Постоянные магниты. Магнитное поле Земли
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

Технологическая карта урока физики

Учебный предмет: физика

Класс:   8  класс

УМК:     Перышкин А.В.

Тема урока:  «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли»

Тип урока: урок «открытия» новых знаний

Ход урока.

1 этап – Организационный

Цель: психологически настроить учащихся на учебную деятельность

II этап -  Актуализация знаний и фиксация затруднений в деятельности. 

Цель: воспроизведение учащимися знаний умений и навыков, необходимых для «открытия» нового знания, выход на задание, вызывающее познавательное затруднение.

Выполнение тестовых заданий с выбором ответа. Анализ ошибочных решений.

1.Катушка с током представляет собой...
А)...витки провода, включаемые в электрическую цепь.
Б)...прибор, состоящий из витков провода, включаемых в электрическую цепь.
В)...каркас в виде катушки, на который намотан провод, соединенный с клеммами, подключаемыми к источнику тока.

2. Какие полюсы имеет катушка с током? Где они находятся?
А) Северный и южный; на концах катушки.
Б) Северный и южный; на середине катушки.
В) Западный и восточный; на концах катушки.

3.Какова форма магнитных линий магнитного поля катушки с током? Каково их направление?
А) Кривые, охватывающие катушку снаружи; от северного полюса к южному.
Б) Замкнутые кривые, охватывающие все витки катушки и проходящие сквозь ее отверстия; от северного полюса к южному.
В) Замкнутые кривые, проходящие внутри и снаружи катушки; от южного полюса к северному.

4. Электромагнит – это ...

А)... катушка с железным сердечником.
Б)... любая катушка с током.
В)... катушка, в которой можно изменять силу тока.

5. От чего зависит магнитное действие катушки с током?
А) От числа витков, силы тока и напряжения на ее концах.
Б) От силы тока, сопротивления провода и наличия или отсутствия железного сердечника внутри катушки.
В) От числа витков, силы тока и наличия или отсутствия железного сердечника.

6. Какое действие надо выполнить, чтобы электромагнит перестал притягивать к себе железные тела?
А) Изменить направление тока.
Б) Разомкнуть электрическую цепь.
В) Уменьшить силу тока.

(ответы демонстрируются на экране – взаимопроверка)

III этап – Мотивационный. Постановка целей и задач урока.

Цель: Включение в учебную деятельность на личностно-значимом уровне, осознание потребности к построению нового способа действий

Опыт: предложите способы вытаскивания кнопки из стакана с водой, чтобы не замочить рук.

Вопрос: Где это можно применить?

Врачи используют магнитный зонд для извлечения из желудка игл, булавок.

Молодцы! Но, прежде чем сформулировать  тему нашего урока, послушайте легенду.

Много веков назад это было. В поисках овцы пастух зашёл в незнакомые места, в горы. Кругом лежали чёрные камни. Он с изумлением заметил, что его палку с железным наконечником камни притягивают к себе, словно её хватает и держит какая-то невидимая рука. Поражённый чудесной силой камней пастух принёс их в ближайший город – Магнесу. Здесь каждый мог убедиться в том, что рассказ пастуха не выдумка – удивительные камни притягивали к себе железные вещи! Более того, стоило потереть таким камнем лезвие ножа, и тот сам начинал притягивать железные предметы: гвозди, наконечники стрел. Будто из камня, принесённого с гор, в них перетекала какая-то сила, разумеется, таинственная.

О каком камне идёт речь в предании? (О магните.)

Как объяснить описанное явление?

Какие ещё необычные свойства есть у камня?

Сегодня мы с вами осуществим погружение в мир науки магнетизма, исследований, интересных фактов, связанных с магнетизмом.

Запишите число и тему урока «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли».

Сформулируйте и запишите свою цель работы на уроке.

IV этап – Первичное усвоение новых знаний

Цель:  «Открытие» новых знаний

Самостоятельная работа с книгой: определение постоянных магнитов.

