Урок. "Постоянные магниты" (8класс)

8 класс
урок по теме: «Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов.
Магнитное поле Земли»

учитель физики Плескова И.А.

УМК по физике для 7–9 кл. А. В. Перышкина и др.

Тип урока: урок ознакомления с новым материалом.

Цели:

Образовательная: ознакомить учащихся со свойствами постоянных магнитов, добиться понимания реального и объективного существования магнитного поля, пояснить происхождение магнитного поля Земли, сформировать понятия естественный и искусственный магниты, формировать умения анализировать факты и давать им обоснованную научную оценку, сформировать у учащихся представления о магнитном поле Земли, магнитных спектрах магнитов.

Воспитательная: воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям, воспитание положительного интереса к изучаемому предмету, показ важности изучаемой темы для познания мира, воспитание культуры речи, построение плана ответа, воспитание сознательной дисциплины и норм поведения, воспитание организованности, дисциплинированности, культуры поведения, воспитывать внимание, наблюдательность, умение слушать, выявлять закономерности, делать выводы и обобщения.

Развивающие: развитие аналитического мышления, развитие познавательных умений, развитие умений учебного труда, формирование умений обобщать полученные знания и грамотно выражать свои мысли, развивать профессиональную наблюдательность, внимание, память, широту кругозора.

Задачи: подготовка к изучению нового материала через повторение и актуализацию опорных знаний, через демонстрации пробудить интерес к изучению новой теме.

Оборудование и материалы: мультимедийный проектор, ПК, проекционный аппарат, магниты, магнитная стрелка, железные опилки, компас, различные предметы из железа, алюминия, пластмассы, гвоздь стальной, магнитные шайбы, стекло, ключ, соединительные провода, источник тока, модель электрического звонка, стальной, стеклянный стержень, изолированный провод, источник тока.

Ход урока:

1. А) Проверка домашнего задания.

 оборудование: модель электрического звонка, ключ, источник тока, соединительные провода. Ученик собирает цепь и демонстрирует действие звонка и объясняет работу установки.

При замыкании цепи электромагнит (Э) притягивает якорь (Я), вследствие этого притяжения молоточек(М) ударяет о звонковую чашу (З). По цепи перестает течь ток, т.к. цепь разомкнулась между якорем(Я) и контактной пружиной(П), и вся установка становится на исходный уровень, якорь касается контактной пружины и по цепи снова течет ток, и снова срабатывает электромагнит, и т.д.

Б) Применение электромагнитов.

2. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1.      Постоянные магниты и их свойства.

2.      Происхождение магнитного поля постоянных магнитов.

3.      Магнитное поле Земли.

Изложение нового материала:

Берем стальной стрежень (например, напильник) и показываем, что стержень на данный момент не обладаем магнитными свойствами (подносим его к гвоздям и другим предметам), затем наматываем на него 20-30 витков изолированного провода и пропускаем по обмотке постоянный электрический ток и, вынув стержень, обнаруживаем его магнитные свойства (гвоздики примагнителись к стержню). Аналогичные опыты можно сделать с алюминиевым, медным, стеклянным стержнями. Исследуя их, выясняем, что они не стали магнитами.

Выясним, почему некоторые тела являются магнитами, определим их свойства.

Тема урока: «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли».

Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами.

Почему же одни вещества могут создавать магнитное поле и притягивать в себе железные предметы, а другие этим свойством не обладают?

Французский физик Андре Ампер объяснил намагниченность стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы вещества. Тогда Ампер еще не знал из чего состоят вещества. А мы знаем, что, каждый атом состоит из ядра, вокруг которого движется электроны по орбитам. Электрон является заряженной частицей. Как раз электроны и образуют так называемые молекулярные токи, а они и создают магнитное поле. Во всех атомах есть электроны. В обычном состоянии электроны движутся в разных направлениях, только в намагниченном состоянии они все вместе начинают двигаться определенным (в одну сторону) образом.

Беспорядочная ориентацию магнитиков. Затем подносят с двух сторон модели разноименные полюсы прямых магнитов и заставляют стрелочки повернуться определенным образом. Получаем картину изображающую магнитное насыщение

Существуют дугообразные (подковообразные) и полосовые (прямые) магниты.

Поднося магнит к различным предметам, можно увидеть, что не многие из них притягиваются магнитом.

   

Хорошо притягиваются магнитом такие вещества, как чугун, сталь, железо, некоторые сплавы. Пластмасса, резина, алюминий, стекло – не притягиваются.

Демонстрация: магнит, маленькие стальные гвоздики или (железные опилки) .

Положив магнит на гвоздики, наблюдаем, что гвоздики примагнителись в основном к концам магнита. К середине магнита не примагнителся ни один гвоздик.

     

    

Те места магнита, где обнаруживается наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнитов.

У каждого магнита два полюса: южный (S), и северный (N).

Демонстрация: магнит, магнитные стрелки.

Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, замечаем, что

Одноименные полюса магнита отталкиваются, а разноименные притягиваются.

