Тема. Постоянные магниты. Взаимодействие магнитов. Магнитное поле Земли

 

 

Цели. 

 

Образовательные. Дать понятие постоянного магнита, магнитного поля Земли; исследовать взаимодействие полюсов двух магнитов, познакомиться со свойствами магнитного поля; формировать умение применять полученные знания для решения задач и выполнения практических заданий, расширить кругозор учащихся в области магнитных явлений.

Воспитательные. Научить работать в паре, выработать умение выслушать мнение собеседника, прийти к общему мнению, возбуждать интерес к изучению физики

Развивающие.  Развитие у учащихся произвольного внимания, мышления (умения анализировать, сравнивать, строить аналогии, делать умозаключения.), познавательного интереса (на основе физического эксперимента)

 

Тип. Объяснение нового материала.

Оборудование: постоянные магниты (полосовые, подковообразные), компас, магнитная стрелка на подставке, железные опилки в банке, лист картона (оргстекла), мелкие предметы из разных материалов (Fe, Al, Cu, латуни, пластмассы, стекла, бумаги), железные скрепки (кнопки), куски магнитного железняка (магнетита), динамометр с железным шаром. Ноутбук, проектор, презентація.

 

 

Эпиграф:

Я препоручаю эти основания

 науки о магните… только вам

 истинные философы, благодарные

 мужи, ищущие знания не только

 в книгах, но и в самих вещах.

 У. Гильберт.

ХОД УРОКА.

I.                   Организационный момент

II.                Изложение нового материала

Легенда.

Много веков назад это было. В поисках овцы пастух зашёл в незнакомые места, в горы. Кругом лежали чёрные камни. Он с изумлением заметил, что его палку с железным наконечником камни притягивают к себе, словно её хватает и держит какая-то невидимая рука. Поражённый чудесной силой камней пастух принёс их в ближайший город – Магнесу. Здесь каждый мог убедиться в том, что рассказ пастуха не выдумка – удивительные камни притягивали к себе железные вещи! Более того, стоило потереть таким камнем лезвие ножа, и тот сам начинал притягивать железные предметы: гвозди, наконечники стрел. Будто из камня, принесённого с гор, в них перетекала какая-то сила, разумеется, таинственная.

 

 О каком камне идёт речь в предании? (О магните.) Как объяснить описанное явление? Какие ещё необычные свойства есть у камня?

 

 Сегодня мы с вами осуществим погружение в мир науки магнетизма, исследований, интересных фактов, связанных с магнетизмом.

 

Мы пройдём по страницам истории изучения магнита, проведём ряд экспериментов по изучению свойств постоянного магнита, а в конце урока попробуем выявить лучших знатоков мира постоянных магнитов в нашем классе. Во время экспедиции мы побываем в следующих бухтах:

 - "Историческая" - № 1

 - "Теоретическая" - № 2

 - "Экспериментальная" - № 3

- "Контрольная" - № 4

 

 

Запишите в тетради число и тему урока

«Постоянные магниты. Взаимодействие магниитьв.  Магнитное поле Земли».

 

 Эпиграфом к нашему уроку будут слова Лукреция:

«…Камень притягивать может железо,

 камень же этот по имени месторождения

 магнитом назван был греками,

 так как он найден в пределах магнетов».

 Лукреций.

 

 

 

1. Станция - № 1 "Историческая"

 

История магнита насчитывает свыше 2,5 тысячи лет. Еще в VI веке до нашей эры китайцы обнаружили природные минералы, способные притягивать к себе небольшие железные предметы.

 

Первые сведения о магнитах известны с далёкой древности

      В 6 в.до н.э. в Китае обнаружили минерал, способный притягивать к себе железные предметы, назвали минерал «чу-ши» - любящий камень

      Название магнит предложил древнегреческий драматург Еврипид (5 в. до н.э.).Залежи данной руды находились около города Магнесии. «Магнит – камень из Магнесии».

 

   Древнегреческий драматург Еврипид (век до нашей эры) описал свойства природного минерала и назвал его магнитом, что означало камень из Магнесии – местечка на Ближнем Востоке, где были найдены залежи этого минерала. Теперь мы знаем, что природные магниты представляют собой куски магнитного железняка (магнетита), хрупкого черного минерала

 

1269г.- Пьер де Мерикур, по прозванию Перегрин, написал обстоятельный трактат

«Письма о магнитах»...

