8 класс
Тема: Взаимодействие постоянных магнитов. Магнитное поле Земли.
Цель урока: 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; воспитательная: воспитывать культуру общения, коммуникативные качества.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация; полосовой магнит (2 шт.), подковообразный магнит, магнитная стрелка на подставке, компас, стальные скрепки, медный провод, стальной и железный стержни, глобус, железные опилки, нить, стеклянные пластинки, наборы магнитов для парной работы учащихся.
Демонстрации: взаимодействие постоянных магнитов; спектры магнитных полей постоянных магнитов; действие компаса.
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний.
1.Устный физический диктант. (Работа в парах по цепочке: 1-й учащийся называет физическую величину, 2-й учащийся – формулу для её вычисления).
2. Установите соответствие:
таяние льда тепловые явления
движение автомобиля световые
молния электрические
раскаты грома механические
движение волос за расческой магнитные
притягивание металлических предметов звуковые
3. Изучение нового материала.
1) Постоянные магниты.
Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами. (Слайд 2)
К таким телам относится природный магнитный железняк (магнетит).
Природные (или естественные) магниты - это куски магнитного железняка.
Магнитный железняк или магнетит в разных странах называли по-разному:
китайцы называли его чу-ши;
греки – адамас и каламита, геркулесов камень;
французы – айман;
индусы – тхумбака;
египтяне – кость Ора,
испанцы – пьедрамант;
немцы – магнесс и зигельштейн;
англичане – лоудстоун.
Почти половина этих названий переводится как "любящий", именно так описывалось основное свойство магнитов – «притягивать, любить» железо.
Один из самых сильных естественных магнитов был, по преданию, у Ньютона – в его перстень был вставлен магнит, поднимавший предметы, масса которых была в 50 (!) раз больше массы самого магнита.
В древних рукописях упоминаются магнитные ворота одного из княжеских замков, через которые не мог пройти ни один вооруженный человек.
Магниты 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 3)
Магнит имеет два плюса: северный (N) и южный (S), наиболее ярко свойства магнитов проявляются у полюсов.
2) Объяснения явления.
Демонстрационный эксперимент (слайд 4).
Опыт. 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.
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 5)
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 6)
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 7)
ЕК ЦОР Видеоролик (п. 9.2 №3), (8.200)
3) Основные свойства постоянных магнитов.
(Экспериментальные задания выполняются в группах. На основе проделанных опытов, учащиеся формулируют основные свойства постоянных магнитов).
- группа
- Подвесьте скрепку на нити и поднесите её к магниту. Одинаково ли скрепка притягивается разными частями магнита? Найдите места, где скрепка притягивается наиболее сильно? Сколько таких мест?
- Опустите магнит в коробочку с металлической стружкой. Обратите внимание, как притянется стружка к магниту? Найдите места, где стружка притягивается наиболее сильно? Сколько таких мест?
- группа
Выясните, как взаимодействуют полюсы магнитов.
Используя магнит и скрепку, изучите, может ли магнитное взаимодействие происходить через лист бумаги, книгу, деревянную доску, стеклянную пластину.
- группа
Подвесьте магнит на нити, и посмотрите, как он располагается в пространстве. Подальше расположите магнитную стрелку, сравните ориентацию магнита и стрелки.
- группа
Положите на магниты лист картона и насыпьте сверху стружку. Что вы увидите? Зарисуйте полученную картину линий.
Выводы:
- магнит имеет два полюса: северный (N) и южный (S), наиболее сильные магнитные действия обнаруживаются у полюсов;
- магнитные полюсы существуют только парами;
- разноименные полюсы магнитов притягиваются, одноименные – отталкиваются;
- свободно подвешенный магнит ориентируется определенным образом относительно стран света;
- магнитные линии магнитного поля магнита – замкнутые линии;
- магниты оказывают свое действие через стекло, а также воду и тело человека;
- магнитное притяжение и отталкивание присущи только некоторым телам: железной руде, железу, стали и некоторым сплавам.
Видеоролик 8.200 (Магнитные полюсы существуют только парами)
- Использование магнитов. (Сообщение, заранее подготовленное учащимися, в качестве дополнительной информации)
Магниты получили огромную популярность и в настоящее время используются в основных прикладных областях.
- Магнитные носители информации: жесткие диски, дискеты.
- Кредитные, банковские карты имеют магнитную полоску на одной стороне, которая кодирует необходимую информацию.
- Обычные телевизоры и компьютерные мониторы.
- Громкоговорители и микрофоны используют постоянный магнит для преобразования электрической энергии в механическую энергию.
- Компас - является намагниченным указателем, который может свободно вращаться и ориентируется на направление магнитного поля.
- Игрушки.
- Ювелирные украшения.
- Медицинские учреждения используют методы магнитного резонанса для сканирования различных органов в организме человека и для хирургических целей.
- Магнитное поле Земли.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Перелетные птицы обладают способностью видеть магнитное поле Земли. Они ориентируются в любой местности и находят дорогу домой по линиям магнитного поля.
4. Закрепление изученного материала
- Почему удобно пользоваться намагниченной отверткой? (она лучше удерживает железные шурупы)
- Турист нашел в лесу стальное полотно ножовки. Как он может определить, намагничено ли полотно, если у него нет с собой предметов из магнитных материалов?
- ЕК ЦОР Подборка аудиотреков. Запомни «Магнитное поле» 8 класс п.9.1, №1
- Фокус - соревнования. Из стакана с водой, на замочив дельфина, совы, диназавра (магнитики), рук, достаньте скрепки.
- Рефлексия
С каким видом взаимодействия мы познакомились? Какие тела называют постоянными магнитами? Что больше всего понравилось на уроке? Что было самым трудным?
6. Домашнее задание
Параграфы 16, 17 прочитать.
Подготовить сообщение на выбранную тему:
- Компас, история его открытия;
- Значение магнитного поля Земли для жизни на нашей планете
Список использованной литературы и интернет источников
- http://school-collection.edu.ru/
- http://ru.wikipedia.org/
| 
