Урок физики по теме "Постоянные магниты. Магнитное поле Земли". 8-й класс
Назад Вперёд
Цель урока: ознакомить учащихся со свойствами постоянных магнитов и пояснить происхождение магнитного поля Земли.
- 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.
Оборудование к уроку: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация; полосовой магнит (2 шт.), подковообразный магнит, магнитная стрелка на подставке (или компас), стальные скрепки, медный провод, карандаш (2 шт.), ластик, стальной и железный стержни, глобус, железные опилки, наборы магнитов для парной работы учащихся.
Демонстрации: взаимодействие постоянных магнитов; спектры магнитных полей постоянных магнитов; магнитное поле Земли; устройство и действие компаса.
Тип урока: комбинированный урок.
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний. (Слайд 2-4)
Выполнение тестовых заданий с выбором ответа. Анализ ошибочных решений.
Катушка с током представляет собой.
А). витки провода, включаемые в электрическую цепь.
Б). прибор, состоящий из витков провода, включаемых в электрическую цепь.
В). каркас в виде катушки, на который намотан провод, соединенный с клеммами, подключаемыми к источнику тока.
2. Какие полюсы имеет катушка с током? Где они находятся?
А) Северный и южный; на концах катушки.
Б) Северный и южный; на середине катушки.
В) Западный и восточный; на концах катушки.
3.Какова форма магнитных линий магнитного поля катушки с током? Каково их направление?
А) Кривые, охватывающие катушку снаружи; от северного полюса к южному.
Б) Замкнутые кривые, охватывающие все витки катушки и проходящие сквозь ее отверстия; от северного полюса к южному.
В) Замкнутые кривые, проходящие внутри и снаружи катушки; от южного полюса к северному.
4. Электромагнит – это .
А). катушка с железным сердечником.
Б). любая катушка с током.
В). катушка, в которой можно изменять силу тока.
5. От чего зависит магнитное действие катушки с током?
А) От числа витков, силы тока и напряжения на ее концах.
Б) От силы тока, сопротивления провода и наличия или отсутствия железного сердечника внутри катушки.
В) От числа витков, силы тока и наличия или отсутствия железного сердечника.
6. Какое действие надо выполнить, чтобы электромагнит перестал притягивать к себе железные тела?
А) Изменить направление тока.
Б) Разомкнуть электрическую цепь.
В) Уменьшить силу тока.
3. Изучение нового материала
Демонстрационный эксперимент (слайд 5). Для опыта возьмем стальной и железный стержни и намотаем на них 20-30 витков изолированного провода. Пропустим по обмотке постоянный электрический ток. Поднося стержни к металлическим опилкам, обнаружим их магнитные свойства. После выключения электрического тока стержень из железа размагничивается, а стальной стержень сохраняет способность притягивать металлические тела. Таким образом, в природе существуют вещества, которые длительное время могут сохранять намагниченность.
Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами. (Слайд 6)
Любой кусок железа или стали становится магнитом, если по нему несколько раз провести в одном направлении концом постоянного магнита. Магниты могут иметь разнообразную форму и размеры. Делятся на искусственные и естественные магниты. Искусственные – сталь, никель, кобальт приобретают магнитные свойства в присутствии магнитного железняка. Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, на Украине, в Карелии, Курской области. (слайд 7)
Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Вокруг этих токов существуют магнитные поля, которые и приводят к возникновению магнитных свойств вещества. (Слайд 8)
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. Движение электронов представляет собой круговой ток, порождающий магнитное поле.(Слайд 9)
В магнитах элементарные кольцевые токи ориентированы одинаково. Поэтому магнитные поля, образующиеся вокруг каждого такого тока, имеют одинаковое направление. Они усиливают друг друга, создавая поле вокруг и внутри магнита. (Слайд 10)
- Положим магнит в коробочку с мелкими железными опилками. Если достать магнит, мы увидим, что опилки прилипают не ко всей поверхности магнита, а лишь к некоторым его частям. Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита. Таким образом, магнит имеет два полюса: северный (N) и южный (S). (Слайд 11)
- Получить магнит с одним полюсом невозможно. Если магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами. Таким образом, магнитные полюсы существуют только парами. (Слайд 12)
- Поднесем северный полюс магнитной стрелки сначала к северному полюсу магнита, затем к южному полюсу. От северного полюса магнита стрелка оттолкнется, а к южному полюсу – притянется. И наоборот, южный полюс стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается северным полюсом. Таким образом, разноименные магнитные полюсы притягиваются, одноименные отталкиваются. (Слайд 13)
- Положим магнит на стол и накроем его листом картона. Посыпав его железными опилками, получим картину магнитного поля постоянного магнита. Магнитные линии магнитного поля магнита – замкнутые линии. (Слайд 14)
- Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита. (Слайд 15) Аналогично получим магнитные линии магнитного поля двух магнитов, обращенных друг к другу одноименными и разноименными полюсами. (Слайд 16)
- Расположим между двумя магнитами стеклянную пластинку. Взаимодействие между магнитами не нарушается. Таким образом, магниты оказывают свое действие через стекло, а также воду и тело человека. (Слайд 17)
- При сильном нагревании магнитные свойства исчезают как у природных, так и у искусственных магнитов. (Слайд 18)
- Магнитные носители информации: жесткие диски, дискеты. (Слайд 19)
- Кредитные, банковские карты имеют магнитную полоску на одной стороне, которая кодирует необходимую информацию. (Слайд 20)
- Обычные телевизоры и компьютерные мониторы (Слайд 21)
- Громкоговорители и микрофоны используют постоянный магнит для преобразования электрической энергии в механическую энергию (Слайд 22)
- Компас — является намагниченным указателем, который может свободно вращаться и ориентируется на направление магнитного поля
- Игрушки
- Ювелирные украшения (Слайд 23)
- Медицинские учреждения используют методы магнитного резонанса для сканирования различных органов в организме человека и для хирургических целей. (Слайд 24)
Наш земной шар – это огромный космический магнит. Впервые эту мысль высказал английский физик Уильям Гильберт. Он изготовил шарообразный магнит и исследовал его с помощью маленькой магнитной стрелки. (Слайд 25)
Внешние, расплавленные, слои ядра Земли находятся в постоянном движении. В результате этого в нем возникают магнитные поля, формирующие в конечном итоге магнитное поле Земли. Магнитная стрелка, свободно вращающаяся вокруг вертикальной оси, всегда устанавливается в данном месте Земли в определенном направлении, то есть вдоль его магнитных линий. На этом и основано применение компаса.
Компас — прибор для определения горизонтальных направлений на местности. Предположительно, компас был изобретён в Китае при династии Сун и использовался для указания направления движения по пустыням. В конце XII — начале XIII вв. арабские мореплаватели завезли компас в Европу. (Слайд 26)
Как и обычный магнит, земной шар имеет два магнитных полюса: северный и южный. Так как разноименные полюсы магнитов притягиваются, то северный полюс магнитной стрелки указывает направление на Южный магнитный полюс Земли. Этот полюс удален от Северного географического полюса примерно на 2100 км. Северный магнитный полюс находится вблизи Южного географического полюса. Таким образом, магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами. Это приводит к тому, что направление стрелки компаса не совпадает с направлением географического меридиана, и она лишь приблизительно показывает направление на север. (Слайд 27)
Магнитные полюса Земли непостоянны. Периодически они меняются местами. Не так давно исследователи установили, что Земля "помнит" о смене полюсов. Анализ таких "воспоминаний" показал, что за последние 160 миллионов лет магнитные север и юг менялись местами около 100 раз. Последний раз это событие произошло около 720 тысяч лет назад. (Слайд 28)
На поверхности Земли имеются территории, где ее собственное магнитное поле сильно искажено магнитным полем железных руд, залегающих на небольшой глубине. Такие области называются областями магнитной аномалии. Одна из таких территорий – Курская магнитная аномалия. (Слайд 29)
Иногда на Земле возникает кратковременное изменение магнитного поля Земли, так называемые магнитные бури. Наблюдения показывают, что они связаны с солнечной активностью. С поверхности Солнца в мировое пространство выбрасываются потоки частиц: электронов и протонов. Они летят во всех направлениях, в том числе и к Земле. Магнитное поле, создаваемое этими частицами, изменяет магнитное поле Земли и вызывает магнитную бурю. (Слайд 30)
Магнитные бури оказывают сильное влияние на все живое на Земле. Изучением влияния различных факторов погодных условий на организм здорового и больного человека занимается специальная дисциплина — биометрология. Магнитные бури вносят разлад в работу сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной системы, а также изменяют вязкость крови. (Слайд 31)
При взаимодействии заряженных частиц с магнитным полем Земли наблюдается их отклонение от первоначального направления в районы магнитных полюсов. В этих регионах Земли частицы влетают в верхние слои атмосферы, вызывая их ионизацию. Это приводит к возникновению красивейших явлений природы – полярных сияний. (Слайд 32)
Земное магнитное поле надежно защищает поверхность Земли от космического излучения, действие которого на живые организмы разрушительно. Не будь у Земли магнитного поля, защищающего ее от солнечной радиации, наша планета превратилась бы в выжженную пустыню, а живые существа погибли бы. (Слайд 33)
Перелетные птицы обладают способностью видеть магнитное поле Земли. Они ориентируются в любой местности и находят дорогу домой по линиям магнитного поля. (Слайд 34)
Магнитное поле
Магнитное поле – особая форма материи, существующая вокруг движущихся электрических зарядов – токов.
