Урок физики по теме "Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли"
план-конспект урока по физике (8 класс) по теме

Тема: Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли.

Цели:

1. получить сведения о постоянных магнитах и иметь наглядное представление о магнитном поле постоянных магнитов;
2. развитие познавательного интереса учащихся, расширение знаний о применении компаса, о магнитном поле Земли, магнитных бурях и магнитной аномалии.

Оборудование и наглядность: магнитный железняк, магниты полосовые и дуговые, магнитная стрелка, компас, железные опилки, различные металлические предметы.

Ход урока:

1. Оргмомент.
2. Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос:

1. Вокруг неподвижных электрических зарядов существует…
2. Вокруг проводника с электрическим током существует (ют)…
3. Магнитное поле катушки можно усилить…
4. Действие магнитного поля катушки с током на магнитную стрелку с удалением стрелки от катушки…
5. Электромагнит- это….

3. Объяснение нового материала.

При изучении электромагнитов мы отмечали их свойство быстро намагничиваться и размагничиваться. Но есть такие тела, которые длительное время сохраняют намагниченность. Их называют постоянными магнитами или просто магнитами.

Сообщение темы урока.

Показ полосового и дугового магнитов.

Притяжение магнитом предметов из чугуна, железа, стали и др.

Полюса магнита (северный и южный) – места, где сильнее всего проявляются магнитные свойства.

В природе встречаются и естественные магниты – железная руда (магнитный железняк) (показ руды). Богатые залежи железняка имеются на Урале, на Украине, в Карелии, Курской области, Белгородской области.

Из истории магнита: Старинная легенда рассказывает о пастухе по имени Магнус. Он обнаружил, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к черному камню. Этот камень стали называть «камнем Магнуса» или просто «магнитом». Но известно и другое предание о том, что слово «магнит» произошло от названия местности, где добывали железную руду (холмы Магнезии в Малой Азии). Таким образом, за много веков до нашей эры было известно, что некоторые каменные породы обладают свойством притягивать куски железа.

Об этом упоминал в VI в до н.э. греческий физик и философ Фалес. Первое научное изучение свойств магнита было принято в XIII в. Ученым Петром Перегрином. В 1269 г. вышло его сочинение «Книга о магните», где он писал, что у магнита есть два полюса, которые он назвал северным и южным; невозможно отделить полюса друг от друга разламыванием.

Постановка проблемы: Как же объяснить намагниченность постоянных магнитов? В чем кроется причина магнетизма?

Заглянем внутрь вещества. Вещество состоит из молекул, а молекулы из атомов. В атомах есть ядро и электроны, движущиеся вокруг ядра, которые и создают магнитное поле, вызывающее намагниченность вещества. Как хорошо уметь объяснять явления, зная строение вещества! Но в 1820 г. о строении атома еще ничего не знали. Почему я назвала именно этот год? Да потому, что именно в 1820 г. на заседании Французской Академии наук французский физик Андре Ампер сообщил о результатах своих опытов по магнетизму и предложил рассматривать магнетизм как явление, вызванное круговым током. Он считал, что магнит состоит из молекул, в которых имеются круговые токи. Каждая молекула представляет собой маленький магнитик. Располагаясь одноименными полюсами в одну и ту же сторону, эти маленькие магнитики и образуют магнит.

Теперь, зная причину магнетизма, ознакомимся с магнитными свойствами тел.

Демонстрации:

1. две магнитные стрелки устанавливаются друг против друга противоположными полюсами;
2. взаимодействие магнитной стрелки и магнита.

Выводы: разноименные полюса притягиваются, а одноименные отталкиваются (запись в тетрадях).

Как осуществляется это взаимодействие? Посредством магнитного поля.

                                М.п. 1 магн.  →     2 магнит

                                М.п. 2 магн.          →     1 магнит

Как наглядно представить магнитное поле магнитов?

4. Экспериментальное задание.

Групповая работа.

        Задание: С помощью железных опилок получить картину магнитного поля и зарисовать ее.

