Урок "Постоянные магниты"

Квитокская средняя общеобразовательная школа № 1

ТЕМА: "Постоянные магниты"
КЛАСС: 8
ФОРМА: Урок –экспедиция (изучение нового материала)

Автор: уч. физики
Маслий О.В.

КВИТОК, 2009
Цели:
- формирование представления о постоянных магнитах, знакомство с их свойствами, применением в технических устройствах, а так же с магнитным полем земли;
- формирование умения вести исследовательскую работу, ставить и анализировать физический эксперимент; развитие интереса к физике и её истории;
- формирование интереса к изучению законов природы и их применению в разных областях человеческой деятельности; воспитание культуры общения при работе в парах, умение излагать и отстаивать свою точку зрения.

Оборудование: постоянные магниты (полосовые, подковообразные), компас, магнитная стрелка на подставке, железные опилки в банке, лист картона (оргстекла), мелкие предметы из разных материалов (Fe, Al, Cu, латуни, пластмассы, стекла, бумаги), железные скрепки (кнопки), куски магнитного железняка (магнетита), штатив с лапками, кусок намагниченного ножовочного полотна, кусок плотной ткани, плоскогубцы, тест, опорный конспект, инструкционные карты.

Словарный минимум: постоянные магниты, компас, магнит, магнитное поле, магнитные силовые линии, магнитные аномалии, магнитные бури, Андре Мари Ампер, Томас Иоган Зеебек, Майкл Фарадей.

Подготовка: Класс поделен на группы. Каждая группа изучает определённые исторические вопросы, связанные с постоянными магнитами и готовит небольшие сообщения.
Ход урока
I Орг. момент
II Проблемная ситуация: (У учителя в руках компас)
Уч-ль:
- Скажите пожалуйста, какой физический прибор у меня в руках?
- Что самое главное в этом приборе?
Ответ уч-ся: В руках вы держите компас. Основной частью компаса является магнитная стрелка.
Уч-ль: Каждый день в окружающем нас мире происходит великое множество физических явлений. Многие из них мы не замечаем, но некоторые приковывают наше внимание, и пытливый ум человека стремится разгадать секреты этих явлений. Человек по природе своей любопытен; желая узнать побольше о происходящем вокруг, он отправляется в путешествие. С давних времён компас был одним из непременных приборов, который использовали путешественники. Основная часть компаса – постоянный магнит. На этом уроке мы совершим ряд экспедиций в этот мир. (обр. к теме на доске "Постоянные магниты")