Постоянные магниты - это тела, длительное время сохраняющие намагниченность. 
О нем писали Пифагор, Гиппократ, Платон, Аристотель.

Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома еще ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной. Теперь мы знаем, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали.

В 1897г. гипотезу подтвердил английский учёный Томсон, а в 1910г. измерил токи американский учёный Роберт Милликен.

Вывод: движение электронов представляет собой круговой ток, а вокруг проводника с электрическим током существует магнитное поле.

Магниты бывают разной формы: полосовые, дугообразные, кольцевые. На ваших столах полосовой и дугообразный магниты. С ними мы и будем сегодня работать.

Существуют искусственные и естественные магниты.

У всякого магнита, как и у известной нам магнитной стрелки, обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S).

А сейчас вам, ребята, в ходе выполнения экспериментальных заданий предстоит исследовать некоторые свойства магнитов.

приборы уже лежат на ваших столах, задания занесены в рабочий лист.  Выполняя задания, будете делать соответствующие выводы.

Запишите в рабочих листах  заголовок «Свойства магнитов».

Задание 1.

Оборудование: металлические иголки, магниты (полосовой и дуговой).

Возьмите полосовой магнит, поднесите несколько скрепок точно к середине магнита, где проходит граница между красной и синей половинками.

Притягивает ли магнит скрепки?

Приближайте скрепки к разным местам магнита, начиная от середины.

Какие места обнаруживают наиболее сильное магнитное действие?

Повторите то же с дуговым магнитом. Сделайте вывод. (Учащиеся делают вывод.)

Вывод.

Линия посередине магнита, называемая нейтральной, не обнаруживает магнитных свойств. Наиболее сильное магнитное действие обнаруживают полюса магнита. (Показать опыт с опилками.)

Задание 2.

Оборудование: магнит, несколько тел, изготовленных из разных материалов.

Поднесите магнит к предметам, изготовленным из различных материалов, установите, все ли из них притягиваются магнитом. Сделайте вывод. (Учащиеся делают выводы.)

Вывод.

Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно слабее никель и кобальт. В природе встречаются естественные магниты — железная руда (так называемый магнитный железняк). Богатые залежи магнитного железняка имеются на Урале, в Украине, в Карелии, Курской области и во многих других местах. Магнитный железняк позволил людям впервые ознакомиться с магнитными свойствами тел.

Задание 3.

Оборудование: иголка, скрепки, магнит.

Возьмите иголку и поднесите её к скрепкам. Прилипают ли скрепки к иголке? Потрите иголку о магнит в одном направлении, а затем поднесите к скрепкам. Прилипают ли скрепки? Сделайте вывод. (Учащиеся делают выводы.)

В первом случае иголка не прилипла к скрепкам. Стоило иголке «пообщаться» с магнитом, как она сама стала магнитом.

Вывод: Железо, сталь, никель, кобальт и некоторые другие сплавы в присутствии магнитного железняка приобретают магнитные свойства. Если магнитную стрелку приблизить к другой такой же стрелке, то они повернутся и установятся друг против друга противоположными полюсами (показать на опыте).

Задание 4.

Оборудование: магнит и магнитная стрелка.

Поднесите к белому, а затем к красному концу магнитной стрелки магнит. Что можно сказать о взаимодействии магнитной стрелки и магнита? В каком случае магнитная стрелка притягивается, а в каком — отталкивается.

Вывод: Одноименные полюсы магнита и магнитной стрелки отталкиваются, разноименные — притягиваются.

Ребята, как же магниты взаимодействуют друг с другом на расстоянии? Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита имеется магнитное поле. Магнитное поле одного магнита действует на другой магнит, и, наоборот, магнитное поле второго магнита действует на первый.

Задание 5.

Оборудование: магниты (полосовой и дуговой), прозрачная плоская упаковка с железным порошком.