В 1600 г. У.Гильберт издал книгу о магнитах «О магните, магнитных телах

и о большом магните – Земле»

 

          

 

1. Станция  №2 "Теоретическая"

 

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

 

Магниты бывают: электромагниты и постоянные: искусственные и природные (Земля, магнитный железняк) В природе встречаются естественные магниты — железная руда (так называемый магнитный железняк). Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, в Украине, в Карелии, Курской области и во многих других местах.

 

Магниты бывают разной формы: полосовые, дугообразные, кольцевые.

 

  

Опыт!

На столах постоянные магниты и динамометр. К динамометру подвесьте железный шар. Поднесите к различным местам (поочередно) горизонтально расположенного прямого магнита и, отрывая его от магнита, проследите за показанием динамометра.

 С одинаковой ли силой отрывается шар от магнита?

 Магнит обладает на разных участках различной притягивающей силой, наибольшее значение динамометр показывает в момент отрыва от концов магнита и наименьшее в момент отрыва от середины магнита (нейтральная линия) или средняя .  Те участки магнита, около которых обнаруживается сильное магнитное действие и где сильнее всего магнитное поле называют магнитными полюсами.

 Сколько же полюсов у магнита?  - Два. Их назвали северным полюсом (N) окрашен в синий цвет и южный полюс (S) окрашен в красный цвет. (слайд 12)

 

 Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома еще ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной. Теперь мы знаем, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали. В 1897г. гипотезу подтвердил английский учёный Томсон, а в 1910г. измерил токи американский учёный Милликен.

 

Вывод: движение электронов представляет собой круговой ток, а вокруг проводника с электрическим током существует магнитное поле.

 

 А сейчас вам, ребята, в ходе выполнения экспериментальных заданий предстоит исследовать некоторые свойства магнитов. Задания вы увидите на экране, а приборы уже лежат на ваших столах. Выполняя задания, будете делать соответствующие выводы.

 

 Выполняем правила ОБЖ

 

1. Станция - № 3 "Экспериментальная"

 

 Запишите в тетради заголовок «Свойства магнитов».

 

Задание 1.

 

Оборудование: металлические скрепки, магниты (полосовой и дуговой).

 

 Возьмите полосовой магнит, 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 дуговым магнитом.

 

 Сделайте вывод. (Учащиеся делают вывод.)

 

Вывод. Линия посередине магнита, называемая нейтральной, не обнаруживает магнитных свойств. Наиболее сильное магнитное действие обнаруживают полюса магнита. (Показать опыт с опилками.)

 

Задание 2.

 

Оборудование: магнит, несколько пластинок, изготовленных из разных материалов.

 

 Поднесите магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, установите, все ли из них притягиваются магнитом.

 

 Сделайте вывод. ( Учащиеся делают выводы.)

 

Вывод. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно слабее никель и кобальт.

 

 

 Задание 3.

 

Оборудование: иголка, скрепки, магнит.

 

 Возьмите иголку и поднесите её к скрепкам. Прилипают ли скрепки к иголке?

 

 Потрите иголку о магнит в одном направлении, а затем поднесите к скрепкам. Прилипают ли скрепки?

 

 Сделайте вывод. ( Учащиеся делают выводы.)

 

 В первом случае иголка не прилипла к скрепкам. Стоило иголке «пообщаться» с магнитом, как она сама стала магнитом.

 

Вывод. Железо, сталь, никель, кобальт и некоторые другие сплавы в присутствии магнитного железняка приобретают магнитные свойства.

 

Вывод: если магнитную стрелку приблизить к другой такой же стрелке, то они повернутся и установятся друг против друга противоположными полюсами (показать на опыте).

 

Задание 4.

 

Оборудование: магнит и магнитная стрелка.

 

 Поднесите к белому, а затем к красному концу магнитной стрелки магнит. Что можно сказать о взаимодействии магнитной стрелки и магнита?

 

 В каком случае магнитная стрелка притягивается, а в каком — отталкивается.

