Магнітне поле

Мета:

• Дидактична: Продовжувати формувати в учнів уявлення про магнітні явища; познайомити учнів з властивостями постійних магнітів; сформувати наукове уявлення про магнітне поле; пояснити походження та властивості магнітного поля Землі;
• Розвивальна: Розвивати в учнів довільну увагу, мислення (уміння аналізувати, порівнювати, проводити аналогії, робити висновки), пізнавальний інтерес (на основі фізичного експерименту);
• Виховна: Формувати науковий світогляд, збуджувати інтерес до вивчення фізики.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання: на столах учнів плоскі прямі магніти, банка з металевими опилками, скріпки, картон, цвяхи; дугові магніти; магнітна стрілка.

Хід уроку

І. Організаційний етап.     

Вступне слово вчителя. Друзі, ви вже третій рік вивчаєте фізику, кожного уроку, дізнаєтесь все більше про явища природи, намагаючись дати відповіді на питання, що турбувало людство сторіччями. Ми вже познайомилися з вами з механічними, тепловими, світловими й електричними явищами. Сьогодні познайомимось з вами з явищами магнітними.     

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.      

Магнетизм, як явище, було відоме людям ще з п’ятого сторіччя до нашої ери. Надзвичайні властивості магнетика (одного із видів залізної руди) використовувати 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 фізика, вченого та лікаря Вільяма Гільберта «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 приклади найпростіших властивостей магнітних матеріалів. А саме:

1) магнітне притягання та відштовхування притаманне залізній руді, залізу, сталі та деяким 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.

Сьогодні ці властивості ми перевіримо з вами на дослідах.        

ІІІ. Вивчення нового матеріалу   

Учитель звертається до учнів і повідомляє, що по-перше треба з’ясувати, а що таке постійний магніт.

Постійний магніт – це тіло, довго зберігає намагніченість.

Форми магнітів: плоскі прямі (штабові), підковоподібні, плоскі, тороідальні (учитель показує магніти).

Дослід 1. Приблизьте магніт до учнівської гумки, пластмасової ручки, металевих опилок, скріпок. Що ви спостерігаєте?

Предмети, які містять залізо, сталь притягуються магнітом. Такі речовини називаються феромагнетиками.

Дослід 2. Розмістіть   на цвяхах, які у вас лежать на парті, магніт. Що ми спостерігаємо?

Ті ділянки магніту, де магнітна дія найбільша, називають полюсами магніту. Зверніть увагу, а чи багато цвяхів притягнулося в середній частині магніту?

На середині магніту цвяхів майже не має. Така ділянка, де не має магнітної дії називається середньою лінією магніту.

Якщо близько не має феромагнетиків, то він завжди займає одне і теж положення в напрямку Північ – Південь. Полюс магніту направлений на північ називають північним (N), а на південь – південний (S). Демонстраційні магніти, як правило, зафарбовують у два кольори: з боку північного полюсу – в синій, а з боку південного – в червоний.

Дослід 3.  Підносимо до магнітної стрілки полюс магніту. Північний полюс стрілки відштовхується від північного полюсу магніту, а притягується до південного.

Різнойменні магнітні полюси двох магнітів притягуються, а однойменні – відштовхуються. Магніти взаємодіють між собою, так як навколо кожного з них існує магнітне поле. Який же вид має магнітне поле?

Дослід 4. Розмістіть на столі два магніта на одній лінії так, щоб вони дивились один на одного різними полюсами. Накрийте їх картоном та розсипте на листку металеві опилки. Що ви спостерігаєте?

Опилки розташувались в виді замкнутих ліній, які називаються магнітними лініями.

Зверніть увагу на малюнки підручника, де показані магнітні спектри різних магнітів. Як направлені магнітні лінії?

Лінії магнітного поля замкнуті. Там, де вони виходять із магніту, - його північний полюс, там, де вони входять у магніт, - південний.

Магнітне поле створюється не тільки постійними магнітами, але й провідниками зі струмом. Переконається в цьому нам допоможе досвід, проведений датським фізиком Ерстедом.

ЕРСТЕД Ганс Християн (1777 - 1851) - датський фізик, неодмінний секретар Датського королівського суспільства (з 1815). Закінчив Копенгагенский університет (1797). З 1806 року - професор цього університету, з 1829 року одночасно директор Копенгагенской політехнічної школи.

Роботи Ерстеда присвячені електриці, акустиці, молекулярній фізиці. В 1820 році він виявив дію електричного струму на магнітну стрілку. Це привело до виникнення нової області фізики - електромагнетизму. Ідея взаємозв'язку між різними явищами природи характерна для наукової творчості Ерстеда. Ерстед був блискучим лектором і популяризатором, організував в 1824 році Суспільство по поширенню природознавства, створив першу в Данії фізичну лабораторію, сприяв поліпшенню викладання фізики в навчальних закладах країни.

Ерстед почесний член багатьох академій наук, зокрема, Петербурзької АН (1830).

Магнітне поле породжується тільки зарядами, що рухаються, зокрема електричним струмом.

На відміну від електричного поля магнітне поле виявляється по його дії на заряди, що рухаються.

Магнітне поле, як і електричне поле, матеріально, тому що воно діє на тіла, і отже, має енергію. Магнітне поле виявляється по дії на магнітну стрілку. З підвищенням температури магнітна дія слабшає.

Для наочного подання магнітного поля будемо користуватися магнітними лініями. Одержати ці лінії нам допоможе постійний магніт і ошурки. Ошурки - це маленькі магнітні стрілки. Лінії, уздовж яких розташовуються ошурки, називаються силовими лініями магнітного поля. Силові лінії завжди мають форму замкнутих, закруглених ліній.

Магнітні стрілки встановлюються навколо провідника залежно від напрямку струму в ньому. Цю залежність можна описати простим правилом - «правилом буравчика».: якщо напрям руху буравчика співпадає з напрямом струму, то ручка буравчика вказує на напрям магнітних ліній (від Пн до Пд).

Як взаємодіють між собою два провідники зі струмом? Два провідники з різним напрямом струму – притягуються, аз однаковим напрямом струму – відштовхуються.

Земля має велике магнітне поле. Географічні полюси Землі є протилежними до магнітних полюсів.

IV. Закріплення вивченого матеріалу.

Питання:

1. Які тіла називають магнітпми?

2. Які частини магніта називають полюсами?

3. Що відбуваеться під час взаємодії двох магнітів?

4. Чому навколо нашої планети виникає магнітне поле.

5. Навіщо магнітне поле для нашої планети?

Підсумок уроку.

1. Навколо постійного магніту існує магнітне поле, що діє на будь-який магніт, що у ньому перебуває.

2. Лінії магнітного поля замкнуті. Там, де вони виходять із магніту, - його північний полюс, там, де вони входять у магніт, - південний.

3. Навколо нашої планети існує магнітне поле, що захищає нас від зовнішніх впливів космосу.

4. Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле, що діє на будь-який магніт, що у ньому перебуває.

5. Лінії магнітного поля замкнуті. Там, де вони виходять із магніту, - його північний полюс, там, де вони входять у магніт, - південний.

6. «Правило буравчика» - якщо поступальний рух буравчика рівнонапрямлений зі струмом у провіднику, то напрямок обертання буравчика збігається з напрямком магнітних ліній.

Домашнє завдання. Опрацювати  §§