Эпиграф: Я препоручаю эти основания
науки о магните… только вам
истинные философы, благодарные
мужи, ищущие знания не только
в книгах, но и в самих вещах.
У. Гильберт.
Мы пройдём по страницам истории изучения магнита, проведём ряд экспериментов по изучению свойств постоянного магнита, а в конце урока попробуем выявить лучших знатоков мира постоянных магнитов в нашем классе. Во время экспедиции мы побываем в следующих бухтах:
- "Историческая" - № 1
- "Теоретическая" - № 2
- "Экспериментальная" - № 3
- "Контрольная" - № 4
В ходе урока вы будете пользоваться инструкционными картами (модулями). Обратите внимание на цель урока (УЭ – 0).
►Свою экспедицию мы начнём с бухты "Исторической", каждая группа до урока провела исследовательскую работу, изучала определённую проблему и подготовила небольшое сообщение. Мы познакомимся с этими сообщениями и мысленно пронесёмся по различным эпохам.
Обратите внимание на УЭ – 1. Прослушивая сообщения, фиксируйте в тетради основные моменты.
Сообщение 1: "Кто назвал магнит "магнитом"?
Сообщение 2: "История компаса"
Сообщение 3: "Кто впервые изучал свойства магнита?"
Сообщение 4: "Куда указывает стрелка компаса?"
Сообщение 5: "Как устроен магнит?"
Сообщение 6: " Кто впервые сказал, что Земля – большой магнит?"
►Уч-ль: Продолжим наше путешествие. Обратите внимание на УЭ – 2. Следующая станция "Теоретическая".
- Где и когда люди узнали о постоянных магнитах, для каких целей его начали использовать?
Уч-ся: Ещё в VI в. до н. э. китайцы обнаружили минерал, способный притягивать к себе железные предметы, и начали использовать его в компасах.
Уч-ль: Почему стрелки компаса устанавливаются в определённом направ-лении?
Уч-ся: Магнитная стрелка компаса взаимодействует с магнитным полем Земли и устанавливается в определённом направлении по отношению к магнит-ным полюсам Земли
Уч-ль: Сколько полюсов у магнита, как магниты взаимодействуют между собой?
Уч-ся: У постоянного магнита два полюса – северный и южный. Магниты разноимёнными полюсами притягиваются, одноимёнными отталкиваются.
Уч-ль: Теперь мы с вами знаем, что любой постоянный магнит имеет два полюса, северный и южный, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия. Тела из железа, кобальта, никеля можно намагнитить с помощью других магнитов. Но намагниченное тело можно размагнитить сильным механическим ударом. Также намагниченное тело теряет свои магнитные свойства при нагревании выше определённой температуры (точка Кюри). Впервые теорию магнетизма разработал французский физик Андре Мари Ампер.
(Работа уч-ся с учебником по вопросу). Как согласно его теории объясняется намагниченность железа? (УЭ-2)
В атоме имеются "–" заряженные частицы – электроны – которые при своём движении вокруг ядра создают магнитное поле. Этим и объясняются магнитные свойства веществ. Вокруг любого магнита существует магнитное поле – особый вид материи. Оно вам уже известно.
Понятие магнитное поле в физику ввёл английский физик Майкл Фарадей. Магниты взаимодействуют посредством магнитного поля.
? А можно ли увидеть магнитное поле?
Наши глаза на это не способны. Для условного изображения, помогающего придать незримому, но реально существующему полю наглядность, М. Фарадей ввёл понятие силовых магнитных линий.
Картину силовых линий магнитного поля постоянного магнита можно получить с помощью железных опилок. Впервые железные опилки для определения формы силовых линий магнитного поля применил немецкий физик Томас Иоган Зеебек.
(С помощью ОК показываются картины магнитных полей).
Земля – большой космический магнит. Магнитная стрелка (компас) взаимодействует с магнитным полем Земли и устанавливается определённым образом по отношению к магнитным полюсам. Южный магнитный полюс Земли находится на острове Принца Уэльского – в 2100 км от Северного географического полюса, а северный магнитный полюс – около Южного географического полюса.
На Земле есть места, где компасы ведут себя странно, показывают "непра-вильное направление". Их назвали магнитными аномалиями. Это места, где имеются большие залежи железных руд.
Советские космические корабли обнаружили магнитное поле Земли на больших расстояниях от неё в космическом пространстве. Иногда на Земле на-блюдаются кратковременные изменения магнитного поля – магнитные бури. Это связанно с Солнечной активностью. Заряженные частицы, двигаясь от Солнца, доходят до Земли и меняют её магнитное поле. Исследователи предполагают, что у мигрирующих животных – рыб, птиц – имеется природный "компас", позволяющий им ориентироваться по магнитному полю Земли.
Сейчас уже трудно представить нашу жизнь без постоянных магнитов: они в телефонной трубке, магнитофоне, электроизмерительных приборах… Магниты – основа многих технических установок (устройств), использующихся на транспорте и в промышленности. В настоящее время магниты изготавливаются из сплавов на основе не только железа, никеля, кобальта, но и редкоземельных металлов (самарий, неодим, церий, празеодим и др.) и даже пластмасс.
Обратитесь к инструкционной карте (УЭ – 2), взаимопроверка.
♫ Динамическая пауза – релаксация.
►Мы получили некоторые сведения из истории, познакомились с совре-менными представлениями о постоянных магнитах. В бухте "Эксперименталь-ной" для изучения свойств постоянного магнита мы проведём ряд опытов.
Обратить внимание на УЭ – 3.
(Учитель проводит инструктаж по ТБ)
После проведения опытов каждая группа (пара) составит отчет по полученным результатам. При оценке работы будут учитываться аккуратность выполнения эксперимента, наличие выводов в тетради. Выборочно заслушиваются результаты экспериментов.
В науке существует следующий подход к изучению физических явлений. после накопления сведений о физических явлениях, выдвижения различных гипотез, проведения экспериментальных опытов, учение переходит к их осмыслению, обобщению. Мы с вами прослушали ряд исторических сообщений о постоянных магнитах, изучили теоретические сведения, провели опыты. Теперь факты, полученные в ходе этой работы, попробуем обобщить и выделить главное:
(Уч-ль обращает внимание на опорный конспект)
Уч-ся продолжают фразы.
1. Постоянные магниты – это…
(тела, длительное время сохраняющие намагниченность)
2. В природе встречаются естественные магниты, например…
(магнитный железняк)
3. Искусственные постоянные магниты делают из сплавов на основе…
(железа, никеля, кобальта и др. Ме)
4. Полюсами называют…
(те места магнита, где обнаруживается наиболее сильное магнитное действие)
5. Магниты одноимёнными полюсами…
(отталкиваются)
разноимёнными полюсами…
(притягиваются)
6. Магнитные свойства исчезают при…
(сильном механическом ударе, или при нагревании выше определённой температуры)
7. Вокруг любого магнита существует магнитное поле. Что это?
(особый вид материи, создаваемый движущимися электрическими зарядами)
8. Для наглядного изображения магнитного поля используются силовые магнитные линии. Магнитные силовые линии – это…
(вдоль которых в магнитном поле, располагаются оси малых магнитных стрелок)
Они замкнуты, выходят из северного полюса, входят внутрь через юж-ный, замыкаясь внутри магнита. Силовые линии магнита не пересекаются. Картину силовых линий магнитного поля постоянного магнита можно получить…
(с помощью железных опилок)