   

Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг магнита имеется магнитное поле. Магнитное поле одного магнита действует на магнитное поле другого магнита, и наоборот.

Демонстрация: магниты круговые.

    Магниты одноименными полюсами, как бы парят.

С помощью железных опилок, можно посмотреть магнитное поле постоянных магнитов.

Демонстрация: два полосовых магнита, стекло, проекционный аппарат, железные опилки.

Если магниты обращены друг к другу одноименными полюсами, то магнитные линии – отталкиваются друг от друга.

Если магниты обращены друг к другу разноименными полюсами, то магнитные линии притягиваются друг от друга. 

Магнитные линии магнита, как и магнитные линии магнитного поля тока представляют собой замкнутые линии. Вне магнита они выходят из северного полюса магнита, и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.

Сохранит ли магнит свои свойства, если его разломать пополам?

Существуют естественные и искусственные магниты.

              

         Железная руда                                намагниченная сталь

  (магнитный железняк)                          намагниченное железо

Магниты, полученные путем намагничивания – искусственные. Железная руда (магнитный железняк) – естественный магнит. Когда залежи железной руды располагается близко к поверхности земли, то наблюдается магнитная аномалия (Курская область). Железо, сталь в присутствии железняка приобретают магнитные свойства.

Магнитная стрелка располагается определенным образом в данном месте Земли, если рядом нет сильных магнитных полей. Этот факт объясняется тем, что вокруг Земли существует магнитное поле и магнитная стрелка устанавливается вдоль его магнитных линий.

Магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами. Северный полюс магнитной стрелки показывает на южный магнитный полюс Земли, т.к. разноименные полюса притягиваются.

!

Иногда возникают магнитные бури – это изменение магнитного поля Земли, которые сильно влияют на магнитную стрелку. Магнитные бури связаны с солнечной активностью. В период усиления солнечной активности с поверхности Солнца выбрасывается потоки заряженных частиц. Магнитное поле, образуемое этими, движущимися частицами и изменяет магнитное поле Земли и тем самым вызывает магнитные бури. О том, как сильно взаимодействует магнитное поле Земли с полем заряженных частиц, говорит нам северное сияние, которое наблюдается у полюсов Земли. Магнитное поле Земли защищает нас от космического излучения.

3.Закрепление изученного.

Д/З.

1. Экспериментальная презентация свойств магнитного поля электрического тока:

Для опыта нужно взять стальной стержень (ножовочное полотно, напильник) и намотать на него 20–30 витков изолированного провода. Пропустив по обмотке постоянный электрический ток и, вынув стержень, обнаруживаем его магнитные свойства. Аналогичные опыты проделываем с алюминиевым, медным, стеклянным стержнями. Исследуя их, выясняем, что они не стали магнитами. Намагничиваем стальные опилки, насыпанные в пробирку. Пробирка ведет себя как магнит. После встряхивания опилок ее магнитные свойства почти исчезают.

Намагничивание можно провести и в магнитном поле Земли.

Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называют постоянными магнитами или просто магнитами.

2. Происхождение магнитного поля постоянных магнитов. Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа, и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. “Элементарные токи” в веществе циркулируют потому, что в каждом атоме обращаются вокруг ядра электроны (с огромной частотой). Они-то и образуют так называемые орбитальные токи и связанные с ними магнитные поля.

Далее учащимся демонстрируется опыт, доказывающий, что магнитное поле постоянного магнита, как поле проводника с током, пронизывает различные тела. Помещаем магнит в аквариум с водой, а также в безвоздушное пространство под колокол воздушного насоса и демонстрируем распространение магнитного поля в пустоте и в воде. Полезно сообщить учащимся, что космические корабли обнаружили магнитное поле Земли на больших расстояниях от нее, в безвоздушном пространстве.

Затем демонстрируем взаимодействие магнитов, используя подвешенный на нити магнит или демонстрационную магнитную стрелку на острие, к которой приближают полосовой магнит.

Изучение свойств магнитного поля завершается наблюдением магнитных спектров. Сначала магнитный спектр демонстрируем с помощью магнитных стрелок, затем – используя железные опилки.

При изучении магнитных спектров постоянных магнитов различной формы (прямого, дугового) сопоставляем их со спектрами магнитного поля соленоида с током электромагнита с дугообразным сердечником.

Из сопоставления магнитных спектров устанавливаем, что магнитные поля постоянных магнитов похожи на поля электромагнитов. Такое сходство не случайно. Магнитное поле обусловлено движением электрических зарядов или токами (гипотеза Ампера).

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:

– разноименные магнитные полюсы притягиваются, одноименные 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 свое действие через стекло, кожу или воду.

3. Магнитное поле Земли.

С глубокой древности известно, что магнитная стрелка, свободно вращается вокруг вертикальной оси, всегда устанавливается в данном месте Земли в определенном 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.

Полеты межпланетных космических станций и космических кораблей на Луну и вокруг Луны позволили установить отсутствие у нее магнитного поля. Проведенные исследования не обнаружили магнитное поле у планеты Венера; у Марса имеется слабое магнитное поле.