Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Мои любимые игры - это разные виды конструктора. На день рождения в 1 классе мне подарили магнитный конструктор. Нам с младшим братом Никитой очень нравится играть в него. Однажды мы строили замки и использовали для этого конструктор и разные предметы, и вдруг я увидел, что Никита расстроен тем, что монета, которой он украсил башенку, не магнитится и падает. Мне стало интересно, почему так происходит. Раньше я считал, что магнит притягивает все металлическое. Мама предложила мне изучить этот вопрос подробнее. Так и появилась тема нашей исследовательской работы.

Цель нашей работы: выявить основные свойства магнита.

Задачи:

Мы выдвинули следующую гипотезу:

если мы будем знать свойства магнита, то область его применения расширится.

Объект изучения : магнит.

Предмет изучения: свойства магнита.

Методы: теоретический, опытно-экспериментальный.

Практическая значимость: данную работу можно использовать для объяснения свойств магнита, практически изготовленные игры можно использовать для развития внимания, воображения, мышления, мелкой моторики.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что в процессе экспериментирования мы познали некоторые особенности окружающего мира. Полученная информация в дальнейшем может пригодиться мне в конструировании, при изучении физики в средней школе, изготовленные игры мы используем для развлечения.

1.Теоретическая часть.

1.1. Что такое «магнит».

Слово «магнит» всем известно с детства. Мы привыкли к магниту и порой даже не подозреваем, сколько магнитов вокруг нас. В наших квартирах десятки магнитов: в колонках, магнитофонах, в часах, в пластиковых картах. Сами мы - тоже магниты: биотоки, текущие в нас, рождают вокруг нас причудливый узор магнитных силовых линий. Земля, на которой мы живём, - это гигантский магнит.

Магнит - это тело, обладающее магнитным полем. Магнитная сила - сила, с которой предметы притягиваются к магниту. В природе магниты встречаются в виде кусков камня - магнитного железняка (магнетита). Он может притягивать к себе другие такие же камни. На многих языках мира слово «магнит» значит просто «любящий» - так сказано о его способности притягивать к себе.

Магниты бывают естественными и искусственными. Естественные магниты вытачивают из кусков магнитного железняка. Искусственные магниты можно получить, натирая куском магнитного железняка в одном направлении железные бруски или просто прислоняя ненамагниченный образец к постоянному магниту. Интересно, что этим способом можно получить искусственные магниты гораздо более сильные, чем исходные. Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами.

Самые интересные факты о магнитах:

по мнению ученых, птицы - это единственные в мире существа, которые могут видеть и чувствовать магнитные поля Земли. Именно эта способность помогает им не сбиться с дороги при поиске дома на больших расстояниях полета.

Земля представляет собой гигантский магнит, который удерживает все вокруг на ней и создает силу притяжения. Стрелки компаса ориентируются по магнитному полю земли.

в ноябре 1954 года Джон Уитли получил патент на идею использовать магнит как держатель легоньких предметов, таких как заметки, записки, бумага на холодильниках и прочих металлических поверхностях.

идею по использованию магнита на холодильнике первым придумал Вильям Циммерман в ранних 1970-х годах. Вильям Циммерман получил патент на небольшие мультипликационные цветные магниты, которые могут быть использованы как для удобства, так и в качестве элементов декораций.

ныне известное хобби «коллекционирования магнитов» - отчасти творение бытовых прагматиков. Изначально магниты приобрели популярность в том, что использовались для того, чтобы скрыть царапины и дефекты на бытовой технике, а также для крепления различных заметок и напоминаний.

по данным опросов «РОМИР Мониторинг», проведенных в 2007 году, 86% опрошенных украшают свой холодильник тем или иным способом. Из них 78% имеют некоторую коллекцию магнитов.

мировой рекорд по количеству магнитов на холодильник принадлежит Луизе Гринфарб, проживающей в Хендерсоне, штат Невада, США. На сегодняшний день у Луизы в коллекции имеется более 40000 магнитов. Луиза называет себя «магнитная леди».

существует музей Гиннеса в Голливуде, в котором представлены более 7000 магнитов (часть коллекции Луизы Гринфарб).

1. 1.2. История открытия и изучения магнитов.

Существует одна старинная легенда про магнит , она гласит о пастухе по имени Магнус. Он обнаружил однажды, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к чёрному камню. Этот камень стали называть «камнем Магнуса» или просто «магнитом», по названию 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.

На самом деле, более двух тысяч лет тому назад древние греки узнали о существовании магнетита - минерала, который в состоянии притягивать железо. Магнетит обязан своим названием древнему турецкому городу Магнесия, где этот минерал нашли древние греки. Сейчас этот город называется Маниза, и там до сих пор встречаются магнитные камни. Кусочки найденных камней называют магнитами или природными (естественными) магнитами. Со временем люди научились сами изготавливать магниты, намагничивая куски железа.

В России магнитную руду нашли на Урале. Более 300 лет назад местные охотники удивлялись, что подковы лошадей притягиваются к земле и считали это место проклятым. А в 1720 году началась добыча железной руды из горы Магнит.

Магнит - это тело, способное притягивать железо, сталь, никель и некоторые другие металлы.

Слово «магнит» происходит от названия провинции Магнезия (в Греции), жителей которой звали магнетами. Так утверждал Тит Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей». О магните в той или иной связи писали до нашей эры Пифагор, Гиппократ, Платон, Эпикур, Аристотель, Лукреций.

В 1269 г. Пьер Перегрин из Марикурта написал книгу «Письма о магните», в которой собрал много сведений о магните, накопившихся до него и открытых им лично. Перегрин впервые говорит о полюсах магнитов, о притяжении разноименных полюсов и отталкивании одноименных, об изготовлении искусственных магнитов путем натирания железа естественным природным магнитом, о проникновении магнитных сил через стекло и воду, о компасе.

