«Магнитное поле тока. Электромагниты».
план-конспект урока по физике (8 класс)

Тема урока: «Магнитное поле  тока. Электромагниты».

Цели урока: сформировать в ходе урока представление обучающихся о магнитном поле и показать область его  применения.

Задачи урока:

а) формирование в ходе урока представления о магнитном поле, установление  связи между электрическим током и магнитным полем и ознакомление  обучающихся с практическим применением  магнитного поля,  организация усвоения основных понятий по данной теме, формирование научного мировоззрения обучающихся, формирование умения распознавать данное явление и объяснять на основе имеющихся знаний, формирование умения при описании явлений правильно трактовать физический смысл используемых явления, формирование умений решать открытые задачи;

б) развитие умения генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи, искать аналогии и работать в команде, пользоваться альтернативными источниками информации, формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника, выявление причинно-следственных связей, использовать различные источники для получения информации;

в) формирование умений управлять своей учебной деятельностью, формирование интереса к физике при анализе физических явлений, формирование мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта.

Оборудование:  магнитная стрелка на подставке, катушка, источник тока, ключ, реостат ,гвоздь, моток проволоки, железные опилки,  компьютер с мультимедийным проектором ,карточки с заданием для практической работы,  15 наборов оборудования для практической работы (батарейка, соединительные провода, ключ, катушка-моток, компас, экран с вырезом для катушки, железные опилки), набор карточек  для  рефлексии, интерактивный плакат.

Ход урока.

1.Организационный момент .

2.Мотивация и актуализация знаний. Целеполагание.

Отгадайте загадку:

Он всем несёт тепло и свет!

Щедрей его на свете нет.

К посёлкам, селам, городам

Приходит он по проводам.

(Электрический ток)

• Что называют  электрическим током?
• Что нужно сделать для того, чтобы в проводнике возник электрический ток?

Создать в нём  электрическое поле.

• Что такое электрическое поле?

        Электрическое поле –особый вид материи, осуществляющий

передачу взаимодействия   между заряженными телами.

• Каковы свойства электрического поля?

Действует на заряд с некоторой силой.

Порождается зарядом.

Способно совершить работу по перемещению заряда.

• Как обнаружить электрическое поле?

По действию на электрический заряд.

• Где применяется электрический ток и его действия?

1.Питание электрических цепей

2.

Магнитное действие тока можно наблюдать на следующем опыте.

Демонстрация №1

Медный провод, покрытый изоляционным материалом, нужно намотать на железный гвоздь, а концы провода соединить с источником тока. Когда цепь замкнута, гвоздь становится «магнитом» (намагничивается) и притягивает небольшие железные предметы: гвоздики, железные стружки, опилки. С исчезновением тока в обмотке (при размыкании цепи) гвоздь размагничивается.

Получается, что электрические и магнитные явления связаны между собой!

До 1819 г. электричество и магнетизм рассматривались как различные (хотя и схожие) физические явления. Правда, неоднократно высказывалась мысль о том, что между ними должна быть связь. Однако, в чем состоит эта связь, было не ясно. Выдающийся датский физик Х. Эрстед, исходя из представления о существовании связи между разными силами природы, высказал предположение о наличии связи между магнитными и электрическими явлениями. Уже в 1807 г. он наметил исследовать действие
электрического тока на магнитную стрелку. Аналогичная магнитная стрелка есть в любом компасе - приборе для ориентирования на местности.
 И только в 1820 г. он добился успеха благодаря счастливой случайности: когда Эрстед читал лекцию о постоянных токах , то он вместе с группой студентов обратил внимание на  то, что магнитная стрелка, находившаяся вблизи проводника, повернулась при включении тока. 

(1820 г., Дания): «Магнитное действие порождается электрическим конфликтом (читай— током)».

Именно после опыта Эрстеда электрические и магнитные явления стали изучаться  взаимосвязано!

«Учёный датский физик, профессор, — писал великий французский учёный Ампер, — своим великим открытием проложил физикам новый путь исследований. Эти исследования не остались бесплодными; они привлекли к открытию множества фактов, достойных внимания всех, кто интересуется прогрессом».