Источниками магнитного поля являются постоянные магниты, проводники с током. Обнаружить магнитное поле можно по действию на магнитную стрелку, проводник с током и движущиеся заряженные частицы.
Для исследования магнитного поля используют замкнутый плоский контур с током (рамку с током).
Впервые поворот магнитной стрелки около проводника, по которому протекает ток, обнаружил в 1820 году Эрстед. Ампер наблюдал взаимодействие проводников, по которым протекал ток: если токи в проводниках текут в одном направлении, то проводники притягиваются, если токи в проводниках текут в противоположных направлениях, то они отталкиваются.
Свойства магнитного поля:
- магнитное поле материально;
- источник и индикатор поля – электрический ток;
- магнитное поле является вихревым – его силовые линии (линии магнитной индукции) замкнутые;
- величина поля убывает с расстоянием от источника поля.
Важно!
Магнитное поле не является потенциальным. Его работа на замкнутой траектории может быть не равна нулю.
Магнитным взаимодействием называют притяжение или отталкивание электрически нейтральных проводников при пропускании через них электрического тока.
Магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов объясняется так: всякий движущийся электрический заряд создает в пространстве магнитное поле, которое действует на движущиеся заряженные частицы.
Силовая характеристика магнитного поля – вектор магнитной индукции \( \vec \) . Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального значения силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током, к силе тока в проводнике \( I \) и его длине \( l \) :
Обозначение – \( \vec \) , единица измерения в СИ – тесла (Тл).
1 Тл – это индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр длины проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила 1 Н.
Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением от южного полюса к северному полюсу магнитной стрелки (направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки), свободно установившейся в магнитном поле.
Направление вектора магнитной индукции можно определить по правилу буравчика:
если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.
Для определения магнитной индукции нескольких полей используется принцип суперпозиции:
магнитная индукция результирующего поля, созданного несколькими источниками, равна векторной сумме магнитных индукций полей, создаваемых каждым источником в отдельности:
Поле, в каждой точке которого вектор магнитной индукции одинаков по величине и направлению, называется однородным.
Наглядно магнитное поле изображают в виде магнитных линий или линий магнитной индукции. Линия магнитной индукции – это воображаемая линия, в любой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной к ней.
Свойства магнитных линий:
- магнитные линии непрерывны;
- магнитные линии замкнуты (т.е. в природе не существует магнитных зарядов, аналогичных электрическим зарядам);
- магнитные линии имеют направление, связанное с направлением тока.
Густота расположения позволяет судить о величине поля: чем гуще расположены линии, тем сильнее поле.
На плоский замкнутый контур с током, помещенный в однородное магнитное поле, действует момент сил \( M \) :
где \( I \) – сила тока в проводнике, \( S \) – площадь поверхности, охватываемая контуром, \( B \) – модуль вектора магнитной индукции, \( \alpha \) – угол между перпендикуляром к плоскости контура и вектором магнитной индукции.
Тогда для модуля вектора магнитной индукции можно записать формулу:
где максимальный момент сил соответствует углу \( \alpha \) = 90°.
В этом случае линии магнитной индукции лежат в плоскости рамки, и ее положение равновесия является неустойчивым. Устойчивым будет положение рамки с током в случае, когда плоскость рамки перпендикулярна линиям магнитной индукции.
Взаимодействие магнитов
Постоянные магниты – это тела, длительное время сохраняющие намагниченность, то есть создающие магнитное поле.