В 1600 г. вышла книга «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле. Новая физиология, доказанная множеством аргументов и опытов» английского врача Вильяма Гильберта из Колчестера. Гилберт открыл, что при нагревании магнита выше некоторой температуры его магнитные свойства исчезают, что, когда приближают к одному полюсу магнита кусок железа, другой полюс начинает притягивать сильнее. Гильберт также открыл, что предметы из мягкого железа, в течение долгого времени лежащие неподвижно, приобретают намагниченность в направлении север - юг. Процесс намагничивания ускоряется, если по железу постукивать молотком.

1.3. Область применения магнитов.

Магниты окружают нас постоянно. Мы заметили, что магнитная сила используется и дома, и в школе: с помощью магнитов мы крепим записки на холодильник дома, а в школе прикрепляют плакаты к доске; магнитные крепления есть на дверцах шкафов, сумках, дверях, чехлах для телефонов.

Представители различных наук учитывают магнитные поля в своих исследованиях: физик измеряет магнитные поля атомов и элементарных частиц, астроном изучает роль космических полей в процессе формирования новых звезд, геолог по аномалиям магнитного поля Земли отыскивает залежи магнитных руд.

Магниты широко используются в секторе здравоохранения. Как местное наружное средство и в качестве амулета магнит пользовался большим успехом у китайцев, индусов, египтян, арабов, греков, римлян и т.д. О его лечебных свойствах упоминают в своих трудах философ Аристотель и историк Плиний. Во второй половине XX века широко распространились магнитные браслеты, благотворно влияющие на больных с нарушением кровяного давления (гипертония и гипотония).

Существуют электромагнитные измерители скорости движения крови, миниатюрные капсулы, которые с помощью внешних магнитных полей можно перемещать по кровеносным сосудам, чтобы расширять их, брать пробы на определённых участках пути или, наоборот, локально выводить из капсул различные медикаменты. Широко распространен магнитный метод удаления металлических частиц из глаза.

Магниты также широко используются в магнитной терапии, включая магнитные пояса, массажеры, матрасы и т.д. Медицинские учреждения используют методы магнитного резонанса для сканирования различных органов в организме.

Кроме постоянных магнитов используются и электромагниты. Их также применяют для широкого спектра проблем в науке, технике, электронике, медицине (нервные заболевания, заболевания сосудов конечностей, сердечно-сосудистые заболеваниях т.д.).

Сейчас, благодаря своей способности притягивать предметы под водой магниты используются при строительстве и ремонте подводных сооружений. Благодаря свойству магнитов воздействовать на расстоянии и через растворы, их используют в химических и медицинских лабораториях, где нужно перемешивать стерильные вещества в небольших количествах.

Раньше использовали только естественные магниты - кусочки магнетита, сейчас большинство магнитов - искусственные. А самые сильные их них - электромагниты, которые используют на предприятиях. Они используются в таком промышленном оборудовании как сепараторы, железоотделители, конвейеры и сварочные устройства.

Кредитные, дебетовые, банковские карты имеют магнитные полоски, с одной стороны, осуществляют доступ к информации о личности, к его счету, к открытию магнитного замка и т.п.

В цилиндровых замках некоторых моделей применяются магнитные элементы. Замок и ключ снабжены ответными кодовыми наборами постоянных магнитов. Когда в замочную скважину вставляется правильный ключ, он притягивает и устанавливает в нужное положение внутренние магнитные элементы замка, что и позволяет открыть замок.

Магниты используются в динамиках, жестких дисках, а также в акустических системах, громкоговорителях и микрофонах. Двигатели и генераторы также работают с использованием магнитов. Бытовая техника, телефоны, телевидение, холодильники, насосы для воды и т.д. - также используют магниты.

Магниты используются в ювелирных изделиях, таких как браслеты, серьги, кулоны и ожерелья.

Другие примеры использования магнитов - инструменты, игрушки, компасы, автомобильные спидометры и т.д. Магнит необходим для проведения тока по проводам. Поезда на магнитной подвеске развивают большую скорость.

Магниты также применяются в ветеринарной практике для лечения животных, которые часто вместе с кормом заглатывают металлические предметы. Эти предметы могут повредить стенки желудка, легкие или сердце животного. Поэтому перед кормлением фермеры с помощью магнита очищают пищу.

Еще любопытнее та полезная служба, которую несет магнит в сельском хозяйстве, помогая земледельцу очищать семена культурных растений от семян сорняков. Сорняки обладают ворсистыми семенами, цепляющимися за шерсть проходящих мимо животных и благодаря этому распространяющимися далеко от материнского растения. Этой особенностью сорняков, выработавшейся у них в течение миллионов лет борьбы за существование, воспользовалась сельскохозяйственная техника для того, чтобы отделить с помощью магнита шероховатые семена сорняков от гладких семян таких полезных растений, как лен, клевер, люцерна.

Если засоренные семена культурных растений обсыпать железным порошком, то крупинки железа плотно облепят семена сорняков, но не пристанут к гладким семенам полезных растений. Попадая затем в поле действия достаточно сильного электромагнита, смесь семян автоматически разделяется на чистые семена и на сорную примесь: магнит вылавливает из смеси все те семена, которые облеплены железными опилками.

Самый простой вывод, который можно сделать из выше сказанного - нет области прикладной деятельности человека, где бы ни применялись магниты.

2. Практическая часть.

2.1. Эксперимент «Существует ли магнитное поле?»

Оборудование: 2 магнита в виде подковы, металлические опилки, картон.

Ход эксперимента: Мы насыпали металлические опилки на лист картона и распределили их тонким ровным слоем, затем снизу, под листом картона приложили 2 магнита. Опилки стали менять свое местоположение в зависимости от того, где находились магниты.

Вывод: Магнитное поле не видимо, но оно существует.

2.2. Эксперимент «Как взаимодействуют магниты?»

