Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Конспект по темі: «Магнітне поле», набір котушок, осердя, джерело струму, реостат, магнітна стрілка, компас, набір постійних магнітів, історичні матеріали про відкриття магнітних явищ, тестові завдання до уроку, кросворд по даній темі

Конспект по темі: «Магнітне поле», набір котушок, осердя, джерело струму, реостат, магнітна стрілка, компас, набір постійних магнітів, історичні матеріали про відкриття магнітних явищ, тестові завдання до уроку, кросворд по даній темі




Дата конвертації09.04.2017
Розмір498 Kb.
ТипКонспект


МИГАЛКІВСЬКЕ НАВЧАЛЬНО-ВИХОВНЕ ОБ’ЄДНАННЯ

«ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА I-III СТУПЕНІВ-ДИТЯЧИЙ САДОК»
Методичний кабінет

УРОК НЕЗВИЧАЙНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

І ВЕЛИКИХ ВІДКРИТТІВ У СВІТІ

МАГНІТНИХ ЯВИЩ


«МАГНІТНІ ЯВИЩА.

СУЧАСНЕ

ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТІВ»
9 КЛАС
З ДОСВІДУ РОБОТИ

ВЧИТЕЛЯ ФІЗИКИ

ГОВОРУНА ВОЛОДИМИРА ПЕТРОВИЧА

2015 р.
Урок незвичайних досліджень

і великих відкриттів у світі магнітних явищ


Тема: Магнітні явища. Сучасне застосування електромагнітів
Мета: Закріпити уявлення поле магнітне поле котушки з струмом, визначати його експериментально, навчити учнів виявляти магнітне поле котушки з струмом, ознайомити з будовою електромагніту сформувати навики дослідницької роботи, інтерес до магнітних явищ, та практичне застосування електромагнітів у природі, техніці, медицині, використовувати та сприяти активізації творчого мислення учнів до відкриттів у природі, про пробуджувати у них пізнавальний інтерес до знань, стимулювати розвиток ініціативи, кмітливості, збуджувати інтерес до науки фізики.

Практика (грец. πράξις «діяльність») - доцільна і цілеспрямована діяльність, яку суб'єкт здійснює для досягнення певної мети. Практика має суспільно-історичний характер і залежить від рівня розвитку суспільства, його структури.



Тип уроку: урок дослідження та вміння практично мислити у нестандартних ситуаціях.

Обладнання: комп’ютер, медіа-проектор, учнівські презентації, опорний конспект по темі: «Магнітне поле», набір котушок, осердя, джерело струму, реостат, магнітна стрілка, компас, набір постійних магнітів, історичні матеріали про відкриття магнітних явищ, тестові завдання до уроку, кросворд по даній темі.

  1. Організаційний момент.

Слово вчителя: у нас сьогодні на уроці буде працювати вперше Академія учнівських наук, у яку входить три лабораторії:

I лабораторія

Лабораторія силових ліній магнітного поля.

Магніт (або Магнет) - тіло, що має власне магнітне поле, магнітний диполь. Можливо, слово походить від дав.-гр. Μαγνῆτις λίθος (Magnētis líthos), «камінь з Магнесії» - від назви регіону Магнісія та давнього міста Магнесія в Малій Азії, де в давнину були відкриті поклади магнетиту.

Силова́ лі́нія векторного поля - це уявна лінія в просторі, дотична до якої в будь-якій точці збігається з напрямком поля в цій точці.

Завідуючий лабораторією

Шевченко Микола



II лабораторія

Лабораторія постійних магнітів

Завідуючий лабораторією

Попукалов Максим



III лабораторія

Лабораторія магнітного поля Землі

Завідуючий лабораторією

Тищенко Володимир


Сьогодні перед лабораторіями буде поставлено завдання дослідити магнітне поле котушки з струмом та запропонувати цікаві практичні втілення в життя електромагніту.

За кожну правильну відповідь лабораторія отримує премію.

Переможець буде виявлено по кількості призів.

Отже, я бажаю нашим співробітникам успішного плавання в лабіринтах науки фізики.



2.Проведемо бліц - опитування у формі запитання – відповідь.

