Урок по физике "Магнитное поле катушки с током" (8 класс)

 Урок формирования новых знаний с использованием  мультимедийной презентации.

Урок по теме  «Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение»

(8 класс)

Цель урока: Изучить магнитное поле катушки, электромагнит и его применение

Задачи урока

- Образовательная: изучение понятий "электромагнит", способов усиления и ослабления магнитного поля катушки с током; научиться определять магнитные полюса катушки с током; рассмотреть принцип действия электромаг­нита и области его применения; научить собирать электромагнит из готовых деталей и опытным путём проверять, от чего зависит его магнитное действие;

-  развивающая: развивать умение обобщать знания, применять
знания в конкретных ситуациях; развивать навыки работы с прибора­
ми; развивать познавательный интерес к учебному предмету;

-  воспитательная: воспитание усидчивости, трудолюбия, аккуратности при выполнении практической работы, способствовать воспитанию коммуникабельности, доброжелательности.

Тип урока: урок формирования  новых знаний

Вид урока: комбинированный урок 

Оборудование:

• техническое обеспечение:
• мультимедийный проектор;
• экран;
• персональный компьютер 1;
• 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.

Учебник: Перышкин А.В., Родина Н.А. Физика: Учеб.для 8 класса сред.шк.- М: Просвещение, 2009 год.

Содержание.

1.   Организационный этап. (Слайд 1)

Добрый день дорогие ребята, уважаемые жюри. Я, Алексеева Любовь Ивановна, учитель математики Байглычевской школы, проведу с вами, ребята, урок физики

2.   Фронтальный опрос. (Слайд 2)

a.   Электрический заряд – это…(мера свойств заряженных тел определенным образом взаимодействовать друг с другом)

b.   Как взаимодействуют между собой электрически заряженные тела?

c.    Электрическое поле – это … (форма материи, посредством которой осуществляется электрическое взаимодействие заряженных тел)

d.   Основные свойства электрического поля :

 (возникает вокруг заряженных тел;

обнаруживается по действию на заряженные тела)

e.    Что такое электрический ток? (упорядоченное движение заряженных частиц)

f.     Какое действие оказывает электрический ток?

(тепловое, химическое, магнитное)

3.   Просмотр видеоролика.

4.   Объявление темы урока. (Слайд 3)

Как вы думаете, почему в основу сегодняшнего урока я взяла данный видеоролик?

(Ответы учащихся).

Да, действительно, наш урок связан магнитным действием электрического тока.

 А именно, тема сегодняшнего урока «Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение».

Цель нашего урока – изучит магнитное действие тока, от каких параметров зависит интенсивность магнитного действия тока и где используется магнитное действие тока.

5.   Историческая справка. (Слайд 4)

Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки впервые обнаружил датский ученый Ханс Кристиан Э́рстед  (Слово ученикам об Эрстеде).

6.   Усвоение новых знаний.

Опыт:  Для полноты этого явления проделаем  опыт с  помощью катушки. (Деревянный каркас, на него намотан провод, внутри имеется сердечник)

    Можно ли с помощью такого устройства поднять более тяжелые предметы, чем кнопки? Наверное, можно. Но тогда эту катушку, каким, то образом, нужно  изменить. Но как? Значит, нам нужно выяснить, от чего же зависит интенсивность магнитного действия тока.

       Давайте подумаем, что мы можем изменить в этой катушке?

(из всевозможных ответов учащихся приходим к выводу: от силы тока, от числа витков и от материала, на которую наматывается провод)

 Слайд 5

Способы изменения магнитного действия катушки:

1.   Изменить количество витков в катушке

2.   Изменить силу тока в цепи

3.   Введение внутрь катушки железного сердечника

Давайте все эти способы рассмотрим  на опыте.

1 группа  изучит зависимость  магнитного действия катушки от числа витков.

(краткое объяснение порядка выполнения работы)

2 группа изучает зависимость магнитного действия катушки от силы тока.

 (краткое объяснение порядка выполнения работы)

3 группа изучает зависимость магнитного действия катушки от материала стержня.