Оборудование: 2 плоских магнита, 2 вагончика с магнитами.

Ход эксперимента: Мы подносили магниты друг к другу одноименными концами и разноименными. Аналогично пододвигали друг к другу вагончики с магнитами.

Вывод: Одноименные магниты отталкиваются, а разноименные - притягиваются.

2.3. Эксперимент «Каково воздействие магнитного поля на стрелку компаса?»

Оборудование: компас, плоский магнит.

Ход эксперимента: Мы понаблюдали за стрелкой компаса. В статичном состоянии она показывает одно и то же направление: север - юг. Затем мы поднесли к компасу магнит. Стрелка компаса притягивается магнитом и показывает на него.

Вывод: Магнитное поле воздействует на стрелку компаса. Стрелка компаса меняет свое направление и показывает на магнит.

2.4. Эксперимент «Все ли тела притягивают магниты?»

Оборудование: 2 магнита, неметаллические предметы: губка, пластмасс, бумага, картон, дерево, резина, ткань; металлические предметы: золото, серебро, железо; монеты разного достоинства: 5 копеек, 10 копеек, 50 копеек, 1 рубль, 2 рубля, 5 рублей, 10 рублей.

Ход эксперимента: Поочередно мы подносили магнит к каждому материалу и проверяли, притягивает ли его магнит.

Вывод: Магнит не притягивает неметаллические предметы, а металлические притягивает не все: магнит притягивает предметы из железа, а серебро и золото не притягивает. Магнит притянул монеты 5 копеек, 10 копеек, 2 рубля, 10 рублей, а монеты 50 копеек, 1 рубль, 5 рублей не притянул (См. Приложение 1).

2.5. Эксперимент «Зависит ли от площади поверхности магнита сила его притяжения?»

Оборудование: 2 магнита разного размера, металлические опилки, скрепки, гайки, болты.

Ход эксперимента: Сначала мы взяли металлические опилки и поднесли к ним 2 магнита: один диаметром 12мм, другой диаметром 18мм. Мы увидели, сколько металлических опилок притянул большой магнит, а сколько - маленький. Затем мы подносили эти 2 магнита поочередно к металлическим скрепкам, гайкам и болтам. Мы подсчитали, сколько предметов притянул каждый магнит (См. Приложение 2).

Вывод: магнит большего диаметра притягивает большее количество металлических предметов.

2.6. Эксперимент «Зависит ли сила притяжения от расстояния между телами?»

Оборудование: магниты разного размера, линейка, металлическая скрепка.

Ход эксперимента: Мы положили металлическую скрепку на линейку рядом с отметкой «0» и брали магниты разного размера, постепенно подносили их к скрепке, чтобы узнать, с одинакового ли расстояния они начнут ее притягивать. Маленький магнит притянул скрепку с расстояния 2мм, а большой с расстояния 7мм.

Вывод: Магниты притягивают даже на расстоянии. Чем больше магнит, тем больше сила притяжения и тем больше расстояние, на котором магнит оказывает свое воздействие.

2.7. Эксперимент «Может ли магнитная сила проходить через предметы?»

Оборудование: магнит, металлические скрепки, бумага, картон, ткань, стекло, пластмасса, дерево, стеклянный стакан, вода, металлические скрепки.

Ход эксперимента: Мы помещали металлические скрепки поочередно на бумагу, картон, ткань, стекло, пластмасс, дерево, а под материалом вели магнитом, чтобы проверить, действует ли магнитная сила через различные материалы. Затем мы налили в стакан воды. Мы опустили в воду скрепку и попробовали достать ее при помощи магнита. У нас это получилось.

Вывод: Магнитная сила может проходить через различные предметы, в частности через бумагу, картон, ткань, пластмассу, дерево, стекло, в частности стеклянный стакан с водой.

2.8. Изготовление магнитных игр.

Вторая часть моей практической работы по теме исследования - это изготовление собственных игр с применением магнитов. Таких игр уже существует множество. Например, у нас есть такие игры, как «Дартс», «Рыбалка», «Лабиринт», «Железная дорога», «Конструктор».

У меня появилось несколько идей по изготовлению игр. В своей работе я реализовал 3 идеи.

Игра «Цветочная полянка».

При помощи картона, цветной бумаги, цветных картинок, клея и магнитов я изготовил игру «Цветочная полянка». С помощью этой игры можно показывать маленьким детям, как бабочка перелетает с цветка на цветок, как божья коровка ползает по полянке. Эта игра развивает детское воображение, мелкую моторику.

Игра «Репка».

При помощи картона, цветной бумаги, цветных изображений героев, клея и магнитов я изготовил игру «Репка». Эта игра заключается в инсценировании сказки «Репка». При помощи магнитов, прикрепленных к героям, появилась возможность перемещать героев и показать эту сказку в движении. Игра развивает у детей пространственное воображение и внимание, мелкую моторику.

Игра «Гонки».

При помощи картона, красок, кисточки, фломастеров, клея, двух машинок и магнитов я изготовил игру «Гонки». В этой игре должно быть 2 участника. Каждому участнику дается гоночная машинка с магнитом и магнит. Обе машинки выставляются на старт и по команде, не трогая машинки руками, а только при помощи магнитов, двигающихся под гоночной трассой, участники ведут свои машинку к финишу. Эта игра развивает воображение, внимание, мышление и мелкую моторику.

Заключение.

Целью своей работы я ставил: выявить основные свойства магнита.

Задачи, при решении которых я достигал своей цели:

изучить литературу по данной теме;

экспериментальным путем выявить свойства магнита;

изготовить собственные игры при помощи магнитов.

Все поставленные цели и задачи мною достигнуты.

Я выдвигал следующую гипотезу:

если мы будем знать свойства магнита, то его область применения расширится.

Наша гипотеза подтвердилась.