 

Вывод. Одноименные полюсы магнита и магнитной стрелки отталкиваются, разноименные — притягиваются.

 

Ребята, как же магниты взаимодействуют друг с другом на расстоянии?

 

 Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита имеется магнитное поле. Магнитное поле одного магнита действует на другой магнит, и, наоборот, магнитное поле второго магнита действует на первый. Взаимодействие магнитных полей хорошо наблюдать с помощью кольцевых магнитов. Положите на стол кольцевой магнит, в отверстие вставьте стержень гелиевой ручки. На этот стержень наденьте второй кольцевой магнит так, чтобы магниты были обращены друг к другу одноимёнными полюсами. Вы видите, что верхний магнит висит. Прижмите его к нижнему и отпустите, он снова вернётся в висячее положение.

Магнитное поле – особенный вид матери, который отличается от вещества и существует вокруг намагниченных тел.

 

 С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.

 

Задание 5.

 

Оборудование: магниты (полосовой и дуговой), листочек с железным порошком.

 

 Положите полосовой магнит на крышку упаковки набора, слегка встряхните коробочку с железным порошком для получения на дне коробки равномерно рассыпанного порошка. Положите коробку на магнит и слегка постучите по ней пальцем. Рассмотрите полученное изображение.

 

 Повторите опыт для дугового магнита.

 

 Рисунки, которые у вас получились, дают представление о картине магнитного поля полосового и дугообразного магнитов. Магнитные линии магнитного поля магнита — замкнутые линии. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, не пересекаются, не имеют ни начала ни конца. Где линии гуще, там поле сильнее.За направление принимают направление, на которое указывает северный полюс магнитной стрелки. Получили спектр магнитного поля.

         

Задание 6.

 

Оборудование: два полосовых магнита, прозрачная плоская упаковка с железным порошком.

 

 Рассмотрите магнитные линии магнитного поля двух магнитов, обращенных друг к другу: одноименными полюсами; разноименными полюсами.

 

 

Молодцы, отлично поработали!

Физкультминутка – 2 мин.

 

Встаньте, пожалуйста. Вы – компас, ваше лицо – указывает всегда на север, затылок – на юг, стена – это северный полюс, противоположная доска – южный полюс. – Дети поворачиваются лицом к стене. Полюса поменялись. Дети поворачиваются лицом к доске. Возникают магнитные бури – дети начинают качаться и вращаться.
Отдохнули, спасибо, присаживайтесь

 

 А теперь немного отдохните, и послушайте интересные факты применения магнитов.

 

        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.

        Прежде всего, такие магниты просто занимательны сами по себе, т. к. обладают большой силой при маленьких размерах. Потому их часто продают в качестве игрушек. Из

неодимовых магнитов разных форм и размеров можно строить различные фигуры, как из конструктора.

       Магниты используют в качестве оригинальных украшений (некоторые магнитики позолочены).

        Ещё одно применение неодимовых магнитов предложено дизайнерами мебели – «Парящая  кровать». Она удерживается над полом четырьмя тросами. В неё и в пол непосредственно под ней вмонтированы неодимовые магниты, которые обращены друг к другу одинаковыми полюсами.

 

Немного отдохнули, а теперь послушайте одно предание.

 

          По необозримым просторам пустыни идёт караван. В жёлтой мгле утонул горизонт. Кругом, куда ни глянь, - безжизненные пески. Путь каравана далёк и труден. Но люди уверенно продвигаются к своей цели. Их ведёт небольшая полоска намагниченного железа, плавающая на пробке в воде, в глиняном сосуде, который надёжно установлен в деревянной клетке между горбами белого верблюда, шагающего впереди. Стороны сосуда-путеводителя раскрашены в разные цвета. Время от времени человек, сидящий впереди, бросает взор на полоску железа: она чуть вздрагивает в такт шагам животного, но неизменно показывает одним концом на красный край кувшина, другим – на чёрный.

 

 Как называется этот прибор? (Компас.)

Загадка.

 

 Когда с тобою этот друг,

Ты можешь без дорог

 Шагать на север и на юг,

На запад и восток. (Компас.)

 

        Почему он всегда устана