 (краткое объяснение порядка выполнения работы)

7.    Физкультминутка. Учитель читает высказывание, если высказывание верное – то дети хлопают в ладошки, а если нет, то руки на поясе и повороты влево и вправо.

Электрический ток – направленное движение частиц;

 Силу тока измеряют вольтметром;

При протекании тока проводник не нагревается;

Сопротивление зависит от длины проводника.

8.    Вывод по проделанным опытам. (Слайд 6)

Один представитель от каждой группы выступает с итогом работы своей группы.

Затем делается общий вывод и записывается в тетради.

Выводы: 1). Магнитное действие катушки с током тем сильнее, чем больше число витков в ней.

                 2). При увеличении силы тока действие магнитного поля катушки с током усиливается, при уменьшении – ослабляется.

                 3) Железо (или другой проводник), введенное внутрь катушки, усиливает магнитное поле катушки.

9.    Ввести понятие электромагнита. (Слайд 7)

Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом.

Электромагнит — устройство, магнитное поле которого создаётся только при протекании электрического тока.

      Полезные свойства электромагнитов:

Ø Быстро размагничиваются при выключении тока;

Ø Возможно изготовление электромагнитов любых размеров;

Ø При работе можно регулировать магнитное действие, меняя силу тока в цепи.

10.     Применение электромагнита. (Слайд 8)

В основном область применения  электромагнитов  -

•      электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру защиты электротехнических установок.

•      Электромагниты используют  в устройствах для  очищения  угля  от  металла, для сортировки разных  сортов  семян, для  формовки  железных  деталей, в  магнитофонах,

·     Электромагниты широко применяют в технике благодаря их замечательным свойствам;

·     Электромагниты, обладающие большой подъемной силой, используются на заводах для переноски изделий из стали или чугуна, а так же стальных и чугунных стружек, слитков;

·     Применяются электромагниты в телеграфном, телефонном аппарате, в электрическом звонке, в  электроизмерительных приборах;

        Развивающейся областью применения  электромагнитов является медицинская аппаратура.

11.     Проверь себя. (Слайды 9, 10, 11)

ТЕСТ №1.  Найдите неверные ответы.

А. Магнитное поле катушки можно усилить,…

           1. увеличивая силу тока, проходящего через катушку.

           2. наматывая большое число витков в несколько слоёв.

           3. вводя в катушку стальной (железный) сердечник.

           4. вводя сердечник из любого металла, хорошо проводящего ток

               (меди, алюминия и др.).

Б. Какое устройство применяется для регулирования тока в катушке

    электромагнита?         

           1. Ключ.     2. Реостат.    3. Предохранитель.

В. При включении электромагнита его полюсы «схватывают», а при выключении «отпускают»…

            1. любые изделия.  2. только стальные (железные) предметы.

            3. металлические изделия.

Г. Более сильный электромагнит можно получить, намотав на железный

    сердечник провод, предварительно сложенный вдвое.

            1. Увеличение числа витков ведёт к усилению магнитного действия.

            2. Сложенный вдвое проводник не создаёт вокруг себя магнитного поля. Догадайтесь: почему?           

ТЕСТ №2.  Выберите верный ответ.

А. Какое действие электрического тока используется

                                                                                 в электрических лампочках?

1.      Тепловое

2.      Магнитное

3.      Химическое

Б. Какое действие электрического тока используется при поднимании

               деталей при помощи электромагнита.

1.      Тепловое

2.      Магнитное

3.      Химическое

В. Какое действие электрического тока используется в гальванометрах:

1.      Тепловое

2.      Магнитное

3.      Химическое

Г. Какое действие электрического тока используется при золочении и

серебрении ювелирных изделий:

1.      Тепловое

2.      Магнитное

3.      Химическое

12.    Слайд 12. В этом году наша страна отмечает 70 – летие Великой Победы. Именно поэтому я хочу продолжить свой урок словами песни композитора Давида Тухманова и поэта Владимира Харитонова  - Этот день мы приближали, как могли……

Великая Отечественная война - одна из самых трагичных страниц в истории России. Выстоять в противоборстве с мощнейшей из развитых стран того времени - фашистской Германией стало возможным только ценой огромного напряжения сил и величайших жертв. Немалую роль в достижении Победы сыграли деятели науки. О некоторых их открытиях  мы послушаем сегодня.