Основное свойство магнитов: притягивать тела из железа или его сплавов (например стали). Магниты бывают естественные (из магнитного железняка) и искусственные, представляющие собой намагниченные железные полосы. Области магнита, где его магнитные свойства выражены наиболее сильно, называют полюсами. У магнита два полюса: северный \( N \) и южный \( S \) .
Важно!
Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса и входят в южный полюс.
Разделить полюса магнита нельзя.
Объяснил существование магнитного поля у постоянных магнитов Ампер. Согласно его гипотезе внутри молекул, из которых состоит магнит, циркулируют элементарные электрические токи. Если эти токи ориентированы определенным образом, то их действия складываются и тело проявляет магнитные свойства. Если эти токи расположены беспорядочно, то их действие взаимно компенсируется и тело не проявляет магнитных свойств.
Магниты взаимодействуют: одноименные магнитные полюса отталкиваются, разноименные – притягиваются.
Магнитное поле проводника с током
Электрический ток, протекающий по проводнику с током, создает в окружающем его пространстве магнитное поле. Чем больше ток, проходящий по проводнику, тем сильнее возникающее вокруг него магнитное поле.
Магнитные силовые линии этого поля располагаются по концентрическим окружностям, в центре которых находится проводник с током.
Направление линий магнитного поля вокруг проводника с током всегда находится в строгом соответствии с направлением тока, проходящего по проводнику.
Направление магнитных силовых линий можно определить по правилу буравчика: если поступательное движение буравчика (1) совпадает с направлением тока (2) в проводнике, то вращение его рукоятки укажет направление силовых линий (4) магнитного поля вокруг проводника.
При изменении направления тока линии магнитного поля также изменяют свое направление.
По мере удаления от проводника магнитные силовые линии располагаются реже. Следовательно, индукция магнитного поля уменьшается.
Направление тока в проводнике принято изображать точкой, если ток идет к нам, и крестиком, если ток направлен от нас.
Для получения сильных магнитных полей при небольших токах обычно увеличивают число проводников с током и выполняют их в виде ряда витков; такое устройство называют катушкой.
В проводнике, согнутом в виде витка, магнитные поля, образованные всеми участками этого проводника, будут внутри витка иметь одинаковое направление. Поэтому интенсивность магнитного поля внутри витка будет больше, чем вокруг прямолинейного проводника. При объединении витков в катушку магнитные поля, созданные отдельными витками, складываются. При этом концентрация силовых линий внутри катушки возрастает, т. е. магнитное поле внутри нее усиливается.
Чем больше ток, проходящий через катушку, и чем больше в ней витков, тем сильнее создаваемое катушкой магнитное поле. Магнитное поле снаружи катушки также складывается из магнитных полей отдельных витков, однако магнитные силовые линии располагаются не так густо, вследствие чего интенсивность магнитного поля там не столь велика, как внутри катушки.
Магнитное поле катушки с током имеет такую же форму, как и поле прямолинейного постоянного магнита: силовые магнитные линии выходят из одного конца катушки и входят в другой ее конец. Поэтому катушка с током представляет собой искусственный электрический магнит. Обычно для усиления магнитного поля внутрь катушки вставляют стальной сердечник; такую катушку называют электромагнитом.
Направление линий магнитной индукции катушки с током находят по правилу правой руки:
если мысленно обхватить катушку с током ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в ее витках, тогда большой палец укажет направление вектора магнитной индукции.
Для определения направления линий магнитного поля, создаваемого витком или катушкой, можно использовать также правило буравчика:
если вращать ручку буравчика по направлению тока в витке или катушке, то поступательное движение буравчика укажет направление вектора магнитной индукции.
Электромагниты нашли чрезвычайно широкое применение в технике. Полярность электромагнита (направление магнитного поля) можно определить и с помощью правила правой руки.
Сила Ампера
Сила Ампера – сила, которая действует на проводник с током, находящийся в магнитном поле.
Закон Ампера: на проводник c током силой \( I \) длиной \( l \) , помещенный в магнитное поле с индукцией \( \vec \) , действует сила, модуль которой равен:
где \( \alpha \) – угол между проводником с током и вектором магнитной индукции \( \vec \) .
Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции \( B_\perp \) входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера.
Сила Ампера не является центральной. Она направлена перпендикулярно линиям магнитной индукции.