1) Перше запитання:

Легенди, може правду кажуть

Але той камінь звуть « Чу – ці»

На це китайські книги вкажуть.

Я їх тримав у цій руці.

Коли не прав я, то скажіть

Але задачу розв’яжіть

Цінь-Ши Хуанді в цей палац

Всю зброю війська забере:

Несеш ти меч – і – тільки клац

Сім чоловік не одірве.



Запитання

. З чого виготовлений цей «палац»?



Відповідь: Палац виготовлений з магніту.

  1. А чому магніт – це « закоханий камінь», а що він кохає? Які тіла він притягує до себе?

Відповідь: Металеві предмети.

3)Скільки полюсів має магніт?



Відповідь: два полюси: N та S.

4) Як швидко відділити мідні головки від залізних?



Відповідь: За допомогою магніту. Відомо, що магніт притягує до себе тільки залізні цвяхи.

5) Чи намагнічений цвях однаково притягує предмети з боку головки та з боку вістря?



Відповідь: Одне й те ж магнітне поле цвяха розподілене на велику площу головку і дуже малу площу вістря. Тому на полюсі з боку вістря магнітне поле є сильніше.

6) Практичне завдання визначити полюси магнітів, якщо один з них загорнутий у папір.



3.Розрядка. Цікаві задачі з гумором.

1) Напруга U Вбиває муху за час t. Оцініть за який час загине людина під «мухою».

2) Альпініст маса якого дорівнює m піднімається на вершину гори H в результаті чого з гори сходить лавина масою M. Визначити К.К,Д альпініста.

3) Через камеру Вільсона пролітає пучок швидких електронів, які відхиляються магнітним полем котушки.

Ка́мера Ві́льсона - детектор треків швидких заряджених частинок, в якому використовується здатність іонів виконувати роль зародків водяних крапель у переохолодженій перенасиченій парі.

Магні́тне по́ле - складова електромагнітного поля, за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками.

Визначити час життя ув’язненого Вільсона.



4. Тепер кожній лабораторії практичне завдання:

I - лабораторія силових ліній магнітного поля.

Дослідити як залежить магнітна дія котушки від осердя, та визначити магнітні полюси котушки.

Прилади: джерело струму, ключ, котушка, магнітна стрілка, залізне осердя.

II – лабораторія постійних магнітів.

Дослідити як залежить дія електромагніта на стрілку від сили струму.

Електри́чний струм (англ. electric current) - упорядкований, спрямований рух електрично заряджених частинок у просторі.



Прилади: джерело струму, ключ, котушка, магнітна стрілка, залізне осердя, реостат. III – лабораторія магнітного поля Землі.

Як залежить магнітна дія електромагніта від кількості витків у котушці.



Прилади: джерело струму, ключ, котушка, магнітна стрілка, залізне осердя, котушка з іншою кількістю видків.

5. Завдання: виготовити найпростіший електромагніт

Прилади: джерело струму, гвіздок, провідник.

Працюємо і робимо висновки:

  1. Стальне осердя підсилює дію котушки

  2. Було визначено магнітні полюси котушки

  3. Збільшення сили струму магнітна дія котушки підсилюється

  4. Із збільшенням кількості витків при однаковому сили струму магнітна дія котушки підсилюється

  5. При намотуванні провідника на гвіздок і підключення його до джерела струму отримуємо найпростіший електромагніт.

6. Досліди які проводить учитель з застосуванням електромагнітів:

1) Дослід з електричним дзвінком

зз


2) Дослід з електромагнітним реле.


3) Дослід з телеграфом.




7. Пояснити досліди які проводять учні

1) Сила Ампера



2) Поплавки з цвяхами



3) «Магніт із сірника»

Обладнання: Сильний підковоподібний магніт, сірник, підвішений на нитці завдовжки 50 – 60см.

Хід роботи

Піднести магніт до сірника, підвішеного на нитці, - взаємодії не буде. Якщо спалити головку сірника та знову піднести магніт – сірник відхиляється.