Итак, что же действует на магнитную  стрелку?    Попробуем воспроизвести опыт Эрстеда.(Демонстрация №2)

Оказывается, когда по проводнику течёт ток , то вокруг него возникает магнитное поле! А  что это такое, от чего оно зависит и где применяется , мы рассмотрим на сегодняшнем уроке. Итак, тема урока                      

«Магнитное поле  тока».

А цели урока:

-выяснить, что такое магнитное поле и каковы его свойства;

-выяснить,  где находит практическое  применение магнитное поле тока.

4. Изучение  нового материала.

Итак, опыт Эрстеда  говорит о существовании вокруг проводника с электрическим током магнитного поля. Оно и действует на магнитную стрелку, отклоняя ее.

• Силы взаимодействия между проводником с током и магнитной стрелкой называются магнитными силами. Именно эти силы и заставляют двигаться стрелку.
• Магнитное поле - это особый  вид  материи,  невидимый  и  неосязаемый для человека, существующий независимо от нашего сознания, существующий  вокруг любого проводника с током.
• Свойства магнитного поля:

а) магнитное поле порождается током.

б) магнитное поле обнаруживается по действию на ток.

• В чём сходство и различие магнитного и электрического полей?

Вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле, которое не действует на магнитную стрелку. Вокруг движущихся электрических зарядов, создающих электрический ток, существуют и электрическое, и магнитное поля.

• Как обнаружить магнитное поле?

МАГНИТНАЯ СТРЕЛКА или ЖЕЛЕЗНЫЕ ОПИЛКИ ( другие мелкие металлические предметы)

(флеш – анимация, кадр 5)

• Воображаемые линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют магнитными линиям  магнитного поля( определение в учебнике, стр. 167)

Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, показывают форму магнитных линий магнитного поля

Магнитные  линии  магнитного  поля  тока – это замкнутые  кривые,  охватывающие  проводник.

• Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии магнитного поля.

(флеш – анимация, кадр,6)   Из этого опыта можно заключить, что направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике.

С помощью магнитных линий удобно изображать магнитные поля графически. Так как магнитное поле существует во всех точках пространства, окружающего проводник с током, то через любую точку можно провести магнитную линию 

Рисунок на доске.

• Изучим  магнитное поле катушки с током.

Оборудование : 1) источник тока,  2) катушка моток, 3) компас, 4) ключ, 5) экран с вы резом для катушки, 6) ёмкость  с железными  опилками,7) реостат,  8) соединительные провода.

Порядок выполнения работы.

1. Вставьте проволочную катушку в вырез картонного экрана,  как показано на рисунке.

2. Соберите цепь из источника тока, проволочной катушки и ключа.

3. Расположите компас на  картонном экране около катушки   в точке А и замкните цепь. Укажите, направление действия магнитной силы на северный конец магнитной стрелки на чертеже, выполненном на отчётном листе.

4. Поместите компас в точки В, С, D. Для каждой точки заметьте направление силы, действующей на северный конец магнитной стрелки, а затем изобразите эти силы на чертеже, выполненном на отчётном листе.

5. Выясните,  зависит ли направление магнитной силы от направления тока в катушке. Для этого поменяйте местами провода на зажимах источника тока и повторите проделанные опыты.

6. Выясните, зависит ли величина магнитной силы от величины  тока в катушке. Для этого добавьте в цепь реостат.  Расположите компас на  картонном экране около катушки   в точке В и замкните цепь. Подождите , пока стрелка компаса «успокоится». Меняя при помощи реостата силу тока, пронаблюдайте за поведением стрелки компаса.

6.Уберите компас,  разомкните цепь и насыпьте на экран ровный слой железных  опилок.

7. Включите ток и, осторожно постукивая карандашом по экрану получите четкий магнитный спектр – картину магнитного поля катушки.

8. Ответьте на вопросы :

1) Изменяется  ли направление магнитных линий поля катушки при изменении в ней направления тока?

2) Меняется ли магнитное действие катушки с током при изменении силы тока в  ней?

3)Реальны ли магнитные линии? Для чего они нужны?