Сила Ампера широко используется. В технических устройствах создают магнитное поле с помощью проводников, по которым течет электрический ток. Электромагниты используют в электромеханическом реле для дистанционного выключения электрических цепей, магнитном подъемном кране, жестком диске компьютера, записывающей головке видеомагнитофона, в кинескопе телевизора, мониторе компьютера. В быту, на транспорте и в промышленности широко применяют электрические двигатели. Взаимодействие электромагнита с полем постоянного магнита позволило создать электроизмерительные приборы (амперметр, вольтметр).
Простейшей моделью электродвигателя служит рамка с током, помещенная в магнитное поле постоянного магнита. В реальных электродвигателях вместо постоянных магнитов используют электромагниты, вместо рамки – обмотки с большим числом витков провода.
Коэффициент полезного действия электродвигателя:
где \( N \) – механическая мощность, развиваемая двигателем.
Коэффициент полезного действия электродвигателя очень высок.
Алгоритм решения задач о действии магнитного поля на проводники с током:
- сделать схематический чертеж, на котором указать проводник или контур с током и направление силовых линий поля;
- отметить углы между направлением поля и отдельными элементами контура;
- используя правило левой руки, определить направление силы Ампера, действующей на проводник с током или на каждый элемент контура, и показать эти силы на чертеже;
- указать все остальные силы, действующие на проводник или контур;
- записать формулы для остальных сил, упоминаемых в задаче. Выразить силы через величины, от которых они зависят. Если проводник находится в равновесии, то необходимо записать условие его равновесия (равенство нулю суммы сил и моментов сил);
- записать второй закон Ньютона в векторном виде и в проекциях;
- решить полученную систему уравнений относительно неизвестной величины;
- решение проверить.
Сила Лоренца
Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.
Формула для нахождения силы Лоренца:
где \( q \) – заряд частицы, \( v \) – скорость частицы, \( B \) – модуль вектора магнитной индукции, \( \alpha \) – угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.
Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции \( B_\perp \) входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление скорости положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Лоренца.
Если заряд частицы отрицательный, то направление силы изменяется на противоположное.
Важно!
Если вектор скорости сонаправлен с вектором магнитной индукции, то частица движется равномерно и прямолинейно.
В однородном магнитном поле сила Лоренца искривляет траекторию движения частицы.
Если вектор скорости перпендикулярен вектору магнитной индукции, то частица движется по окружности, радиус которой равен:
где \( m \) – масса частицы, \( v \) – скорость частицы, \( B \) – модуль вектора магнитной индукции, \( q \) – заряд частицы.
В этом случае сила Лоренца играет роль центростремительной и ее работа равна нулю. Период (частота) обращения частицы не зависит от радиуса окружности и скорости частицы. Формула для вычисления периода обращения частицы:
Угловая скорость движения заряженной частицы:
Важно!
Сила Лоренца не меняет кинетическую энергию частицы и модуль ее скорости. Под действием силы Лоренца изменяется направление скорости частицы.
Если вектор скорости направлен под углом \( \alpha \) (0° < \( \alpha \) < 90°) к вектору магнитной индукции, то частица движется по винтовой линии.
В этом случае вектор скорости частицы можно представить как сумму двух векторов скорости, один из которых, \( \vec
Таким образом, на равномерное движение вдоль линии индукции будет накладываться движение по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору \( \vec \) . Частица движется по винтовой линии с шагом \( h=v_2T \) .
Важно!
Если частица движется в электрическом и магнитном полях, то полная сила Лоренца равна:
Особенности движения заряженной частицы в магнитном поле используются в масс-спектрометрах – устройствах для измерения масс заряженных частиц; ускорителях частиц; для термоизоляции плазмы в установках «Токамак».
Алгоритм решения задач о действии магнитного (и электрического) поля на заряженные частицы:
открытый урок «Магнитное поле. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов». 8 Класс
методическая разработка по физике (8 класс)
Магнитное поле. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| урок | 251 КБ |
| технологическая карта | 86 КБ |
Предварительный просмотр:
Тема урока «Магнитное поле. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов».
Организационный момент (1 мин)
Учитель: Сияньем сверкающим славно играя,
То вспыхнет, то гаснет заря голубая.
Холодный, далёкий, безбрежный огонь
Резвится на небе как призрачный конь.
– Учитель Как вы думаете О каком природном явлении идёт речь?
– Учитель С чем можно сравнить северное сияние?
