих явлений. Сейчас мы соберем простейший (но реально работающий) электродвигатель, состоящий из источника питания, магнита и небольшой катушки провода, которую мы тоже сделаем сами. Существует секрет, кото­рый заставит этот набор предметов стать электродвигателем; секрет, который одновременно умен и изумительно прост. Вот что нам нужно:

  • батарея 1,5 В или аккумулятор;

  • держатель с контактами для батареи;

  • магнит;

1 метр провода с эмалевой изоляцией (диаметр 0,8-1 мм);

0,3 метра неизолированного провода (диаметр 0,8-1 мм).

hello_html_10d04f2c.jpg



Мы начнем с намотки катушки, той части электродвигателя, которая будет вращаться. Чтобы сделать катушку достаточной ров­ной и круглой, намотаем ее на подходящем цилиндрическом карка­се, например, на батарейке АА.

Оставляя свободными по 5 см провода с каждого конца, намо­таем 15-20 витков на цилиндрическом каркасе. Не старайтесь осо­бенно плотно и ровно наматывать катушку, небольшая степень сво­боды поможет катушке лучше сохранить свою форму.

Теперь аккуратно снимите катушку с каркаса, стараясь сохра­нить полученную форму.

Затем оберните несколько раз свободные концы провода во­круг витков для сохранения формы, наблюдая за тем, чтобы новые скрепляющие витки были точно напротив друг друга.

Катушка должна выглядеть так:

hello_html_22761299.jpg

Сейчас настало время секрета, той особенности, которая за­ставит мотор работать. Это изысканный и неочевидный прием, и его очень сложно обнаружить, когда мотор работает. Даже люди, много знающие о работе двигателей, могут быть удивлены, обна­ружив этот секрет.

Держа катушку вертикально, положите один из свободных концов катушки на край стола. Острым ножом удалите верхнюю половину изоляции с одного свободного конца катушки (держате­ля), оставляя нетронутой нижнюю половину. Проделайте то же са­мое со вторым концом катушки, наблюдая за тем, чтобы неизолиро­ванные концы провода были направлены вверх у двух свободных концов катушки.

В чем смысл этого приема? Катушка будет лежать на двух держателях, изготовленных из неизолированного провода. Эти дер­жатели будут присоединены к разным концам батареи так, чтобы электрический ток мог проходить от одного держателя через ка­тушку к другому держателю. Но это будет происходить только то­гда, когда неизолированные половины провода будут опущены вниз, касаясь держателей.

Теперь необходимо изготовить поддержку для катушки. Это
просто витки провода, которые поддерживают катушку и позволя­ют ей вращаться. Они сделаны из неизолированного провода, так
как, кроме поддержки катушки, они должны доставлять ей электри­ческий ток. Просто оберните каждый кусок неизолированного про­
вода вокруг небольшого гвоздя - получите нужную часть нашего
двигателя.

Основанием нашего первого мотора будет держатель батареи. Это будет подходящая база еще и потому что при установленной батарее она будет достаточно тяжелой для того, чтобы мотор не дрожал. Соберите пять частей вместе, как показано на снимке (вна­чале без магнита). Положите сверху батарейки магнит и аккуратно подтолкните катушку…



hello_html_216236eb.jpg

Если все сделано правильно, катушка начнет быстро вращаться!

Надеюсь, что у вас все заработает с первого раза. Если все-таки мотор не заработал, тщательно проверьте все электрические соединения. Вращается ли катушка свободно? Доста­точно ли близко расположен магнит? Если недостаточно, установите дополнительные магниты или подрежьте проволочные держатели.

Когда мотор заработает, единственное, на что нужно обратить внимание - чтобы не перегрелся аккумулятор, так как ток достаточ­но большой. Просто снимите катушку - и цепь будет разорвана.

Модель вашего мотора продемонстрируйте одноклассникам и учителю на следующем уроке физики. Пусть комментарии одноклассников и оценка учителем твоего проекта станут стимулом для дальнейшего успешного проектирования физических приборов и познания окружающего мира. Желаю успехов!



