Выполнив свою работу, мы сделали следующие выводы:

магнитное поле существует и его можно представить с помощью металлических опилок;

у магнита есть 2 полюса: северный и южный, и они взаимодействуют между собой;

магнит воздействует на стрелку компаса;

магнит не притягивает неметаллические предметы, а металлические притягивает не все;

магнит большего диаметра притягивает большее количество металлических предметов;

магнит большего диаметра имеет большую силу притяжения и на большем расстоянии оказывает свое воздействие;

магнитная сила может проходить через предметы и жидкость, однако при этом она ослабевает.

Наблюдая за различными предметами дома и в школе, я выяснил, что магниты широко используются и сейчас. Люди привыкли использовать силу магнита, с ее помощью работают многие приборы, игрушки.

Работа над исследованием оказалась очень интересной и увлекательной. Я думаю, что, выполняя исследовательский проект, я приобрел умения критически работать с полученной информацией, анализировать и сопоставлять имеющие факты, находить пути решения возникающих проблем. Все это мне необходимо будет для моего дальнейшего успешного продолжения образования.

Свойство магнита притягивать некоторые предметы и в наши дни не потеряло своей чарующей таинственности. Еще не родился и, наверное, не родится никогда человек, который мог бы сказать: «Я знаю о магните ВСЕ». Почему магнит притягивает? - этот вопрос всегда будет внушать необъяснимое волнение перед прекрасной таинственностью природы, и рождать жажду новых знаний и новых открытий. У меня возник вопрос: может ли магнит потерять свою силу или она у него навсегда? Чтобы ответить на этот вопрос я и дальше буду изучать магниты.

Список использованных источников и литературы

Большая книга экспериментов для школьников / Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылевой. - М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006. - 260 с.

Занимательные опыты: Электричество и магнетизм./ М. Ди Специо; Пер. с англ. М. Заболотских, А. Расторгуева. - М.: АСТ: Астрель, 2005, - 160 с.: ил.

Мнеян М.Г. Новые профессии магнита: Кн. Для внекласс. чтения М.: Просвещение, 1985. - 144 с., ил. - (Мир знаний)

Пасынков В.В., Сорокин В.С. Практическое использование магнитов, М.: Высшая школа, 1986 - 252с.

Перельман Я.И.. Занимательная физика. В 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. А.В. Митрофанова. - М.: Наука, 2001. - 272 с., ил.

Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Пер. К. Мишиной, А. Зыковой. - М.: Эксмо, 2007. - 512 с.: ил.

Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика / Сост. А.А. Леонович; Под общ. ред. О.Г. Хинн. - М.: ООО «Издательство АСТ-ЛТД», 2003. - 480 с.

Приложение 1.

Таблица 1 «Всё ли притягивают магниты?»

	Материал	Притягивает ли магнит
	пластмасса
	монета 5 коп
	монета 10 коп
	монета 50 коп
	монета 1 руб
	монета 2 руб
	монета 5 руб
	монета 10 руб

Приложение 2.

Таблица 2 «Зависит ли от площади поверхности магнита сила его притяжения?»

К/р 1. Причиной взаимодействия магнитов является: а.) наличие электрического поля вокруг них; б.) наличие электрического тока в них;

p>в.) наличие магнитного поля вокруг них; г.) сила гравитационного взаимодействия;

2. Что произойдёт с железными опилками, если их поместить в магнитное поле?

а.) по ним начинает течь электрический ток; б.) они намагничиваются;

в.) они начинают беспорядочно вращаться; г.) магнитное поле никак не воздействует на них;

3. На чем основано устройство электрического двигателя?

а.) наличие электрического тока; б.) существование электрического поля;

в.) вращение катушки с током в магнитном поле; г.) существование магнитного поля

4. В опыте Эрстеда наблюдалось:

а.) взаимодействие двух магнитных стрелок; б.) взаимодействие двух проводников с электрическим током; в.) взаимодействие индукционного тока в катушке при внесении в неё магнита; г.) переориентация магнитной стрелки вблизи проводника с электрическим током.

5. На каком явлении основано применение компаса?

а.) магнитная стрелка ориентируется вдоль силовых линий магнитного поля Земли; б.) магнитная стрелка ориентируется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля Земли; в.) на магнитную стрелку влияют железные руды в недрах Земли; г.) магнитная стрелка раегируетна электрическое поле Земли

Помогите срочно! Физика 8 класс. Электромагнитные явления

1. Что наблюдалось в опыте Эрстеда?
а) Взаимодействие двух параллельных проводников с током.
б) Взаимодействие двух магнитных стрелок.
в) Поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании через него тока.
г) Возникновение электрического тока в катушке при помещении в нее магнита.

2. Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника, если по ним протекают токи в одном направлении?
а) Притягиваются. б) Отталкиваются. в) Сила взаимодействия равна нулю. г) Правильный ответ не приведен.

3. При пропускании постоянного электрического тока через проводник вокруг него возникает магнитное поле. Оно обнаруживается по расположению стальных опилок на листе бумаги или повороту магнитной стрелки, находящихся вблизи проводника.Каким образом это магнитное поле можно переместить в пространстве?
а) Переносом стальных опилок. б) Переносом магнита. в) Переносом проводника с током. г) Магнитное поле переместить невозможно.

4. Как расположатся магнитные стрелки, помещенные в точки А и В внутри катушки при размыкании ключа К?
а) Одинаково- северным полюсом вправо по рисунку.
б) Одинаково- северным полюсом влево по рисунку.
в) Стрелки северными полюсами обращены друг к другу.
г) Стрелки южными полюсами обращены друг к другу.

5. Почему устройство двигателей переменного тока проще, чем постоянного? Почему на транспорте используют моторы постоянного тока?

6. Определить полюса электромагнита.

7. Изобразить магнитное поле токов и определить направление силовых линий магнитного поля.