Северное сияние можно сравнить , пожалуй, только с радугой, такое же волшебное явление, но при этом оно живое, играет и переливается невообразимым фонтаном расцветок. С древнейших времён люди восхищались величественной картиной северных сияний и задавались вопросом об их происхождении. А вам ребята интересно, откуда берется северное сияние? (Да). Сегодня на уроке мы постараемся ответить на вопрос: почему возникает северное сияние ? А для этого нам нужно сначала вспомнить некоторые сведения, которые вы уже знаете.
1. Какие виды электрических зарядов существуют (положительный и отрицательный).
2. Следующее задание. Что возникает вокруг заряда? ( Когда в каком-то месте пространства возникает электрический заряд, вокруг него возникает электрическое поле )
3 .Мы не видим эл/п, почему?
4. Как устанавливают существование эл/п? (проявляется только через его действие на заряды или По действию на заряд)
5. отгадайте загадку: Он бежит по проводам
В каждом доме он желан
Но не вздумай с ним шутить,
Может он поколотить.
6. А что такое электрический ток? (Упорядоченное движение заряженных частиц)
7. Следующий вопрос . А как вы думаете, что такое постоянные магниты?
8. Что появляется вокруг постоянного магнита? Как обнаруживается Магнитное поле? (по его действию на ток или на магнитную стрелку.)
Так как вы думаете, какая сегодня тема урока? (Магнитное поле)
— Ребята откройте тетради, и запишите тему и дату урока, Сегодня 28.марта и тема урока : «Магнитное поле. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов.»
Найти в учебнике определение и записать в тетрадь. Что такое постоянные магниты? Параграф 60. (Постоянные магниты – это тела, длительное время сохраняющие намагниченность.)
Объяснение нового материала
– Учитель: Возникает вопрос “Откуда же произошло слово “магнит”? Снежа. История магнита насчитывает свыше двух с половиной тысяч лет. Старинная легенда рассказывает о пастухе Магнусе. Он обнаружил, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к черному камню. Этот камень стали называть камнем “Магнуса” или просто “магнитом”. Но известно и другое предание, которое гласит о том, что слово «магнит» произошло от названия местности, где добывали железную руду – холмы Магнезии в Малой Азии. Об этом упоминал философ и физик Фалес в VI веке до н.э.
-Учитель: Вы уже заметили у вас на столах лежат магниты, как вы думаете зачем?
-Учитель: Мы знаем, что источником физических знаний являются наблюдения и опыты. Есть хорошие слова Слайд «Хорошо подумав, отвечай, На опыте проверив, утверждай!»
– Учитель: Магнитное поле- это особый вид материи, невидимый и неосязаемый для человека.
– Учитель: Пронаблюдаем, а каково магнитное действие.
— Учитель: Напомните мне – сколько полюсов имеет постоянный магнит, как они называются и каким цветом их обозначают?
Задание 1 : Посмотрим, как взаимодействуют постоянные магниты с разными материалами. Для этого нам понадобится: постоянные магниты, небольшие тела из разных материалов. У вас на столах лежат ластик, пуговица, скрепки, бумага, карандаш, гвоздике. Возьмите магнит поднесите к предметам.
-Учитель: Посмотрите, все ли вещества притягивают к себе постоянные магниты.
Вывод: Главное свойство магнитов проявляется в том, что они притягивают к себе стальные или железные предметы, т.е. не все вещества притягиваются к магнитам. (Вывод записать)
Задание 2 : следующее задание проведем исследование полюсов магнита. Воспользуемся полосовым магнитом и скрепкой.
-Учитель : поднесите скрепку к разным местам магнита: полюсам, точно посередине, где проходит граница между красной и синей областями
Вывод: Те места, где обнаруживаются наиболее сильные взаимодействия, называются полюсами магнита (вывод записать в тетрадь)
Задание 3: Для следующего задания нам потребуются полосовые магниты.
-Учитель: Проверим, как взаимодействуют между собой одноименные полюса магнита и разноименные. Возьмите два магнита. Поднесите синими концами друг другу. Что происходит? Поднесите красными концами друг к другу. Что происходит? Поднесите полюсами разных цветов. Что происходит? Какой вывод можно сделать?
Вывод: Одноименные полюсы магнитов отталкиваются. Разноименные полюса магнитов притягиваются. (Вывод записать в тетрадь)
Задание 4 : -Учитель: посмотрите, что произойдет, если вы прикоснетесь скрепкой к любому магниту, а потом поднесите ее к гвоздю. Что вы наблюдаете? Опиши наблюдаемое явление.