Земля является большим космическим магнитом. Магнитные полюсы Земли со временем изменяют своё положение. В настоящее время около Северного географического полюса Земли находится южный магнитный полюс, а около южного географического– северный магнитный.
Время от времени на Солнце происходят вспышки, в результате которых сгустки плазмы вылетают в космос. Они доходят до Земли и вызывают геомаг-нитные возмущения на несколько часов или даже суток. Это и есть… (магнитные бури). Наш организм настроен на слабые магнитные поля и, бывает, реагирует на магнитные бури, - у некоторых начинает болеть голова, появляются слабость, раздражительность и прочие неприятные симптомы.
►Свою экспедицию мы завершим, причалив к бухте "Контрольной".
Обратите внимание на УЭ – 4.
На уроке вы получили много новых сведений, провели экспериментальные опыты, сделали свои выводы. Используя эти знания, вы можете ответить на многие вопросы. Мне хочется, чтобы вы проверили полученные сегодня знания, закрепили их.
(Учащимся выдаются готовые шаблоны системы координат "вопрос-ответ" они выполняют тест, расставляют точки и после их соединения проверяют себя, сравнивая полученный график с результирующим – на доске. Осуществляется самооценка).

III Домашнее задание:
Обратится к инструкционной карте УЭ – 5.

IV Итог урока:
(вкл. музыка "Space")
Уч-ль: Вот мы и познакомились со свойствами магнитов, с магнитными свойствами Земли, их некоторыми объяснениями.
Земной магнетизм ещё окончательно не изучен. Для этого необходимо выяснить, что представляют собой потоки жидкого железа в глубинах Земли, как они возникают, как текут. Нужно сравнить магнитные свойства Земли с магнитными свойствами её сестёр – других планет Солнечной системы. Словом дел много. А вдруг, ребята, кто-то из вас окажется тем самым человеком, который разгадает вековую тайну природы: почему Земля – магнит?
Именно поэтому эпиграфом нашего урока были слова У. Гильберта, своего рода, призыв, пожелания, обращённые учёным именно к вам.
Желаю успеха!