8. Определить направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле.

9. У вас имеются три предмета – « прибора »: деревянный брусок, два стальных гвоздя, не притягивающихся друг к другу, и постоянный магнит.
В трех « черных ящиках » находятся соответственно: магнит, два гвоздя и деревянный брусок. Какими приборами и в какой последовательности лучше воспользоваться, чтобы выяснить, что лежит в каждом из ящиков?

10. Электродвигатель постоянного тока потребляет от источника с напряжением 24 В ток силой 2 А. Какова механическая мощность мотора, если сопротивление его обмотки равно 3 Ом? Каков его К.П.Д.?

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!СРОЧНО!!!

1.Магнитное поле порождается... Выберите правильное утверждение.
А. ...только покоящимися электрическими зарядами.
Б. ...как неподвижными, так и движущимися электрическими зарядами.
В. ...только движущимися электрическими зарядами
2.Магнитное поле оказывает силовое действие...Выберите правильное утверждение.
А. ...только на движущиеся электрические заряды.
Б. ... как на движущиеся, так и на неподвижные электрические заряды.
В. ...только на покоящиеся электрические заряды.
3.Из опыта Эрстеда следует,что... Выберите правильное утверждение.
А. ...проводник с током действует на электрические заряды.
Б. ...магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током.
В. ...два проводника взаимодействуют друг с другом.
4.Железные опилки в магнитном поле прямого тока располагаются... Выберите правильное утверждение.
А. ...беспорядочно.
Б. ...по прямым линиям.
В. ..по замкнутым кривым, охватывающим проводник.
5.Магнитные силовые линии магнитного поля представляют собой.... Выберите правильное утверждения.
А. ...прямые линии.
Б. ...окружности.
В. ..замкнутые кривые,охватывающие проводник.
6.Две магнитные стрелки подвешены на нитях на небольшом расстоянии одна от другой.Выберите правильное утверждение.
А. Силовые линии магнитного поля незамкнуты.
Б. Магнитная стрелка представляет собой маленький магнит.
В. Северный полюс одной стрелки притягивается к северному полюсу другой.

Урок № 45 «Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли»

Цель урока:

Образовательная: организовать работу учащихся по осмыслению понятия постоянного магнита, магнитного поля постоянного магнита, магнитного поля Земли посредством самостоятельной работы учащихся.

Воспитательная: содействовать воспитанию у учащихся навыков самостоятельной работы.

План урока:

1.Оргмомент;

2. Мотивация

3. Изучение нового материала;

4. Закрепление изученного материала;

5. Самостоятельная работа;

6. Итог урока;

7. Домашнее задание.

Ход урока:

1. Оргмомент

2. Мотивация

Историческая справка

Трудно сказать, когда люди обнаружили магнитные явления и стали их использовать. Во всяком случае, еще более 4000 лет назад они были известны китайцам.

Откуда же произошло слово “магнит”? История магнита насчитывает свыше двух с половиной тысяч лет.

Старинная легенда рассказывает о пастухе имени Магнус. Он однажды 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 Магнези в Малой Азии). Таким образом, за много веков до н. э. 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. В те времена свойства магнитов казались волшебными. В той же древней Греции их странное действие связывали напрямую с деятельностью богов; иначе магнит называли “камнем Геркулеса”.

Вот как описывал свойство этого камня древнегреческий мудрец Сократ: “Этот камень не только притягивает железное кольцо – он одаряет своей силой и кольцо, так что в свою очередь может притягивать др. кольцо, и таким образом может висеть друг на друге множество колец или кусков железа; это происходит благодаря силе магнитного камня.

Магнит был хорошо известен и в древней Индии, и в древнем Китае – именно там впервые догадались, что намагниченной иглой можно пользоваться как указателем севера, так и юга.

Через арабских купцов с принципом действия компаса познакомилась Европа. В течение XII в. этот прибор широко распространился. Со временем компас стали ставить на корабли, брать с собой в путешествия, использовать при составлении географических карт. В сочетании с ориентированием по звездам компас превратился в незаменимое навигационное средство.

Как устроен магнит? Что это такое? На сегодняшнем уроке мы с вами узнаем это.

3. Изучение нового материала

1. Беседа с учащимися о постоянных магнитах.

Что же такое постоянный магнит и вокруг любого ли магнита существует магнитное поле?

В природе и технике существуют тела, которые длительное время сохраняют намагниченность.

Даём определение : постоянные магниты (магниты)- это тела, длительное время сохраняющие намагниченность.

Работа с учебником: как объясняет намагниченность железа французский учёный Ампер? Его гипотеза.

(слушаем объяснения ребят, уточняем)

Магниты можно разделить на 2 типа: полосовой и подковообразный.

Всякий магнит состоит из множества крошечных магнитиков, и у каждого магнитика есть оба полюса - и северный, и южный.

Ученым удалось доказать, что магнит устроен именно так. Но, оказывается, крошечные магнитики - их называют доменами - есть даже в ненамагниченном железе. А почему же оно не проявляет своих магнитных свойств, хотя прямо-таки набито магнитиками-доменами? Дело в том, что пока кусок железа не намагнитили, его домены ориентированы беспорядочно: «кто в лес, кто по дрова». А вот когда этот кусок намагнитят, все домены поворачиваются, словно миниатюрные магнитные стрелочки: северными полюсами в одну сторону, а южными - в другую.

Ребята приводят примеры из жизни, где наблюдали действие постоянных магнитов.

Рассматриваем постоянные магниты: дугообразные и полосовые.

Проведем опыт: положим магнит и на бумагу сверху насыпаем железные опилки. Где больше всего скопилось опилок? (по краям)

Эти точки называются полюсами.

Полюс- это место магнита, где наиболее сильно проявляются магнитные свойства.

Находим полюса: северный и южный.