Вывод: Стальные предметы можно намагнитить при помощи магнита. (вывод записать в тетрадь)
-Учитель: Стоит добавить: всякий магнит состоит из множества крошечных магнитиков, и у каждого магнита есть оба полюса – и северный, и южный.
– Учитель: для проведения следующего эксперимента нам понадобится ключ, проводники, штативы, реостат, источник тока, магнитная стрелка.
-Учитель: В 1820г Эрстед провел опыт по обнаружению магнитного поля вокруг проводника с током
– Учитель: обратите внимание, что происходит при замыкании эл цепи ? ( магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения) — при размыкании цепи? (магнитная стрелка возвращается в свое первоначальное положение)
– Учитель: Как взаимодействует проводник с током и магнитная стрелка? Электрический ток действует на магнитную стрелку. Вокруг проводника с током (а в общем случае вокруг любого движущегося электрического заряда) возникает магнитное поле.
– Учитель: запишем вывод в тетрадь: Вокруг любого движущегося электрического заряда возникает магнитное поле.
– Учитель. Мы уже знаем, что в округ любого магнита существует магнитное поле. Действие магнитного поля можно изобразить с помощью силовых линий. ПРАВИЛО БУРАВЧИКА
– Учитель. При помощи железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.
Вы можете пронаблюдать силовые линии сами, но прежде давайте вспомним технику безопасности . При выполнении данной работы будьте аккуратны в обращении с железными опилками. Железные опилки помещайте — на лист бумаги. Распределять железные опилки на листе бумаги с помощью линейки, не прикасаясь руками к железным опилкам.
– Учитель ОПЫТ с железными опилками. Сейчас, следуя моим инструкциям, экспериментальным путем обнаружим магнитное поле постоянных магнитов.
1. Поместите на столе один полосовой магнит, накройте его листом бумаги сверху и насыпьте опилки на лист бумаги. Получившуюся картину изобразите в тетради. Аккуратно ссыпьте опилки в баночку. Теперь дугообразный.
2. Теперь поместите два магнита напротив друг друга разноименными полюсами, насыпьте опилки на лист бумаги. Получившуюся картину изобразите в тетради. Аккуратно ссыпьте опилки в баночку.
3. поместите два магнита напротив друг друга одноименными полюсами, насыпьте опилки на лист бумаги. Получившуюся картину изобразите в тетради. Аккуратно ссыпьте опилки в баночку. После окончания эксперимента протрите салфеткой рабочее место. Стр.175 рис 112, 113
– Учитель. А КАК ВЫ ДУМАЕТЕ, Почему железные опилки притягиваются к магниту? (магнит создает магнитное поле- опилки выстраиваются вдоль линий магнитного поля.)
Обратите внимание на экран силовые линии выходят из северного полюса магнита, входят в южный , замыкаясь внутри магнита. Представляют собой концентрические окружности. 
– Учитель Внимание на экран скажите, что общего между бабочкой и силовыми линиями магнитного поля?
– Учитель: А КАК ВЫ ДУМАЕТЕ, ДЛЯ ЧЕГО НАМ НУЖНЫ МАГНИТЫ, ГДЕ ОНИ ПРИМЕНЯЮТСЯ? Кто поможет? Найти в инете. Окей Gugl
Область применения магнитов широка. Они используются не только в компасах, но и в электро и радиотехнике. Их можно обнаружить внутри электродвигателей, громкоговорителя, телефона и т.д
– Учитель: Скажите, какой физический прибор у меня в руках? (компас.)
– Учитель Что самое главное в этом приборе? (Основной частью компаса является магнитная стрелка.)
– Учитель: Посмотрите, все магнитные стрелки у вас на столах установились определенным образом. Значит, существует магнитное поле, которое оказывает на стрелки ориентирующее действие. Этим магнитным полем является магнитное поле нашей планеты Земля. Наш земной шар – это большой магнит. Природный магнит.
– Учитель: Вернемся к вопросу — в начале урока – почему возникает северное сияние . Вокруг Земли существует магнитное поле. Когда на Солнце происходят взрывы, в верхнюю часть атмосферы Земли – ионосферу – от Солнца устремляются потоки летящих с огромной скоростью заряженных частиц – протонов и электронов – так называемый солнечный ветер. Вторгаясь в земную атмосферу, частицы солнечного ветра направляются магнитным полем Земли. Сталкиваясь с атомами и молекулами атмосферного воздуха, они ионизируют их, в результате чего возникает свечение, которое и есть северное сияние.