Підказка: до складу головки сірника входить сірка, бертолетова сіль, хром пік, піролюзит, клей, цинк і деякі інші речовини;

Закон Ампера - закон взаємодії постійних струмів. Установлений Андре-Марі Ампером в 1820 році. Із закону Ампера виходить, що паралельні провідники з постійними струмами, що течуть в одному напрямі, притягуються, а в протилежному - відштовхуються.

Хлора́т ка́лію (бертолетова сіль, Ка́лій триоксохлора́т) - KClO3, калієва сіль хлоратної кислоти (HClO3).

до складу спеціального шару на коробці сірників ( збоку коробки) входить червоний фосфор, клей тощо.

Фо́сфор (P) - хімічний елемент 5-ї групи (згідно із застарілою класифікацією - головної підгрупи п'ятої групи) третього періоду періодичної системи; неметал; атомний номер 15. Ат. маса 30,97376. Один з найпоширеніших елементів земної кори: 0,08-0,09% її маси.

Під час тертя головки об спеціальний шар фосфор загоряється, окислюючись бертолетовою сіллю, і запалює сірку.

Згоряння суміші бертолетової солі з алюмінієвою пудрою супроводжується яскравим спалахом. Значну частину світла такого спалаху становлять ультрафіолетові промені з довжиною хвилі близько 200 нм.

4) Контактний термометр


На рисунку 1 показана схема контактного термометра, який подає сигнал про досягнення температури певного значення. Він складається з ртутного термометра (T), електромагніту (Ем), електричного дзвінка λ, джерела струму. Поясніть дію приладу.

Розв’язання:

За досягнення певної температури, тобто за підняття стовпчика ртуті до контакту, коло електромагніту замикається, і він притягає пластину, котра, своєю чергою, замикає коло дзвінка, і сповіщає про досягнення певної температури.



6.Історічні повідомлення про історичні відкриття в галузі магнетизму.

1 – Учень

Про існування магнетизму відомо близько VIIст. до нашої ери. Властивості магнетиту притягувати до себе залізні предмети, були добре відомі грекам. Першими його назвами були « геркулесів камінь», «м лідійський камінь», « сідерид», або просто « камінь», який пізніше замінились терміном « магніт». Про притягання магната згадується в творах грецького філософа Фалеса ( 640- 546р.до нашої ери). Про винайдення компаса - першого магнітного приладу серед істориків одностайної думки немає. Переважно вважається, що компас з’явився в Китаї, між 2637р. до нашої ери. і 1110р. до нашої ери англійського монаха Олександра Некхема (1157 – 1217рр.), в якому Йшлося про застосування вільгої підвішеної стрілки для визначення курсу корабля в темноті або в похмуру погод.

Винайдення морського компаса ( 1302 – 1318) приписують італійцю Флавіо Джойя, який помісив стрілку на вістря голки в центрі круга розділеного на 32 частини – румби.

Найбільш раннім трактом про магніт і його властивості є листи Петра Перегріна до деякого Сігера від 12 серпня 1269р. В цьому творі Петро Перегрін описує всі відомі властивості магніту і дає вперше назви полюсів магнітної стрілки – північний південний. Перегрін вдосконалив компас, помістивши стрілку на гострий стержень, а також поєднав його з морською астролябією, градуйованою шкалою та базисною лінією, що давало змогу не лише управляти кораблем, але й визначити азимути небесних світил.

Зоря́, також зі́рка, у художньому мовленні зоряни́ця, зірни́ця (переважно ранкова чи вечірня, Венера), діал. звізда́ - велетенське розжарене, самосвітне небесне тіло, у надрах якого ефективно відбуваються (або відбувались) термоядерні реакції.



2 – Учень

Магнетизм, як явище, було відоме людям ще з п’ятого сторіччя до нашої ери. Надзвичайні властивості магнетика використовували в Древньому Китаї, а потім і в інших країнах, для виготовлення компасів. Магнітам присвоювали магічні властивості, їхньою дією пояснювали незрозумілі явища природи, робили спроби лікувати хворих.

Але вперше властивості магніту були описані в роботі англійського фізики, вченого та лікаря, Вільяма Гілберта «Про магніт, магнітні тіла та великий магніт Землі», яка побачила світ в 1600 році.

В роботі він доводить, що для пояснення нахилення магнітної стрілки треба розглядати Землю, як величезний магніт. Наводить приклад найпростіших властивостей магнітних матеріалів. А саме:

1) Магнітне притягання та відштовхування притаманне залізній руді, залізу, сталі та деяких сплавам;

2) Магніт має два полюси: північний та південний;

3) Різнойменні полюси магніту притягуються, а однойменні відштовхуються..

4) Вільно підвішений магніт орієнтується відповідним чином відносно сторін світу.

Ерстед Ганс Християн (1777-1851) – датський фізик, неодмінний секретар Датського королівського суспільства. Закінчив Копенгагенський університет (1797). З 1806р.

Копенгагенський університет (дан. Københavns Universitet) - один з найстаріших університетів в Північній Європі та найбільша навчально-дослідна установа в Данії. Копенгагенський університет був офіційно відкритий 1 червня 1479 року, після того, як король Кристіан I дістав схвалення від Римського папи Сікста IV.

– професор цього університету, з 1829р. одночасно директор копенгагенського політехнічної школи.

Робота Ерстеда присвячені електриці, акустиці, молекулярній фізиці. В 1820р.

Молекуля́рна фі́зика - розділ фізики, який вивчає речовину на рівні молекул. Речовину на рівні атомів вивчає атомна фізика. Поділяється на фізику газів, фізику рідин, кристалофізику, фізику полімерів. Молекулярна фізика тісно пов'язана з фізичною хімією, фізикою твердого тіла, металофізикою, біофізикою, акустикою і т.д.

він виявив дію електричного струму на магнітну стрілку.

Електроліз - розклад речовин (наприклад, води, розчинів кислот, лугів, розчинених або розплавлених солей тощо) постійним електричним струмом.

Це привело до виникнення нової області фізики – електромагнетизм. Ідея взаємозв’язку між рівними явищами природи характера для наукової творчості Ерстеда. Ерстед був блискучім лектором і популяризатором, організував в 1824р. Суспільство по поширенню природознавство, створив першу в Данії фізичну лабораторію, сприяв поліпшенню викладання фізики в навчальних закладах країни.

Навча́льний заклад (осві́тній заклад) - організація, що на постійній і безперервній основі здійснює освітній процес з метою навчання, виховання, розвитку і самовдосконалення особистості.

Електромагніт вагою 1-2 тонни піднімати вантаж вагою 10-15 тонн, якщо він допускає максимальну площу контакту із сердечником. Електромагніт зручний також для переміщення металевого лома й збирання стружки. Крім того, іноді вантажопідйомні електромагніти можуть застосування для виділення залізної фракції із сипучої речовини, наприклад, вугілля або руди перед переробробкою або трансторпуванням.

3 – Учень.

Початок знайомства людей з магнітом сягає в сиву давнину. Наші предки були дуже спостережливими людьми і помітили, що час від часу на поверхні землі трапляються камінці, які притягають один одного. Це було чудово. А всяке чудове привертає увагу. Чому мертвий камінь здатний продовжувати рух? Чому магніт притягує?

Над цим ламали голову ще стародавні єгиптяни. Вони називали магнітні камені, кістками бога Ра і вважали їх священними

Не менш стародавні китайці вже в VI ст. до нашої ери знали про притягання заліза й залізної руди кусками « Чу – ші»- магніт.

Старода́вній Єги́пет - одна з найдавніших держав на Землі і колиска цивілізацій Середземномор'я. Країна-стрічка займала територію в нижній течії річки Ніл в північно-східній Африці

Географі́чна оболо́нка (англ. geography envelope; нім. geografischer Mantel, m) - верхня комплексна оболонка Землі, що утворилася внаслідок взаємопроникнення і складної взаємодії окремих геосфер - літосфери, гідросфери, атмосфери і біосфери.

Залізняк (рос. железняк, англ. iron ore, нім. Eisenerz n) - загальна назва оксидів заліза.

Пізніше вони звернули увагу на здатність «Чу – ші» орієнтуватися в просторі і помилково приписували це впливові зірок. Китайці ж придумали прилад для ворожіння – залізну пластинку з нанесеним на неї знаками зодіаку, і «ложку», виготовлену з природного магніту.

Знаки зодіаку - це певні рівні відрізки, на які за певною системою поділено річний шлях Сонця небосхилом.

Уміло керуючи «магнітною ложкою», китайці маги передбачали майбутнє. Учені цієї країни встановили на колісницях особливий « покажчик півдня» (« чі -нан»)- китайський компас, який являв собою фігурку людини, рука якої за допомогою постійного магніту завжди показувала на південь.

Недалеко від міста Сіань у провінції Шенсі ( Східний Китай) знаходилися гробниці імператора Ціань Ші – Хуанді, який заснував у III ст.. до нашої ери могутню імперію Цінь. За стародавньою легендою, ніхто не міг відкрити ворота гробниці: варто було мечем доторкнутися до них, і вже жодному богатиреві не під силу було відірвати від залізної поверхні.

А нещодавно вчені виявили документ, написаний у 1406р. у ньому є рядки, присвячені палацу імператора Цінь Ші - Хуанді: « Воїн у залізній броні не міг пройти через ворота палацу, які притягували або відштовхували його з такою силою, яку ніхто не міг подолати». Зіставляючи два джерела - стародавню легенду і документ, залишається припустити, що двері гробниці, як і ворота палацу, були виготовлені з метану з магнітними властивостями.

Китайські вчені обстежили зразки піщаних порід з берегів річки Ветхе, притоки великої Хуанхе, на якій стоїть Сіань. Виявилося, що вони містять досить концентровані магнетити та інші магнітні оксиди. Більше того, якість цих руд настільки висока, що вони не поступають тим синтетичним оксидом, які використовуються в сучасній промисловості.

Чи виявляться ці поклади магнітних пісків придатними для економічного використання, покаже майбутнє, але той факт, що вони застосовувалися в далекому минулому, сумнівів уже не викликає.

Причини притягання магнітом заліза і залізної руди цікавили й брахманів Стародавньої Індії. За допомогою магніту стародавні індуси витягували залізні наконечники стріл з тіл поранених.

Наконечник стріли - передня частина стріли, безпосередньо вражаюча ціль. Виготовляється з твердого матеріалу (камінь, кістка, ріг, раковини, метал тощо) або дерева. Зазвичай, за розміром менше і легше, ніж наконечник дротика.

Загадкові властивості магніту вселяли стародавнім людям жах, і. про нього було складено багато легенд і міфів. Давньогрецький географ Птоломей писав, наприклад, що недалеко від теперішнього острова Борнео є гори, які мають гігантську силу притягання, тому обшивка кораблів повинна кріпитися дерев’яними цвяхами, оскільки залізні будуть вирвані з дерева і станеться катастрофа. Легенда про магнітну гору повторюється в « Тисячі й одній ночі». Їй вірили аж до початку XVII ст., коли згаданий нами вже англійський вчений Уїльям Гілберт заклав основи сучасного вчення про магнетизм.

7. Практичне втілення застосування електромагнітів

Лабораторія силових ліній магнітного поля


  1. В автомобілях на трубку перед карбюратором надівають кільце з магніту, яке зумовлює певну орієнтацію частинок бензину внаслідок чого відбувається повне згорання. Економія бензину становить 3% на 100км.

2. Діставання з печей розплавленого металу.

Розплавлений метал переносить ковшем який утримує магніто -провід за допомогою магнітного поля. Для того щоб магнітопровід не втратив свої магнітні властивості резервуар переноситься за допомогою тросів і між тросами магнітопровода розміщена ізолююча пластинка за допомогою якої магнітопровід утримує резервуар.



Лабораторія постійних магнітів

  1. Застосування електромагнітного замка який відкривається спеціальним намагніченим «чіпом» і заряджається від світла (сонячна батарея).

  2. Вирішення проблем Верховної ради по голосуванню по прийняттю законів. Пропонуємо удосконалення. Кожен депутат отримує «чіп», яким може голосувати. Якщо інший депутат голосує то система блокується електромагнітом. І розблокувати його може той депутат який має відповідний «чіп».