4) Зависит ли картина  магнитного поля от вида проводника?

• Зависимость картины поля от вида проводника

• Магнитное поле катушки с током представляет собой наибольший практический интерес.

Если катушку с током подвесить на тонких и гибких проводниках, то она установится так же, как магнитная стрелка компаса. Один конец катушки будет обращен к северу, другой — к югу. (см. рис.98 в  учебнике). Значит, катушка с током, как и магнитная стрелка, имеет два полюса —северный и южный.

 Вокруг катушки с током имеется магнитное поле. Принято считать, что вне катушки магнитные линии её поля направлены от северного полюса катушки к   южному . 

Рисунок на доске

Катушки с током широко используют в технике в качестве магнитов. Они удобны тем, что их магнитное действие можно изменять (усиливать или ослаблять) в широких пределах. Рассмотрим способы, при помощи которых можно это делать.

(флеш – анимация, кадр,6,8) +  экспериментальное  задание         или

Демонстрация №3

Включим в цепь, содержащую катушку, реостат и при помощи него будем изменять силу тока в катушке. При увеличении силы тока действие магнитного поля катушки с током усиливается, при уменьшении — ослабляется.

• Способы изменения магнитного действия катушки с током:

- изменение числа витков в катушке

- изменение силы тока в катушке

- введение во внутрь катушки железного сердечника

• Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом

( определение в учебнике, стр. 170)

• Полезные  свойства  электромагнитов:
  -быстро  размагничиваются  при  выключении  тока,
  -можно  изготовить  любых  размеров,
  -при  работе  можно  регулировать  магнитное  действие,      
  меняя  силу  тока  в  цепи.
• Область применения  электромагнитов

  В основном -  электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру защиты электротехнических установок. Электромагниты используют в  подъемных  устройствах, для  очищения  угля  от  металла, для  сортировки  разных  сортов  семян, для  формовки  железных  деталей , в  магнитофонах. Электромагниты, обладающие большой подъемной силой, используют на заводах для переноски изделий из стали или чугуна, а также стальных и чугунных стружек, слитков. Электромагниты  применяются и  в  электроизмерительных приборах.
Развивающейся областью применения  электромагнитов  является медицинская аппаратура. Очень перспективный метод очистки крови при серьезных заражениях крови, которые не поддаются медикаментозной очистке, разработан медиками. Создан безвредный для организма солевой раствор, содержащий мельчайшие железные шарики, покрытые реагентом. Реагент способен "прилипать" к определенному виду вредных микробов, которые появляются в крови человека при болезнях. Раствор вводится в организм человека, а затем кровь с раствором пропускается через электромагнитную установку, которая "отлавливает" и удаляет из крови железные частицы с налипшими на них бактериями.

5.Проверка первичного понимания и осмысления знаний. 

 Откроете  учебник и найдите §56 – 58 .Поработайте в парах и подготовьте ответы на вопросы в конце этих §.

6-7. Закрепление, применение  и коррекция полученных  знаний.

 1. Как обнаружить скрытый провод, по которому протекает постоянный электрический ток? Что для этого понадобится?

2. В тех местах, где магнитное поле сильнее, магнитные линии принято изображать гуще (т. е. ближе друг к другу). По рисунку  95 учебника определите, в каком месте магнитное поле наиболее сильное: вблизи проводника с током или вдали от него?

3. Магнитная линия направлена так, как показано на рисунке. Перечертите  в тетрадь рисунок и покажите на нем расположение магнитной стрелки в точке А. Обозначьте ее полюсы.

4. Работа по сборнику задач Лукашика.

№ 1458 – 1461.

8. Обобщение и систематизация знаний.

1. Что такое  магнитное поле?
2. Что является источником  магнитного поля?
3. В чём сходство и различие магнитного и электрического полей?
4. Какой учёный показал связь магнитного и электрического полей?
5. Где применяется магнитное поле?
6. Что такое электромагнит ?

9. Контроль и самоконтроль

1. Когда электрические заряды находятся в покое, то вокруг них обнаруживается……….

У. электрическое поле.

В. магнитное поле.

Г. электрическое и магнитное поля.