Слайд 13. Радиосвязь и радиолокация

   Из крупных разработок, подготовленных до войны и потребовавших нескольких лет,  следует назвать радиолокацию. Сама идея радиолокации очень проста. Она заключается в том, что электромагнитные волны, достигая металлических объектов, отражаются от них, и по отраженным волнам можно определить положение объекта в любой момент времени. Это явление обнаружил основоположник радиотехники А. С. Попов, заметивший, что проходящие корабли мешали передаче радиосигналов. От идеи до технического ее воплощения лежал огромный путь, который еще предстояло пройти. Дело в том, что радиоволны, достигшие поверхности металлического объекта, отражаются назад в ничтожной степени, потому что часть из них поглощается, остальные же рассеиваются объектом во все стороны. В приемник отраженных радиоволн попадает лишь малая часть энергии, первоначально направленной на изучаемый объект, скажем, самолет. И вот эту ничтожную часть надо было зарегистрировать.

Большую роль в развитии советской радиолокации и тесно связанной с ней радионавигации сыграли работы А. Ф. Иоффе, С. И. Вавилова, Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалекси, В. И. Баженова. Эти ученые способствовали нашей победе.

Электромагнитный телеграф. Слайд 14.

Слайд 15. Метод защиты военных кораблей от вражеских военных мин

До войны магнитные мины разрабатывались во многих странах, и, вероятно, находились в распоряжении военно-морских сил фашистской Германии.

Задача по борьбе с магнитными минами была поставлена за несколько лет до начала войны в Ленинградском физико-техническом институте. Известно, что земной шар создает вокруг себя магнитное поле. Оно небольшое по величине, но его достаточно, чтобы ориентировать стрелку компаса по своим силовым линиям. Если в этом поле находится массивный предмет, например корабль, и стали в нем несколько тысяч тонн, то магнитное поле концентрируется и может увеличиться в несколько десятков раз. Это усиленное поле способно привести в действие какой-нибудь механизм, поворачивающийся под действием магнитной силы и замыкающий электрическую цепь. В эту цепь можно включить детонатор, погруженный во взрывчатое вещество мины. Такие магнитные мины отличаются от обычных (на которые корабль непосредственно натыкается и этим вызывает взрыв) тем, что лежат на дне моря и взрываются на расстоянии – под действием лишь магнитного поля корабля. Требовалось «размагнитить» корабли, чтобы ликвидировать усиленное ими магнитное поле. Каким путем?

На корабле специальным образом располагали большие катушки из проводов, по которым пропускался электрический ток. Он порождал магнитное поле, компенсирующее поле корабля. К началу войны проблема была научно разрешена, и ее надо было перевести на технические рельсы, то есть создать такие устройства на действующих кораблях советского флота.

Это было очень быстро организовано. Все боевые корабли подвергались в портах «антимагнитной обработке» и выходили в море размагниченными. Тем самым были спасены многие тысячи жизней наших моряков.

Понятно, что для такой работы потребовались знания физиков, хорошие физические лаборатории, что и предопределило ее успех.

Учитель. То, что делали ученые можно приравнять к подвигам, которые должны жить в памяти поколений, становясь символом горячей любви к Родине и готовности к ее защите.

13. Рефлексия. Ребята, мы сегодня на славу потрудились и потрудились, мне кажется, не зря.  На каждом уроке мы получаем что – то новое, добиваемся определенной цели. Сегодняшний урок -  это наш маленький вклад в достижении общей цели – стать образованными, высоконравственными патриотами. Давайте мы все вместе создадим Звезду Победы – Звезду сегодняшней  нашей Победы. Кому сегодняшний урок понравился, кто считает, что он принес ему пользу, прошу взять маленькие звездочки и прикрепить на большую звезду.

Приложение

Группа 1. Изучение  зависимости  магнитного действия катушки от числа витков.

Приборы и материалы: Источник тока, реостат, амперметр, компас, железный гвоздь, медный провод с изоляцией, соединительные провода, ключ. 