Получите рисунок с помощью железного порошка и зарисуйте его в тетрадях.

Вопрос: что произойдет, если магнит разломить? Сохранит ли он способность притягивать другие предметы?

Магниты получили огромную популярность и в настоящее время используются в основных прикладных областях:

• Магнитные носители информации: жесткие диски, дискеты.         
• Кредитные, банковские карты имеют магнитную полоску на одной стороне, которая кодирует необходимую информацию.
•  Обычные телевизоры и компьютерные мониторы
•  Громкоговорители и микрофоны (динамиков наушников, радио, мобильных телефонов, смартфонов, планшетов, колонок)  используют постоянный магнит для преобразования электрической энергии в механическую энергию
•  Компас - является намагниченным указателем, который может свободно вращаться и ориентируется на направление магнитного поля
• Игрушки, ювелирные украшения
• Крепежи для штор, а так же в держателях для бумаги на магнитной доске для более мощной силы удерживания.
•  Медицинские учреждения используют методы магнитного резонанса  для сканирования различных органов в организме человека и для хирургических целей (магнитно-резонансная томография)
• Устройство металлодетекторов
• Магнитный зонд для извлечения из желудка механических предметов
• Магнитные грузозахваты
• Магнитотерапия  

V этап – Первичная проверка понимания

Цель: Воспроизведение изученного материала на уровне логических рассуждений

Немного отдохнули, а теперь послушайте одно предание.

По необозримым просторам пустыни идёт караван. В жёлтой мгле утонул горизонт. Кругом, куда ни глянь, - безжизненные пески. Путь каравана далёк и труден. Но люди уверенно продвигаются к своей цели. Их ведёт небольшая полоска намагниченного железа, плавающая на пробке в воде, в глиняном сосуде, который надёжно установлен в деревянной клетке между горбами белого верблюда, шагающего впереди. Стороны сосуда-путеводителя раскрашены в разные цвета. Время от времени человек, сидящий впереди, бросает взор на полоску железа: она чуть вздрагивает в такт шагам животного, но неизменно показывает одним концом на красный край кувшина, другим – на чёрный.

Как называется этот прибор? (Компас.) Почему он всегда устанавливается в данном месте Земли в определенном направлении (если вблизи нее нет магнитов, проводников с током, железных предметов)?

Полюсы магнита расположены в крайних точках. Но у шара нет крайних точек. Какой вывод напрашивается? (У шара не может быть полюсов).
Вопрос: Где мы встречаемся с огромным природным шарообразным магнитом? (Земля).

Вопрос: Если земля-магнит, то у земли должно быть 2 полюса. Как располагаются полюса земли? Как можно доказать существование у земли магнитных полюсов?

Продолжи фразу: Вблизи северного географического полюса находится....магнитный полюс, вблизи южного географического полюса находится....магнитный полюс.
Северный магнитный полюс находится в Антарктиде, южный - в Канаде.
Видеофрагмент магнитного поля Земли

VI этап - Закрепление

Цель: Самостоятельное применение полученных знаний

Вопрос: Можно изменить положение магнитной стрелки? 

Значит ли это, что тоже происходит с полюсами Земли? (могут меняться местами)

Инверсия - периоды взаимообмена магнитных полюсов Земли местами, которые продолжаются 5-10 тыс лет. Последнее перемещение произошло 700 тыс лет назад. На земле происходили смещения магнитных полюсов на большие расстояния, которые заканчивались возвращением полюсов на прежнее место. Главный источник перемещения полюсов - вхождение Солнечной системы в определенную зону галактики с повышенной концентрацией водорода. 

На поверхности Земли имеются территории, где ее собственное магнитное поле сильно искажено магнитным полем железных руд, залегающих на небольшой глубине. Такие области называются областями магнитной аномалии.

Одна из таких территорий – Курская магнитная аномалия.