– Учитель об этом природном явлении можно еще много интересного узнать из дополнительных источников. Я думаю, что полученные знания вызвали у вас интерес. И вы их обязательно пополните. Сегодня на уроке мы занимались экспериментальной работой по изучению магнитного поля, И какие выводы мы можем сделать обратимся к заданиям.
1. Постоянные магниты притягивают к себе предметы из: А. алюминия Б. бумаги В. Железа
2. Те места, где обнаруживается наиболее сильное магнитное действие, называют: А. магнитом Б. полюсами В. Осью
3 . Разноименные магнитные полюсы: А. отталкиваются Б. притягиваются В. не взаимодействуют
4. Южный полюс магнита обозначается: А. S Б. N В. W
5. задание с силовыми линиями – нарисовать
ПРОВЕРИМ Результаты, Поставим оценки на полях .
Подведение итогов –Магнитное Поле облегчает жизнь человека в технике, но какое влияние оно оказывает на организм человека? Кто вспомнит? Многие люди отличаются метеочувствительностью к переменам погоды, которая негативно сказывается на состоянии здоровья. Причем это происходит за несколько дней до смены атмосферного давления, температуры и магнитной бури. Плохое самочувствие таких людей выражается в головной боли , ломоте в суставах, изменении давления, ноющих болях в области сердца
Самопроизвольное намагничивание железных предметов в магнитном поле Земли было использовано в годы Великой Отечественной войны для устройства магнитных мин, которые устанавливались на некоторой глубине под поверхностью воды и взрывались при прохождении над ними корабля.
Выставление оценок учащимся
Учитель: наш урок подошел к концу, большое спасибо за поддержку. вы были активны, внимательными экспериментаторами. Самыми активными были (нарезать оценки).
Домашнее задание § 57,60 (выучить правила) 1. Найди дома устройства, в которых используются постоянные магниты. Расскажи об их назначении и принципе действия. 2. Найди информацию о миграции рыб, птиц и других животных. Расскажите, об этом своим одноклассникам на следующем уроке.)
§ 60. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов
Если вставить в катушку с током стержень из закалённой стали, то в отличие от железного стержня он не размагничивается после выключения тока, а длительное время сохраняет намагниченность.
Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.
Французский учёный Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома ещё 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.
На рисунке 108 изображены дугообразный и полосовой магниты.
Рис. 108. Постоянные магниты
Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита (рис. 109). У всякого магнита, как и у известной нам магнитной стрелки, обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S).
Рис. 109. Полюса магнита
Поднося магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, можно установить, что магнитом притягиваются очень немногие из них. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно слабее никель и кобальт.
В природе встречаются естественные магниты (рис. 110) — железная руда (так называемый магнитный железняк). Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, в Карелии, Курской области и во многих других местах.
Рис. 110. Притяжение металлических тел естественным магнитом
Железо, сталь, никель, кобальт и некоторые другие сплавы в присутствии магнитного железняка приобретают магнитные свойства.
Магнитный железняк позволил людям впервые ознакомиться с магнитными свойствами тел. Перечислим основные из этих свойств.
Если магнитную стрелку приблизить к другой такой же стрелке, то они повернутся и установятся друг против друга противоположными полюсами (рис. 111).
Рис. 111. Взаимодействие магнитных стрелок
Так же взаимодействует стрелка и с любым магнитом.
Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, можно заметить, что северный полюс стрелки отталкивается от северного полюса магнита и притягивается к южному полюсу. Южный полюс стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается северным полюсом.
На основании описанных опытов можно сделать следующее заключение: разноимённые магнитные полюсы притягиваются, одноимённые отталкиваются. Это правило относится и к электромагнитам.
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.
С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.
Рисунок 112, а даёт представление о картине магнитного поля полосового магнита, а рисунок 112, б — о картине магнитного поля дугообразного магнита. Как магнитные линии магнитного поля тока, так и магнитные линии магнитного поля магнита — замкнутые линии. Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.
Рис. 112. Картина магнитного поля полосового и дугообразного магнитов
На рисунке 113, а показаны магнитные линии магнитного поля двух магнитов, обращенных друг к другу одноимёнными полюсами, а на рисунке 113, б — двух магнитов, обращенных друг к другу разноимёнными полюсами.
Рис. 113. Магнитные линии магнитного поля, созданного двумя магнитами