Учащиеся проводят опыты: тела из каких металлов хорошо притягиваются магнитом, а какие плохо, какие вообще не притягиваются?

Вывод : Хорошо притягиваются: чугун, сталь, железо, некоторые сплавы, слабее никель, кобальт.

А где в природе встречаются естественные магниты – железная руда (магнитный железняк)

Каковы же свойства магнитов и чем определяются свойства магнитов? Для этого проведем практическую работу

Оборудование: магниты, магнитные стрелки, металлические мелкие детали

Поднесите магниты к металлическим предметам. Что вы наблюдаете? Обязательно ли близко надо поднести магнит, чтобы они притянулись?

Поднесите магниты друг к другу. Как взаимодействуют магниты?

Практическим путём ребята выясняют взаимодействие полюсов постоянных магнитов (разноимённые отталкиваются, одноимённые притягиваются)

Вывод делают учащиеся - свойства магнитов перечислить.

Модельный ответ :

если магнитную стрелку приблизить к другой такой же стрелке, то они повернутся и установятся друг против друга противоположными полюсами;

разноименные магнитные полюсы притягиваются, одноименные отталкиваются.

Почему куски, железные опилки притягиваются к магниту? Подобно тому, как заряженная стеклянная палочка притягивает к себе куски бумаги, подобно этому магнит притягивает к себе железные опилки, металлические предметы. Вокруг любого магнита существует магнитное поле, им и объясняется взаимодействие магнитов. Магнитное поле одного магнита действует на другой магнит и наоборот.

А что же представляет из себя магнитное поле?

Свойства магнитного поля

Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током.

В отличие от электрического поля магнитное поле обнаруживается по его действию на движущиеся заряды (движущиеся заря­женные тела).

Магнитное поле, как и электрическое поле, материально, т.к. оно действует на тела, и следовательно, обладает энергией.

Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.

2. Задание : выяснить опытным путём какова картина магнитного поля постоянного магнита?

Ребята проводят опыты с различными видами магнитов:

Берут два полосовых магнита и укладывают на лист с опилками навстречу одноимёнными полюсами.

Берут два полосовых магнита и укладывают на лист с железными опилками навстречу разноимёнными полюсами.

Проделывают такие же опыты, беря полосовые и дугообразные магниты.

По каждому опыту делают зарисовку в тетради.

Делают вывод: магнитные линии- замкнутые линии, вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный.

С давних времён известно, что Земля представляет собой естественный постоянный магнит. Значит вокруг Земли существует магнитное поле. Что является источником магнитного поля на нашей планете? Происхождение магнетизма Земли до сих пор является научной проблемой, полностью не решённой. Предполагается, что земной магнетизм связан с жидким ядром, в котором возможна циркуляция электрических токов.

Ребятам предлагается самостоятельная работа:

Найти материалы о магнитном поле Земли и ответить на вопросы:

1. Как расположены магнитные линии магнитного поля Земли?

2. Где расположены магнитные полюса Земли и совпадают ли они с географическими полюсами?

3. Что такое магнитные бури?

4. Какие области называют магнитными аномалиями и где они расположены?

5. Какова роль магнитного поля для планеты Земля?

Ребята делают вывод о магнитном поле Земли:

Земля обладает значительным магнитным полем.

Магнитное поле Земли состоит из двух составляющих: основная (постоянная) составляющая, которая не меняется со временем, вторая составляющая- переменная, зависящая от процессов в основном от процессов на Солнце.

Существуют ещё местные магнитные поля, возникающие за счёт наличия в земной коре залежей магнитного железняка.

Магнитное поле Земли имеет два полюса: северный и южный.

магнитные полюса Земли не совпадают с географическими полюсами.

Магнитное поле Земли защищает поверхность Земли от космического излучения.

4. Закрепление изученного материала

Работа с учебником

Заполните таблицу, используя материал из учебника. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов.

Постоянный магнит – это

Как объяснял намагниченность железа и стали французский ученый Ампер?

Как в наше время объясняется намагниченность железа и стали?

Что такое северный и южный полюс магнита?

Что такое естественные магниты?

5. Самостоятельная работа

1. Когда к магнитной стрелке поднесли один из полюсов постоянного магнита, то южный полюс стрелки оттолкнулся. Какой полюс поднесли?

2. На рисунке изображен полосовой магнит АВ и его магнитное поле. Какой из полюсов северный и какой южный?

3. Северный магнитный полюс земли расположен у … географического полюса, а южный у …

4. Одноименными или разноименными полюсами образован магнитный спектр, изображенный на рисунке?

Модельный ответ :

1 вопрос: южный.

2 вопрос: В – северный, А – южный.

3 вопрос: южного, северного.

4 вопрос: разноименными.

6. Итоги урока

1. Вокруг постоянного магнита, а также вокруг проводника с током существует магнитное поле, действующее на любой магнит, который в нем находится.

2. Линии магнитного поля замкнуты. Там, где они выходят из магнита, - его северный полюс, там, где они входят в магнит, - южный.

3. Устройство, состоящее из железного сердечника, обмотанного изолированным проводом, по которому течет ток, называют электромагнитом.

7. Домашнее задание §. найти материал о магнитном поле Земли.

1226. На столе перемешались железные и деревянные опилки. Можно ли их отделить друг от друга?
Можно, при помощи магнита.

1227. В мастерской рассыпались вперемежку железные и латунные мелкие стружки. Как отделить их друг от друга?
Можно, при помощи магнита. Латунь притягивать не будет.

1228. Если к компасу поднести кусок железа, изменится ли при этом направление стрелки?
Изменятся. Стрелка будет примагничиваться к железу.