Лабораторная работа № 8

«Сборка электромагнита и испытание его действия»

Цель работы: собрать электромагнит из готовых деталей и на опыте проверить, от чего зависит его магнитное действие.

Приборы и материалы: источник питания, реостат, ключ, соединительные провода, компас, детали для сборки электромагнита.

Указания к работе

1. Составьте электрическую цепь из источника питания, катушки, реостата и ключа, соединив все последовательно. Замкните цепь и с помощью компаса определите магнитные полюсы у катушки.

  1. Отодвиньте компас вдоль оси катушки на такое расстояние, на котором действие магнитного поля катушки на стрелку компаса не­значительно. Вставьте железный сердечник в катушку и пронаблю­дайте действие электромагнита на стрелку. Сделайте вывод.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Изменяйте с помощью реостата силу тока в цепи и наблюдайте действие электромагнита на стрелку. Сделайте вывод.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Дополнительное задание.

Соберите дугообразный магнит из готовых деталей. Катушки электромагнита соедините между собой последовательно так, чтобы на их свободных концах получились разноименные магнитные полюсы. Проверьте полюсы с помощью компаса. Определите с по­мощью компаса, где расположен северный, а где — южный полюс маг­нита.





Электромагнит своими руками.

Что понадобится?

Для самостоятельного изготовления подобного устройства понадобятся:

  1. Гвоздь.

  2. Катушка с медной проволокой средних размеров.

  3. Изолента.

  4. Батарейка.

  5. Ножницы.

hello_html_291e043e.pnghello_html_m53a3b854.png



Если все компоненты есть в наличии и принято однозначное решение о том, что стоит опробовать на практике, как сделать электромагнит в домашних условиях, то первым делом определяемся с "сердцем" всей конструкции – с гвоздем: он круглый и ровный. Форма стержня будущего электромагнита не должна быть кривой и, тем более, квадратной. Также следует учитывать, что длина гвоздя должна быть достаточной для намотки проволоки, например, 120 мм.

Как сделать катушку?

И вот гвоздь подобран, а это означает, что теперь необходимо намотать на него проволоку. Как сделать электромагнит из обычного гвоздя и медной проволоки? Очень легко. Главное - наматывать проволоку плотно, рядами, прилегающими друг к другу (сделать это необходимо, как минимум, в 4 слоя). Данную операцию следует выполнять достаточно осторожно, чтобы не допустить разрыва, не то такой электромагнит работать не будет.

Как подключить?

Устройство работает от электроэнергии, поэтому получившуюся конструкцию необходимо подключить к источнику питания, использовать батарейку. Итак, давайте рассмотрим последний этап того, как сделать электромагнит. Катушка готова и у неё остались два свободных конца медной проволоки. Их необходимо немного зачистить при помощи ножа и подключить к источнику электроэнергии, зафиксировав изолентой. Можно припаять провода к полюсам батарейки, чтобы лучше зафиксировать контакт. Также для удобства обращения с ним можно установить выключатель, который позволит его включать только по мере необходимости.

Как работает?

hello_html_m332ab5db.png

Принцип действия созданного устройства очень прост. На катушку, состоящую из стержня и медной проволоки, подается энергия, в результате чего катушка намагничивается. Все очень просто! И вы теперь знаете, как сделать электромагнит самостоятельно. Такие знания непременно пригодятся!

Как сделать мощный электромагнит?

Если требуется сделать устройство намного мощнее, чем получилось, то для этого необходимо увеличить катушку. Это достигается за счет увеличения количества витков и количества слоев.





















Слайд 7. Примеры применения электромагнитов:

Демонстрационный опыт 5. Опыт с моделью электрического звонка.

Демонстрационный опыт 6. Опыт с моделью телеграфного аппарата.



Таблицы:

  1. Электромагнитное реле.

  2. Электромагнитный стол.

  3. Телефон.

  4. Магнитная запись и воспроизведение звука.

  5. Двигатель постоянного тока.

  6. Циклический ускоритель.












Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 09.11.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров2007
Номер материала ДВ-140121
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх