Тема урока  «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли».

Цели:

1.   Дать понятие «постоянные магниты»;

2.   На практике получить картину силовых линий магнитного поля постоянного магнита;

3.   Рассмотреть свойства магнитов, их применение;

4.   Познакомить учащихся с гипотезой молекулярных токов;

5.   Через учебно-поисковую деятельность школьников вызвать интерес к изучаемому материалу.

Оборудование:

    - Динамометр, железный цилиндр;

    - Коллекция горных пород и минералов;

    - Полосовые магниты;

    - Магнитная стрелка на подставке (или компас);

    - стальные скрепки

    - медный провод, алюминиевый провод;

    - железные опилки;

    - лист белой бумаги или картон;

    - Источник питания, катушка, ключ, провода.

Ход урока.

  1.   Изучение нового материала начинается с постановки опыта.

На столах у ребят находятся стаканы с водой и цепочки из стальных скрепок. Возьмите стакан с водой и опустите в него металлическую цепочку из скрепок.

Надо взять магнит, поднести его к той части, где находится цепочка и медленно перемещать магнит вверх, цепочка поднимется за ним. Итак, для выполнения опыта, вам потребовался магнит.

Что же такое магнит?

Какова его история?

Какими свойствами он обладает?

Где применяется магнит?

На эти вопросы мы постараемся ответить с вами на сегодняшнем уроке.

Открываем тетради и записываем тему урока: «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли».

Каждый из нас  с раннего детства слышал что-нибудь о магните. Многие держали его в руках, а у некоторых даже были игрушки, в которых использовались магниты. Многое о магнитах  написано и в литературе.

« Сесть на железный круг

И, взяв большой магнит,

Его забросить вверх высоко,

Докуда будет видеть око;

Он за собой железо приманит…»

                                                 Э. Ростан.

Что описано в этом стихе?

Так знаменитый герой Э.Ростан, поэт и фантазер Сирано де Бержерак предлагал полететь на Луну.

- Возможно, ли подниматься подобным манером. Нам сейчас важен лишь один из участников этого «полета» - магнит.

Первые сведения о магнитах теряются в глубокой древности. В старинных летописях сохранилось упоминание о том, что в 1110 г. до нашей эры в Китае были устройства, показывающие направление на юг.

Первые магниты были естественного происхождения. Оказалось, что это были куски руды – магнитного железняка ( магнетита). Магнетит состоит из

FО(31%) и F₂О₃ (69%). Это хрупкий черный минерал с плотностью 5000кг/м³.

Рассматривают  магнетит в коллекции горных пород и минералов.

В древние времена магниту приписывали « живую душу». Магнит, по представлениям  древних людей устремлялся к железу по той же причине, что и собака к куску мяса. Китайцы говорили, что магнит притягивает к себе железо, как нежная мать привлекает своих детей.

А что вам известно из истории магнита?  

Доклады учащихся.

Магнетит обладает не очень сильными магнитными свойствами. Это можно проверить, если поднести к нему предметы (скрепку, кнопку, иглу). А как вы думаете, можно ли создать магнит со значительно более сильными магнитными свойствами. Для этого обратимся  к опыту.

Опыт №1.

На столах у вас лежат магниты и стальные спицы. Потрите магнитом спицу.

Затем поднесите к спице предметы. Сделайте вывод.

Опыт №2.

Вставим  в катушку стержень из закаленной стали (затем из железа) и пропустим ток. Для этого замкнем цепь.

В отличие  от железного стержня он не размагничивается после выключения тока, а длительное время сохраняет намагниченность.

Все ли тела могут стать магнитами?

Опыт с алюминием, медью, стеклом. (Провести опыты аналогично№1 и №2).

Итак, какой вывод вы можете сделать?

Не все тела намагничиваются. К такому же выводу пришел в 1269году П.Перегрин. Он установил, что если потереть стальную спицу магнитом естественного происхождения, то спица тоже станет магнитом. Такие магниты называют искусственными магнитами.

Подведем итог, что же мы называем магнитами? Ребята формулируют определение. Тела длительное время сохраняющие намагниченность, называют постоянными магнитами или магнитами.

Как  объяснить намагниченность магнитов? Оказывается, что все дело в особом поле, создаваемом магнитом. Вокруг любого магнита существует магнитное поле. Оно и притягивает железо к магниту. В 1820 году французский ученый Андре Ампер предложил, что магнитное свойство постоянного магнита обусловлены множеством круговых токов, циркулирующих внутри молекул этих тел. Эти токи были названы молекулярными (рисунок а, б).

Во времена Ампера природа этих токов была неизвестна. Теперь же мы знаем, что внутри атомов и молекул действительно движутся заряженные частицы электроны, благодаря которым и возникает намагниченность тела.

Рассмотрим  свойства магнитов.

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

С одинаковой ли силой отрывается цилиндр 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).

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.

Поднесите магнит к стрелке, которая тоже имеет северный и южный полюсы разными полюсами и одинаковыми. Что вы можете сказать о взаимодействии магнитов одноименными и разноименными полюсами.

Одноименные полюсы отталкиваются, разноименные притягиваются. Это можно проверить с помощью магнита и железных опилок. На магниты положите картон и насыпьте опилки. Сначала расположите магниты одноименными полюсами, а затем разноименными. Что вы наблюдаете? Зарисуйте в тетрадь и сделайте вывод.

Оказывает ли свое действие магнит через стекло воду, дерево. Учащиеся проверяют на опытах и приходят к выводу, что оказывает.

Может ли быть магнит с одним полюсом?  Докажите. Для этого используется стальное лезвие и полосовой магнит.

Намагничивают лезвие с помощью магнита и с помощью компаса убеждаются в наличии двух полюсов. Затем разламываем ее на части и устанавливаем, что каждая часть вновь имеет два полюса.

Можно ли магнит размагнитить? При каких условиях?

Стальные опилки насыпаем в пробирку и намагничиваем их. Пробирка ведет себя как магнит. После встряхивания опилок ее магнитные свойства почти исчезают.

Если стальную спицу нагреть то свойства исчезнут.

Приходим к выводу, что нельзя ронять, стучать по магниту, не нагревать в пламени. Хранить вдалеке от источников электромагнитных полей.

Где нашли свое применение магниты?

В компасе. Что известно вам об истории компаса? Доклад учащегося.

Где еще применяются магниты?

- электротехнике;

- радиотехнике;

-автоматике;

-робототехнике;

-внутри электродвигателей, громкоговорителей (динамиков).

А знаете ли вы,  как на заводе  сортируют  стальные и алюминиевые банки?

И сталь, и алюминий – металлы, но магнитными свойствами обладает только сталь. Отделить стальные банки от алюминиевых поможет мощный магнит. Если поднести к банкам магнит он притянет стальные банки. Демонстрация  взаимодействия стальной и алюминиевой банок.

Далее учащиеся получают компасы, размещают их в разных местах стола и наблюдают за показаниями стрелок.

Стрелки компаса в данном месте Земли установились в определенном направлении. Почему? Вокруг Земли существует магнитное поле. Значит у Земли есть свои полюса. Именно они и заставляют стрелку компаса ориентироваться все время в определенном направлении. Как известно притягиваются разноименные полюсы. Следовательно: северный полюс стрелки указывает направление на южный магнитный полюс Земли. Этот полюс находиться на севере земного шара, несколько в стороне от Северного географического полюса на острове Принца Уэльского. Показываю на карте.

Иногда внезапно возникают так называемые магнитные бури – кратковременные изменения магнитного поля Земли, которые сильно  влияют на поведение стрелки компаса. Наблюдения показывают, что  появление магнитных бурь связано  с солнечной активностью. Полеты межпланетных космических станций и космических кораблей на Луну  и вокруг Луны позволили установить отсутствие у нее магнитного поля. Проведенные исследования не обнаружили магнитного поля у планеты Венера; у Марса имеется слабое  магнитное поле.

2. Закрепление.

Тест (если остается  время)

3. Домашнее задание.

Составить и оформить инструкцию по хранению магнита. §21.