1229. В некоторых местностях стрелка компаса отклоняется от направления на север. Одно из таких мест в нашей стране находится вблизи города Курска (Курская магнитная аномалия). Чем вызвано такое поведение стрелки?
Стрелка компаса будет взаимодействовать с большими залежами железной руды расположенными на небольшой глубине.1230. К северному полюсу магнитной стрелки поднесли железный предмет, и стрелка отклонилась от железа. Почему?
Стрелка займет такое положение, при котором большая часть силовых линий будет проходить через кусок железа.

1231. Почему корпус компаса никогда не делают из железа?
Чтобы стрелка взаимодействовала только с магнитным полем Земли, а не с корпусом.

1232. Намагнитьте стальную спицу (или лезвие безопасной бритвы). Испытайте вашим компасом, намагнитилась ли спица. Потом сильно накалите ее в пламени в течение 2-3 минут. Дайте остыть и вновь испытайте компасом. О результатах опыта напишите краткий отчет.
При поднесении намагниченной спицы, стрелка компаса будет отклоняться на одном конце и притягиваться на другом. При нагревании спица размагнитится.

1233. Почему при ударе магнит размагничивается?
При ударе может нарушиться положение доменов которые в магните расположены сонаправленно.

1234. Направление силовой линии магнита указано стрелкой (рис. 135). Определите полюса магнита.

Силовая линия выходит из северного полюса магнита и заходит в южный.

1235. Одна из двух совершенно одинаковых по внешнему виду стальных палочек намагничена. Как узнать, какая из этих палочек намагничена, не имея под рукой никаких других предметов, кроме этих палочек?
Нужно одним концом палочки прикоснуться к середине другой. Намагниченная палочка будет притягивать ненамагниченную.

1236. К северному полюсу магнитной стрелки поднесли кусок железа, вследствие чего стрелка отклонилась от куска железа. Как объяснить данное явление?
См. 1221

1237. Можно ли при помощи магнитной стрелки выяснить, намагничен ли стальной стерженек?
Можно. Одноименные полюса (стрелки и стерженька) должны отталкиваться, разноименные – притягиваться.

1238. Можно ли намагнитить стальную полоску так, чтобы оба ее конца имли одинаковые полюса?
Нет. Любой магнит должен иметь два разных полюса.

1239. Существуют ли магниты с одним полюсом?
Нет, не существуют.

1240. Железные опилки, притянувшись к полюсу магнита, образуют гроздья, отталкивающиеся друг от друга. Объясните это явление.
Попадая в магнитное поле, опилки намагничиваются и одноименными полюсами отталкиваются друг от друга.

1241. Тонкие железные пластинки, висящие на нитях рядом, отталкиваются друг от друга, если к ним поднести магнит (рис. 136). Почему?

Попадая в магнитное поле пластинки намагничиваются и одноименными полюсами отталкиваются друг от друга.

1242. В шляпке железного винта, не касаясь его, приблизили южный полюс магнита. Какой полюс появился у заостренного конца винта?
Южный полюс.

1243. Деталь покрыта слоем краски. Можно ли при помощи магнитной стрелки определить, железная она или нет?
Если стрелка будет отклоняться, значит деталь железная.

1244. Намагниченный прут разломали на несколько частей. Какие из полученных кусков окажутся намагниченными сильнее – находившиеся ближе к середине прута или к концам?
Все части прута будут намагничены одинаково.

1245. Большое количество стальных гвоздиков можно намагнитить одним и тем же магнитом. За счет какой энергии происходит намагничиваение этих гвоздиков?
За счет энергии магнитного поля.

1246. Как определить, где север и где юг, пользуясь магнитом?
Если магнит – тоненькая неметаллическая полоска – можно использовать ее как компас.

1247. Какой магнитный полюс находится в Южном полушарии Земли?
Северный.

1248. Почему рельсы, долгое время лежащие в штабелях, оказываются намагниченными?
Рельсы намагничиваются под действием магнитного поля Земли.

1249. Существует ли место на Земле, где стрелка компаса концами показывает на юг?
Северный полюс.

1250. Если на магните не указаны названия полюсов, можно ли определить, какой из полюсов магнита южный, а какой северный? Если да, то как это сделать?
Можно с помощью компаса или магнита с известной полярностью. Одноименные полюса будут отталкиваться, разноименные – притягиваться.

1251. Как расположиться магнитная стрелка в магнитном поле магнита?
Вдоль силовых линий магнитного поля. Своим южным к северному полюсу магнита и наоборот северным к южному.

1252*. Между полюсами магнита поместили железное кольцо (рис. 137). Нарисуйте, как будут направлены силовые магнитные линии.

1253. Оказавшись вблизи сильного магнита, механические часы начинают идти неправильно и иногда только через несколько дней они вновь восстанавливают правильный ход. Как можно объяснить это явление?

1254. Магнитная стрелка расположена под проводом с током. Ток идет с севера на юг. В каком направлении отклонится северный полюс стрелки?

Северный полюс стрелки отклонится в северо-западном направлении.

1255. Провод с током расположен над магнитной стрелкой (рис. 138). В какую сторону отклонится северный конец в момент замыкания ключа в цепи?

Северный конец повернется против часовой стрелки на 90°

1256. Магнитная стрелка расположена под проводом с током (рис. 139). После замыкания ключа в цепи магнитная стрелка отклонилась от начального положения (изображенного на рисунке пунктиром) так, как показано на рисунке. Определите полюсы источника тока.

1257. Провод АВ образует петлю, внутри которой помещена магнитная стрелка (рис. 140). Ток идет так, как показано на рисунке. Будет ли двигаться магнитная стрелка, если да, то куда отклонится северный конец стрелки?

1258. На рисунке 141 по проводу А ток идет от нас, перпендикулярно плоскости рисунка, по проводу В - к нам, перпендикулярно плоскости рисунка. Нарисуйте расположение силовых магнитных линий около проводов А и В.

1259.На рисунке 142 маленькие кружки изображают сечение проводов, а большие круги со стрелками - направление магнитных силовых линий. Определите направление тока в проводниках.