        1 группа – полосового магнита

          2 группа – дугового магнита

          3 группа – двух магнитов, обращенных одноименными полюсами друг к другу

          4 группа – двух магнитов, обращенных разноименными полюсами друг к другу

        Учащиеся работают, затем обмениваются информацией.

        Задание дома: оформить соответствующие рисунки с подписями в тетрадях.

5. У какого важного прибора основной частью является магнитная стрелка?

Применение компаса. 

Вокруг Земли существует магнитное поле, и магнитная стрелка устанавливается вдоль его магнитных линий.

        В 1831 г. английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт магнитный полюс, область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, магнитные линии вертикально входят в Землю.

        В 1841 г. Джеймс Росс (племянник Джона Росса) достиг другого магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.

        В настоящее время весь земной шар покрыт сетью пунктов, где изучают магнитное поле Земли. Магнитные обсерватории строят вдали от промышленных предприятий, линий электропередач, чтобы не было помех. Само здание и оборудование выполняют из немагнитных материалов (дерево, латунь, дюраль). Измерения магнитного поля Земли магнитологи производят с помощью высокочувствительных приборов – вариометров, которые вычерчивают магнитограмму поля Земли. В «спокойный» день магнитограмма – почти прямая, слегка «волнообразная» линия, но иногда магнитограмма имеет сложный пикообразный вид. Возникает магнитная буря. Магнитные бури причиняют серьезный вред: они оказывают сильное влияние на радиосвязь, на линии электросвязи. Причина магнитных бурь связана с солнечной активностью. В период усиления солнечной активности, когда на Солнце происходят грандиозные вспышки, с поверхности Солнца в мировое пространство выбрасываются мощные потоки заряженных частиц, электронов и протонов. Их скорость достигает 2000 км/с. За 1-2 суток они достигают поверхности Земли, далее в магнитном поле Земли они «сортируются»: протоны отклоняются в одну сторону, электроны – в другую. Вокруг Земли образуется гигантский круговой ток, магнитное поле которого и вызывает магнитную бурю. Магнитные бури – это явление кратковременное и ученые научились прогнозировать их появление.

        Но за земном шаре встречаются области, в которых направление магнитной стрелки постоянно отклонено от направления магнитных линий Земли. Эти области называют областями магнитной аномалии (отклонение, ненормальность). Эти аномалии вызваны залежами железной руды на небольшой глубине. Одна из самых больших аномалий – Курская магнитная аномалия (КМА).

        В 1918 г. было начато широкое исследование КМА. Особая комиссия под руководством академика Лазарева и геолога Губкина несколько лет изучала КМА. Эта аномалия была обнаружена в 1784 г. академиком Иноходцевым, а с 1896 г. в течение 14 лет ее исследовал Лейст. Он же первым утверждал, что причиной КМА является железная руда, залегающая неглубоко в земле. Но только в 1923 г. был поднят на поверхность первый образец курской руды.

        В настоящее время эта руда добывается открытым способом.

        Главные железорудные ресурсы КМА в Белгородской области сосредоточены в Белгородском железорудном районе, Губкинско-Старооскольском и Новооскольском железорудных районах. В Новооскольском железорудном районе выделяются Погромецкое, Новооскольское, Голубинское, Огибнянское, Волотовское, Верхососенское, Становское и Острогожско-Алексеевское, Чернянское месторождения. Наиболее крупными по запасам являются Погромецкое и Чернянское месторождения, где руда расположена на небольшой глубине, ее можно добывать открытым способом.

        Земной магнетизм еще до конца не объяснен. Высказывалось много гипотез. По-видимому, часть магнитного поля Земли создается за счет намагничивания соединений железа, содержащегося в земной коре и оболочке, а часть создается электрическим током в металлическом ядре Земли.

        Магнитное поле Земли играет очень важную роль. Оно надежно защищает поверхность Земли от космического излучения, действие которого губительно на живых организмов. С помощью космических кораблей и станций установлено, что у Луны и Венеры отсутствует магнитное поле, а у Марса имеется слабое магнитное поле. Установлено также, что граница магнитного поля Земли находится на расстоянии примерно 150-200 тыс. км.