2.  Как располагаются желёзные опилки в магнитном поле

прямого тока?

Т. Беспорядочно.

А. По прямым линиям вдоль проводника.

М. По замкнутым кривым, охватывающим проводник.

3. К источнику тока с помощью проводов присоединили  металлический стержень. Какие поля образуются вокруг стержня, когда в нем возникнет ток?

А. Одно лишь электрическое поле.

К. Одно лишь магнитное поле.

Н. Электрическое и магнитное поля.

4.Как  можно усилить магнитное поле  катушки  с  током ?

И. Внутрь катушки вставить железный сердечник.

Д. Уменьшить  силу тока в катушке.

5. Какое физическое явление демонстрируется в опыте  Эрстеда? .
Д. Этот опыт позволяет определить силу тока  в  проводнике .
Ц.. Этот опыт позволяет наблюдать взаимодействие магнитной стрелки и проводника с током

 6. Укажите, в каких ниже  указанных явлениях проявляются силы магнитного поля.

В.Притягивание бумажки к наэлектризованной палочке.

А.Действие проводника с током на магнитную стрелку.
Г.Падение тела.

КЛЮЧ К ТЕСТУ:  УМНИЦА

10.Информация о домашнем задании.

Д/з: §57 – 59, упр.40,41

11.Подведение итогов занятия

12.Рефлексия.

Итак, урок закончен. Перед вами  рисунок, на котором изображено магнитное поле катушки с током. И чем гуще расположены линии этого  поля, тем оно сильнее. После окончания урока  оставьте, пожалуйста,  на парте карточку того цвета, которая соответствует силе Вашего магнитного поля, а точнее знаний о магнитном поле , полученным на сегодняшнем уроке.

До свидания!

Список использованных источников

1.Балашов, М.М. О природе [Текст] : Кн.для учащихся 8кл .- М. : Просвещение,1991.-96с.:ил.-ISBN5-09-003413-3.
2.Лукашик, В.И. Сборник задач по физике.7 – 9 классы [Текст] : пособие для учащихся  общеобразоват. учреждений  / В.И. Лукашик, Е.В. Иванова.-25 изд. – М.: Просвещение, 2011.-240 с.:ил.-ISBN 978-5-09-025620-9
3.Марон, А.Е. Физика.8 класс [Текст] : учебно-метадическое пособие/ А.Е. Марон, Е.А. Марон.-11-е изд., стереотип. –М.: Дрофа, 2013.-125,[3]с.:ил.-(Дидактические материалы).ISBN 978-5-358-11890-4.
4.Пёрышкин, А.В. Физика. 8 кл. [Текст] :учебник /А.В.Пёрышкин.-2-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2014.-237, [3]с.:ил. ISBN 978-5-358-13208-5.

5.Чеботарёва, А.В., Тесты по физике.8 класс: к учебнику А.В.Пёрышкина «Физика 8 класс»/А.В.Чеботарёва. – 8-е изд.,и доп.-М.: Издательство «Экзамен», 2014.-222[2]с(Серия «Учебно-методический комплекс») ISBN978-5-377-06645-3

Приложение

ОТЧЁТНЫЙ ЛИСТ К УРОКУ

1. Отчёт  к экспериментальному  заданию «Изучение магнитного поля катушки с током.»

Ф.И. обучающегося____________________________                            Ф.И.обучающегося____________________________

Ответы на вопросы:

1) Направление магнитных линий поля катушки при изменении в ней направления тока……………...........................................................................................................................

2) Магнитное действие катушки с током при изменении силы тока в  ней……………………………………………………………………………………………….

3)Магнитные линии……………………………………………………………………………

Они нужны………………………………………………….………………………………….

…………………………………………………………………………………………………..

4) Картина  магнитного поля от  вида  проводника……....…………………………………

2. Отчёт  к  тестовому заданию

Ф.И. обучающегося____________________  ОТВЕТЫ: 1.     , 2.     , 3.     , 4.      , 5.     , 6.    

Ф.И. обучающегося____________________  ОТВЕТЫ: 1.     , 2.     , 3.     , 4.      , 5.     , 6.