1260. На рисунке 143 изображен проволочный прямоугольник, по которому идет ток в направлении стрелок.
Начертите вокруг каждой из четырех сторон прямоугольника по одной магнитной силовой линии и определите их направление. Если этот проволочный прямоугольник площадью, обращенной к нам, поднести сбоку к северному полюсу стрелки, то как отклонится стрелка?

1261. На рисунке 144 изображены круговые токи. Стрелки показывают направление тока. Определите направление магнитных силовых линий для случаев а и б.

1262. Замкнутый контур с током проявляет свойства постоянного магнита. Какому полюсу соответствует контур с током, изображенный на рисунке 144, а? на рисунке 144, б?

1263. На тонких подводящих проводах подвешен кольцевой проводник с током (рис. 145). Когда к нему поднесли южный магнитный полюс - проводник оттолкнулся. Можно ли на основании этих данных определить направление тока в проводнике?

1264. Две катушки, по которым идет ток, висят рядом на тонких металлических нитях. Катушки притягиваются друг к другу. О чем это говорит?
Ток в катушках идет в разных направлениях.

1265. На рисунке 146 изображен сосуд с серной кислотой. На поверхности плавает пробка, в которую вставлены медная и цинковая пластинки. Пластинки погружены в кислоту. Верхние концы пластинок соединены друг с другом жесткой спиралью. При установлении равновесия будет ли вся система ориентирована в каком-то определенном направлении? Если да, то почему?

В катушке образуется магнитное поле под действием электрического тока. Система повернется своим южным полюсом к северному полюсу Земли, и северным к южному.

1266. На рисунке 147 изображена катушка соленоида. Нарисуйте силовые линии магнитного поля такой катушки.

1267. Если в катушку, по которой идет ток, внести железный сердечник, ее магнитное действие усиливается. Почему?
Железо – ферромагнетик при внесении его в магнитное поле, изменяется ориентация магнитных доменов. Магнитное поле резко усиливается.

1268. На каком конце соленоида будет его северный полюс, если внутрь соленоида вставить железный стержень (рис. 148)?

На конце А

1269. Чем определяется величина магнитного действия электромагнита?
Силой тока в нем, числом витков и величиной сердечника.

1270. На рисунке 149 изображен электромагнит. Нарисуйте полюсы на его концах.

А — южный, В — северный.

1271. Если на совершенно однородный стержень намотать провод так, как изображено на рисунке 150, и пустить ток через обмотку, намагнитится ли железный стержень?

Да, намагнитится.

1272. Два соленоида расположены как показано на рисунке 151. Обращенные друг к другу концы катушек будут притягиваться или отталкиваться?

1273. Поскольку катушка с током является магнитом, она имеет магнитные полюсы. Как можно изменить их полярность?
Изменить направление тока в катушке.

1274. Через электромагнит проходит небольшой ток. Можно ли, не меняя силу тока, усилить электромагнит? Если да, то как это сделать?
Да, можно, увеличить размер сердечника.

1275. Электромагниты бывают различной мощности. На производстве используют электромагниты большой мощности, например, для подъема машин, металлолома и т.д., а в медицинских приборах применяют очень слабые электромагниты. Каким образом достигается такая разница в их мощностях?

Различия можно достичь, пуская ток различной силы в электромагнитах, меняя их размер, число витков в катушках, величину сердечника.

Естественные и искусственные магниты

Основные магнитные явления.

Магнитное поле

Прежде чем углублять наши знания о магнитных явлениях, на­помним некоторые известные факты.

Естественные и искусственные магниты

В природе встречаются некоторые железные руды, обладающие способностью притягивать к себе находящиеся поблизости небольшие железные предметы (напри­мер, железные опилки или гвозди, рис. 7.1, а ). Если кусок такой руды подвесить на нити, он установится по длине в направлении с севера на юг (N ® S ) (рис. 7.1, б ). Куски такой руды называются естественными магни­тами.

Рис. 7.1 Рис. 7.2

Кусок железа или стали, на­ходящийся вблизи магнита, сам намагничивается, т.е. приобретает способность притягивать к себе другие железные предметы. Например, железный гвоздь, поднесенный к магниту, сам намагничи­вается и притягивает к себе железные опилки (рис. 7.2). Магнитные свойства куска железа или стали проявляются тем сильнее, чем ближе он находится к магниту. Особенно сильно намагничивание в том случае, когда железо притянуто к магниту вплотную.

После удаления магнита намагнитившийся под его действием кусок железа или стали теряет значительную часть своих магнитных свойств, но все же остается в боль­шей или меньшей мере намагниченным. Он превращается, таким образом, в искусственный магнит, обладающий всеми теми же свойствами, что и магнит естественный. В этом можно убедиться при помощи такого простого опыта. На рис. 7.3, а стальной брусок 1 , притянутый к концу магнита, сам намагнитился настолько сильно, что удер­живает груз, состоящий из нескольких таких же брусков 2 –5 . В свою очередь, каждый из этих брусков удерживает силами магнитного притяжения все бруски, расположен­ные ниже его. Таким образом, вся цепочка висит, удер­живаясь силами магнитного притяжения, которые урав­новешивают силы тяжести, действующие на бруски.

Рис. 7.3

Если мы немного отодвинем магнит, придерживая пальцами верх­ний брусок, то цепочка рассыплется: бруски размагничи­ваются настолько, что каждый из них уже не в состоянии удержать нижние бруски (рис. 7.3,б ). Однако каждый из брусков сохранил известную долю намагничивания. До­статочно внести какой-нибудь из этих брусков в железные опилки, и мы увидим, что они пристанут к его концам.

То намагничивание, которое имело место, когда кусок железа находился вблизи магнита, называют временным намагничиванием, в отличие от постоянного, или остаточ­ного, намагничивания, которое сохраняется и после уда­ления магнита.