Порядок выполнения работы:

1.  Намотайте на гвоздь 20 витков медного провода с изоляцией.

2.  Соберите электрическую цепь по приведенной схеме.

 

                                                                А

 

3.  Расположите компас и гвоздь по схеме, показанной на дополнительном листочке. Поворачивая листок с компасом и гвоздем и сам компас добейтесь того, чтобы гвоздь и стрелка компаса были перпендикулярно, а стрелка компаса была на 0⁰ по шкале компаса.

4.  Включите цепь и по шкале измерьте угол отклонения стрелки.

5. Доведите число витков до 30 и включив цепь снова измерьте угол отклонения стрелки.

6. Аналогичные данные получите для 40 витков.

7. Результаты опытов занесите в таблицу.

Число витков	20	30	40
Угол поворота стрелки компаса

8. Сделайте вывод о зависимости магнитного действия катушки от числа витков.

Группа 2. Изучение  зависимости  магнитного действия катушки от силы тока.

Приборы и материалы: Источник тока, реостат, амперметр, компас, железный гвоздь, медный провод с изоляцией, соединительные провода, ключ. 

Порядок выполнения работы:

1.      Намотайте на гвоздь 40 витков медного провода с изоляцией.

2.      Соберите электрическую цепь по приведенной схеме.

 

                                                                А

 

3.      Расположите компас и гвоздь по схеме, показанной на дополнительном листочке. Поворачивая листок с компасом и гвоздем и сам компас добейтесь того, чтобы гвоздь и стрелка компаса были перпендикулярны, а стрелка компаса была на 0⁰ по шкале компаса.

4.      Включите цепь, установите с помощью реостата силу тока I = 0,5 А  и по шкале измерьте угол отклонения стрелки.

       5. Установите силу тока I = 1А и снова измерьте угол отклонения стрелки.

       6. Аналогичные данные получите для силы тока I = 1,5А.

       7. Результаты опытов занесите в таблицу.

Сила тока I, А.	0,5	1	1,5
Угол поворота стрелки компаса

       8. Сделайте вывод о зависимости магнитного действия катушки от силы тока.

Группа 3. Изучение  зависимости  магнитного действия катушки от материала стержня.

Приборы и материалы: Источник тока, реостат, амперметр, компас, железный гвоздь, медный провод с изоляцией, соединительные провода, ключ. 

Порядок выполнения работы:

1.      Намотайте на гвоздь, графитовый стержень и деревянный карандаш по 40 витков медного провода с изоляцией.

2.      Соберите электрическую цепь по приведенной схеме.

 

                                                                А

 

3.      Расположите компас и гвоздь по схеме, показанной на дополнительном листочке. Поворачивая листок с компасом и гвоздем и сам компас добейтесь того, чтобы гвоздь и стрелка компаса были перпендикулярны, а стрелка компаса была на 0⁰ по шкале компаса.

4.      Включите цепь, установите с помощью реостата силу тока I = 1 А  и по шкале измерьте угол отклонения стрелки.

       5.   Замените  гвоздь  на  графитовый  стержень  и  снова  измерьте  угол  отклонения   стрелки.

       6.   Аналогичные данные получите для деревянного карандаша.

       7.   Результаты опытов занесите в таблицу.

Материал стержня	Железо	Графит	Дерево
Угол поворота стрелки компаса

       8. Сделайте вывод о зависимости магнитного действия катушки от материала стержня.

Краткое описание документа:

Цель урока: Изучить магнитное поле катушки, электромагнит и его применение

Задачи урока

- Образовательная: изучение понятий "электромагнит", способов усиления и ослабления магнитного поля катушки с током; научиться определять магнитные полюса катушки с током; рассмотреть принцип действия электромаг­нита и области его применения; научить собирать электромагнит из готовых деталей и опытным путём проверять, от чего зависит его магнитное действие;

- развивающая: развивать умение обобщать знания, применять
знания в конкретных ситуациях; развивать навыки работы с прибора­
ми; развивать познавательный интерес к учебному предмету;

- воспитательная: воспитание усидчивости, трудолюбия, аккуратности при выполнении практической работы, способствовать воспитанию коммуникабельности, доброжелательности.