Лабораторія магнітного поля Землі

  1. Медицина клітинного рівня.

Магнітне поле отримуємо здорового організму.

Магнітне поле людина яка схильна до захворювання.

Порівнюємо ці дві фотографії і робимо висновок.

2. Сейсмограф - 2013


Поміщаємо котушку капсулу, в якій рухається постій ний магніт. Котушку підключаємо до гальванометра на поверхні Землі, з’єднуємо із чутливою сиреною. Капсулу буром ставимо на велику глибину, і коли відбувається малі поштовхи земної кори, постійний магніт у котушці почне рухатися, і виникає струм що фіксується в гальванометрі і передається на сирену.



Таким чином ми отримуємо прилад який попереджає про небезпеку.

Висновок: Я думаю що, лабораторії успішно справилися з своїми завданнями по практичному втіленню в життя магнітних явищ. Найцікавіша поступила від лабораторії магнітного поля Землі, по виготовленню « Сейсмограф – 2013»

8. Презентація до уроку ( використовується медіа – проектор).Частина презентації:







3







1




2




Е







А




П




Л




1

Е

Р

С

Т

Е

Д




І




2

А

М

П

Е

Р







А




4




В




К




Г




М

Д

Т




3

К

О

М

П

А

С




Е




4

С

Т

Е

Р

Д

Ж

Е

Н







Г




Н




О










5

П

І

В

Н

І

Ч

Н

И

Й




М







І




И




6

Ф

А

Р

А

Д

Е

Й







Т

Й




Г










7

М

А

Г

Н

І

Т

О

П

Р

О

В

І

Д




І







8

Ф

Е

Р

О

М

А

Г

Н

Е

Т

И

К



Кроссворд про магнітні явища

По горизонталі:

1) Учений, що вперше відкрив магнітну дію струму. ( Ерстед)

2)Сила, що діє на провідник із струмом у магнітному полі і названа на честь одного з фізиків. ( Ампер)

3)Прилад для визначення магнітних полюсів Землі ( Компас)

4) Перший винахідник електромагніту. (Стерджен)

5)Один із полюсів магніту (Північний)

6) Основоположник уявлень про електромагнітне поле (Фарадей)

7) Один із видів електромагніту ( Магнітопровід)

8) Залізо – відноситься до феро ( Феромагнетик)

По вертикалі:

1) Французький учений, що вперше спостерігав намагнічення залізного тирси ( Араго)

2) Один з полюсів магнітної стрілки (Південний)

3) Котушка з осердям (Електромагніт)

4) Камінь «кохання» (Магніт)
8.

Електромагні́тне по́ле - це поле, яке описує електромагнітну взаємодію між фізичними тілами. Розділ фізики, який вивчає електромагнітне поле, називається електродинамікою. Постійні електричні поля вивчаються електростатикою, а галузь фізики, яка досліджує постійні магнітні поля називається магнетизмом.

Тестування лабораторій




Варіанти відповідей на тестові завдання:






1

2

3

4

5

1-В

В

А

А

А

Б

2-В

Г

А

Г

В

А
ВІДПОВІДІ

9. Слово вчителя: Вірш
Ми відкриваємо магнітне поле

Виходять лінії навколо нас

І полюси магнітні двоє

Північний і південний повсякчас.


І навіть шторм не перешкода

А хвилі вже сягають височінь

Ми розриваєм їх у колі

І компас нас жене у далечінь


Котушка і осердя міцна зброя

Коли в них струм тут пробіга

Піднімуть і метал і корабель піднімуть

І ми співаєм полюсам хвала


Сьогодні на уроці ми дізнались

Багато нового і полетіли ввись

Відкрили острів знань

Як буцімто торкнулись таємниць.


І оду фізиці співаємо усі

Ми любимо її і відкриваємо у звуках тонів

І бачимо себе в талантах юних

Незвіданим багатством цих законів.


25.02.2013р.

10.Підведення підсумків, оцінки, оголошення переможця

11. Завдання додому:

1) Виготовити презентацію по даній темі 2) Придумати використання електромагніту при аварійному гальмуванні автомобіля