Вопрос: магнитное поле земли может изменяться? Что может служить причиной этих изменений?
Магнитные бури - это изменения магнитного поля земли при увеличении активности Солнца. Магнитные бури оказывают сильное влияние на все живое на Земле. Изучением влияния различных факторов погодных условий на организм здорового и больного человека занимается специальная дисциплина - биометрология. Магнитные бури вносят разлад в работу сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной системы, а также изменяют вязкость крови. 

Вопрос: что происходит во время солнечной активности? (солнце выбрасывает большое количество заряженных частиц
Вопрос: Как ведет себя стрелка компаса? (колеблется)
Вопрос: Какие еще явления на Земле связаны с деятельностью Солнца? (полярные сияния) Где они наблюдаются и что представляют?
Первые предположения об электрической природе полярных сияний высказал М.В.Ломоносов.

Полярные сияния - это свечение разряженных газов в верхних слоях атмосферы под влиянием магнитного поля Земли.

Магнитное поле Земли - сложное и недостаточно изученное явление. Френкель объяснил существование магнитного поля Земли электрической проводимостью раскаленного ядра.
Магнитное поле образует магнитосферу. Магнитосфера - область околоземного пространства, в пределах которой обнаруживается магнитное поле Земли. 

Вопрос: Какова роль магнитного поля Земли? (применяют ранее полученные знания на уроках физики, географии, биологии).

Ответы:

 -Магнитное поле помогает ориентироваться в пространстве

-Защищает от вредного воздействия космических лучей,

-Определяет характер погоды,

-Отклонения магнитного поля указывают на месторождения полезных ископаемых.

-Влияет на рост семян, угнетает или ускоряет рост

-Задерживает развитие животных, замедляет рост клеток, изменяет состав крови, ухудшает  самочувствие людей.

-Если магнитное поле исчезнет, то это приведет к мутации и гибели живых организмов.

-Служит для ориентации морских бактерий и птиц (у птиц в области глаз есть маленькие кристаллы магнита).

VII этап – Итоги урока

Цель: Самостоятельное применение полученных знаний

А теперь закрепим новые знания при решении качественных задач.  

1. Можно ли сделать магнит, у которого был бы только северный полюс или только южный? (Невозможно сделать магнит, у которого отсутствовал бы один из полюсов.)
2. Если разломить магнит на две части, будут ли эти части магнитами? (Если разломить магнит на части, то все его части будут магнитами.)
3. Какие вещества могут намагничиваться? (Железо, кобальт, никель, сплавы этих элементов.)
4. Загадка.

Когда с тобою этот друг,

Ты можешь без дорог

Шагать на север и на юг,

На запад и восток. (Компас.)

5. А будет ли компас действовать на Венере? (Нет, так как у Венеры нет магнитного поля.)
6. А в каких точках на Земле компас бесполезен? (На южном и северном магнитных полюсах.)
7. В известном романе Жюля Верна “Пятнадцатилетний капитан” скрывавшийся на судне злоумышленник Негоро, желая сбить корабль с правильного курса, незаметно подложил под судовой компас железный брусок. Злой умысел удался: корабль пошел по неверному пути. Почему? (железный брусок притягивал к себе магнитную стрелку компаса, который при этом давал неверные показания.)

VIII этап - Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

Цель: Дальнейшее самостоятельное применение полученных знаний

Запишите домашнее задание.

IX этап – Рефлексия учебных действий

Цель: Соотнесение поставленных задач с достигнутым результатом, постановка дальнейших целей.

Рефлексия. Итак, ребята, сегодня на уроке вы познакомились с такими понятиями, как постоянные магниты, магнитное поле Земли. Узнали свойства постоянных магнитов. Услышали много интересных фактов. Я надеюсь, что вам не было скучно, и вы уйдёте с урока с большим запасом новых знаний.

Продолжи предложение:

Сегодня  я узнал…

Было интересно…

Было трудно…

Я понял, что…

Я научился…

Меня удивило…

Я похвалил бы себя за...

Спасибо за урок!