ПРИЛОЖЕНИЕ

Экспериментальное задание
Карточка №1

Изучение природных магнитов.

Цель: наблюдать действие магнитного железняка на разные материалы.
Оборудование: куски магнитного железняка (магнита), железные опилки, куски проволоки (медь, железо, алюминий), бумага.

Экспериментальное задание
Карточка №2

Исследование полюсов постоянного магнита.

Цель: опытным путём определить полюсы постоянного магнита (места, где маг-нитное действие самое сильное).
Оборудование: металлические скрепки, магниты (полосовой, дуговой).
Алгоритм:
1. Возьмите полосовой магнит, поднесите скрепку точно к середине магнита, где проходит граница между красной и синей половинками.
? Притягивает ли магнит скрепку?
! Линия по середине магнита называется нейтральной линией.
2. Приближайте скрепки к разным местам магнита, начиная от середины и двигаясь к торцам.
? Какие места магнита обнаруживают наиболее сильное магнитное действие?
3. Повторите пункты 1 и 2 с дуговым магнитом.
! Места магнита с наиболее сильным магнитным действием называются полюсами магнита N- северный полюс, S- южный полюс магнита.
4. Сделай рисунок в тетради.

Экспериментальное задание
Карточка №3

Взаимодействие постоянного магнита с разными материалами.

Цель: опытным путём убедится, какие вещества притягивает к себе постоянный магнит.
Оборудование: постоянный магнит, небольшие тела из разных материалов (железа, стали, алюминия, меди, бумаги, пластмассы, стекла) ластик, карандаш, чугунная плитка.
Алгоритм:
1. На столе у вас различные предметы. Определите, какие вещества хорошо притягиваются магнитом, какие плохо, а какие совсем не притягиваются.
2. Результат опыта занесите в таблицу
Сильно притягивает Слабо притягивает Не притягивает


Экспериментальное задание
Карточка №4
Изучение магнитных взаимодействий.

Цель: изучить характер взаимодействия двух магнитных стрелок и магнитной стрелки с постоянным магнитом.
Оборудование: две магнитные стрелки, магнит.
Алгоритм:
1. Сближайте магнитную стрелку с другой такой же стрелкой сначала красными концами, а затем синими.
? Как взаимодействуют стрелки?
2. Приближайте красный конец одной магнитной стрелки к синему концу другой.
? Как взаимодействуют стрелки?
3. Нарисуйте в тетради стрелки, обращённые друг к другу:
а) красными концам;
б) синими концами;
в) одна красным, другая – синим концами.
4. Подпишите под каждой картинкой, притягиваются стрелки или отталкиваются.
! Одноимённые полюсы магнитных стрелок отталкиваются, а разноимён-ные – притягиваются (обозначьте на рисунках N и S).
5. Поднесите к синему, а затем к красному концу магнитной стрелки магнит.
? Что можно сказать о взаимодействии магнита и магнитной стрелки.
Экспериментальное задание
Карточка №5

Невозможность разделения полюсов постоянного магнита.

Цель: опытным путём проверить невозможность разделения полюсов постоянного магнита методом его разламывания.
Оборудование: магнитная стрелка на подставке, намагниченный кусок слесарного ножовочного полотна, кусок ткани, плоскогубцы, нитка, штатив с лапками.
Алгоритм:
1. Убедиться с помощью магнитной стрелки в наличии двух полюсов у намагниченного куска ножовочного полотна. В случае, если ножовочное полотно не намагничено, его положите на стол и крепко потрите одним торцом магнита. Трите только в одну сторону (сделайте 15-20 движений), а обратно проносите магнит по воздуху. Затем, проверьте магнитные свойства ещё раз.
2. Заверните ножовочное полотно в кусок ткани, удерживая плоскозубцами, разломите пополам.
3. Проверьте полосы обоих кусков.
4. Сделайте вывод.

Экспериментальное задание
Карточка №6

Наблюдение картины магнитного поля постоянного полосового магнита.

Цель: получить картину магнитного поля постоянного полосового магнита.
Оборудование: полосовой магнит, картон, опилки железные.
Алгоритмы:
1. Возьмите полосовой магнит. Положите на него сверху картон. Насыпьте на картон железные опилки, встряхните их, слегка постучав по картону пальцем.
2. Зарисуйте картину силовых магнитных линий в тетради.
3. Сравните свой рисунок с рисунком 108 стр. 125 учебника.
? Замкнуты ли магнитные линии?
? Как располагается магнитная стрелка в заданной точке магнитного поля.

Экспериментальное задание
Карточка №7

Наблюдение картины магнитного поля двух полосовых магнитов.

Цель: получить картину магнитного поля двух полосовых магнитов, обращённых друг к другу разноимёнными полюсами.
Оборудование: два полосовых магнита, картон, железные опилки.
Алгоритм:
1. Возьмите два полосовых магнита. Положите их разноимёнными полюсами друг к другу. Положите сверху картон. Насыпьте на картон железные опилки, встряхните их, слегка постучав по картону пальцем.
2. Зарисуйте картину силовых магнитных линий в тетради.
3. Сравнить свой рисунок с рисунком 110(б) стр. 125.
? Замкнуты ли магнитные линии?
? Как располагается магнитная стрелка в заданной точке поля?

Экспериментальное задание
Карточка №8

Наблюдение картины магнитного поля двух полосовых магнитов.

Цель: получить картину магнитного поля двух полосовых магнитов, обращённых друг к другу одноимёнными полюсами.
Оборудование: два полосовых магнита, картон, железные опилки.
Алгоритм:
1. Возьмите два полосовых магнита. Положите их одноимёнными полюсами друг к другу. Положите сверху картон. Насыпьте на картон железные опилки, встряхните их, слегка постучав по картону пальцем.
2. Зарисуйте картину силовых линий магнитного поля в тетради.
3. Сравнить свой рисунок с рисунком 110(а) стр. 125.
? Замкнуты ли магнитные линии?
? Как располагается магнитная стрелка в заданной точке поля?

Экспериментальное задание
Карточка №9

Наблюдение картины магнитного поля постоянного дугового магнита.

Цель: получить картину магнитного поля постоянного дугового магнита.
Оборудование: дуговой магнит, картон, опилки железные.
Алгоритмы:
4. Возьмите дуговой магнит. Положите на него сверху картон. Насыпьте на картон железные опилки, встряхните их, слегка постучав по картону пальцем.
5. Зарисуйте картину силовых магнитных линий в тетради.
6. Сравните свой рисунок с рисунком 109 стр. 125 учебника.
? Замкнуты ли магнитные линии?
? Как располагается магнитная стрелка в заданной точке магнитного поля.

Экспериментальное задание
Карточка №10

Изучение свойств тела, приобретённых им при контакте с магнитом.

Цель: изучить магнитные свойства стальной спицы до и после контакта с магни-том.
Оборудование: магнит, скрепки, стальная спица для вязания.
Алгоритм:
1. Проверьте магнитные свойства спицы, поднося её к скрепкам.
? Притягивает ли спица скрепки?
2. Положите спицу на стол и крепко потрите её одним торцом магнита. Трите только в одну сторону (сделайте 15-20 движений), а обратно проносите магнит по воздуху.
3. Затем, проверьте магнитные свойства спицы ещё раз.
? Приобретает ли сталь магнитные свойства при контакте с магнитом?

Учебный модуль
(инструкционная карта урока)
Тема: "Постоянные магниты"

№ учебного эле-мента
Учебный материал с указанием заданий Рекомендации по выполнению заданий
Оценка
УЭ-0 Интегрирующая цель: познакомиться с историей изучения магнита; изучить свойства постоянных магнитов, их применение и магнитные свойства Земли (теоретически и экспериментально); определить свой уровень знаний по данной теме; продолжить развитие навыков учебной деятельности (объяснение, обобщение, анализ, проведение эксперимента). Внимательно прочитайте цели урока.
УЭ-1 Цель: познакомиться с историей изучения магнита.
Сообщения учащихся класса:
1. Кто назвал магнит "магнитом"?
2. История компаса.
3. Кто впервые изучал свойства магнита?
4. Куда указывает стрелка компаса?
5. Как устроен магнит?
6. Кто впервые сказал, что Земля – большой магнит? Внимательно прослушайте сообщения товарищей. Фиксируйте в тет-ради основные моменты.
УЭ-2
Цель: теоретически изучить свойства постоянных магнитов, их применение в тех-нических устройствах; магнитные свойства Земли.
I Ответьте на вопросы:
а) Где и когда люди узнали о постоянных магнитах, для каких целей его начали использовать?
б) Почему стрелки компаса устанавливаются в определённом направлении?
в) Сколько полюсов у магнита?
г) Как магниты взаимодействуют между собой?
II Прочитайте текст учебника на стр. 124 (3 абзац) и найдите ответ на вопрос: как французский учёный Ампер объяснил намагниченность железа и стали?
III Слушая объяснение учителя, старайтесь запомнить определение понятий:
магнитное поле,
силовые магнитные линии,
магнитные аномалии,
магнитные бури;
заслуги учёных: Ампера, Фарадея, Зеебека;
примеры применения магнитов.
Примечание: если не запомнили, повторите определения понятий по учебнику (стр.119, 120, 126, 127).
IV Осуществите взаимопроверку знаний основных понятий:
магнитное поле;
силовые магнитные линии;
магнитные аномалии;
магнитные бури
и оцените знания товарища по схеме:
"5" – все определения воспроизведены без ошибок;
"4" – иногда ошибался, но большинство определений запомнил;
"3" – часто ошибался; знает половину определений;
"2" – почти ничего не смог ответить.


Работайте устно, вместе с классом.

Работайте индивидуально.

Внимательно прослушайте учителя.

Работайте индивидуально.

Работайте в па-ре.

Оценка выставляется в соответствующую графу модуля товарища.
УЭ-3

Цель: экспериментально изучить не-которые свойства постоянных маг-нитов.
I Пользуясь карточкой с экспериментальным заданием и комплектом оборудования, проведите опыт.

II Ответьте на поставленные вопросы и сделайте вывод.
III Оформите отчёт.

Работайте в па-ре (распределите обязанности: одному – сформулировать задачу эксперимента; второму – сделать выводы из наблюдений).

Работайте в тетради.


УЭ-4 Цель: проверить знания по изученной теме.
I Выполните тестовую проверочную работу " НАЙДИ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ", пользуясь предложенным тестом.
II Проверьте свою работу, путём сравнения полученного графика с результирующим.
III Оцените свою работу.
Критерии оценки:
"5" – график выполнен верно;
"4" – есть одна ошибка;
"3" – много ошибок;
"2" – не смог выполнить задание.


Работайте индивидуально

Оценка выставляется в соответствующую графу мо-дуля.
УЭ-5 Подведение итогов урока.
I Прочитайте цели урока.
II Достигли ли вы целей урока? В какой степени?

III Что помогало и что мешало успешному освоению учебного материала?
IV Что осталось непонятным?
V Поставьте себе оценку за урок.

VI Выберите домашнее задание.
Если вы работали на уроке успешно и получали в основном оценки "5", то можно выполнить только творческое задание.
Если на уроке получали оценки "4" и "5", то повторить §§ 59,60.
Если на уроке часто ошибались, то поработайте с модулем ещё раз; изучите §§ 59,60 и найдите дома бытовые приборы, где используются магниты; подумайте какова роль магнита в них.
Творческое задание: Составьте кроссворд из 10-20 слов по теме " Постоянные магниты". В приложении к кроссворду укажите правильные ответы.
Работайте вместе с классом

Ответы и оценку запишите в последнюю графу модуля

Самостоятельно

Выполняется по желанию, оценивается учителем; срок выполнения 10-14 дней.