Поурочные разработки по Физике 8 класс к УМК А.В. Перышкина - 2017 год Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли - ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Поурочные разработки по Физике 8 класс к УМК А.В. Перышкина - 2017 год

Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли - ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок открытия нового знания.

Используемые технологии: здоровьесбережения, личностно ориентированного обучения, развития критического мышления, информационно-коммуникационные.

Цели: дать представление о постоянных магнитах, виде их магнитного поля; познакомить с видом магнитного поля Земли.

Формируемые УУД: предметные: научиться объяснять взаимодействие постоянных магнитов; определять вид магнитного поля постоянного магнита; изображать магнитные линии постоянных магнитов; объяснять вид магнитного поля Земли; применять имеющиеся знания для объяснения различных явлений; метапредметные: планировать учебное сотрудничество с учителем и одноклассниками; корректировать и оценивать действия партнера; осознавать себя как движущую силу своего научения, свою способность к преодолению препятствий и самокоррекции; составлять план и последовательность действий; ставить и формулировать проблему; усвоить алгоритм деятельности; анализировать полученные результаты; создавать, применять и преобразовывать знаки и символы; личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.

Приборы и материалы: постоянные магниты различной формы, магнитная стрелка, железные опилки, лист бумаги, железный и алюминиевый стержни, соединительные провода, источник тока, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие, учитель объявляет отметки за выполнение лабораторной работы.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Ученики выполняют дифференцированную самостоятельную работу.)

Уровень 1

1. Каким способом можно узнать о наличии тока в проводе, не пользуясь амперметром?

2. Где применяются электромагниты?

Уровень 2

1. У зажимов аккумулятора не оказалось пометок о том, какой из них “плюсовой” и какой — “минусовой”. Как можно это узнать, имея компас?

2. Изобразите схематично магнитное поле прямого проводника с током.

Уровень 3

1. Можно ли неизолированный провод наматывать на железный сердечник, изготавливая самодельный электромагнит? Почему?

2. Изобразите схематично магнитное поле катушки с током.

Уровень 4

1. Будет ли магнитная стрелка взаимодействовать с катушкой с током? Каким образом?

2. Как намотать провод на полый керамический цилиндр, чтобы при пропускании тока по проводу внутри цилиндра не возникало магнитного поля?

III. Изучение нового материала

Демонстрация. Возьмем стальной стержень (ножовочное полотно, напильник) и намотаем на него 20—30 витков изолированного провода. Пропустив по обмотке постоянный электрический ток и вынув стержень, обнаруживаем его магнитные свойства. Аналогичные опыты можно проделать с алюминиевым, медным, стеклянным и другими стержнями. Исследуя их, выясняем, что они не стали магнитами.

Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называют постоянными магнитами, или просто магнитами. Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. “Элементарные токи” в веществе циркулируют потому, что в каждом атоме обращаются вокруг ядра электроны (с огромной частотой). Они-то и образуют так называемые орбитальные токи и связанные с ними магнитные поля.

(Ученики делятся на группы, каждая из которых получает тематическую карточку и оборудование.)

Задание. Ответьте на вопросы, используя полосовые и дугообразные магниты, компас, скрепки, стакан с водой, картон, железные опилки, а также материал § 60, 61 учебника или другие ресурсы (в том числе Интернет).

Вопросы

— Сколько полюсов имеет любой постоянный магнит? Как они называются?

— Все ли вещества взаимодействуют с магнитами? Приведите примеры.

— Как взаимодействуют между собой два магнита?

— Как взаимодействуют между собой магнит и компас?

— На каком расстоянии действие магнитного поля полосового магнита становится заметным? Влияет ли на это наличие преград (вода, бумага и пр.)?

— Предложите способ обнаружения вида магнитного поля полосового и дугообразного магнита, используя имеющееся оборудование. Зарисуйте полученные картинки. На что похожа картина магнитных линий полосового магнита?

— Как объяснить определенное ориентирование магнитной стрелки или стрелки компаса в отсутствие поблизости магнитов или проводников с током?

— Как расположены магнитные полюсы Земли?

— Почему возникают магнитные бури?

— Что такое магнитные аномалии?

— Зачем Земле нужно магнитное поле?

— Существует ли магнитное поле у других планет?

(Выступают представители групп.)

IV. Закрепление изученного материала

(Учитель демонстрирует учащимся анимационные ролики 126 “Магнитная и географическая оси Земли” и 127 “Магнитные аномалии и магнитный бури” из электронного приложения к учебнику.)

(Ученики коллективно выполняют задания.)

1. Как можно объяснить намагничивание железа?

2. Как с помощью магнитной стрелки определить полюсы у намагниченного стального стержня?

3. Можно ли разрезать магнит так, чтобы один из полученных магнитов имел только северный полюс, а другой — только южный?

4. Северный полюс магнита подносят к положительно заряженному пластмассовому шарику, висящему на нити. Что будет наблюдаться — притяжение или отталкивание? Как изменится ответ, если шарик заряжен отрицательно?

Решение. В обоих случаях будет наблюдаться притяжение, обусловленное разделением заряженных частиц в нейтральном теле (магните) под действием электрического поля. Замена положительного заряда шарика на отрицательный и (или) северного магнитного полюса на южный никак не повлияет на результат: магнитное поле вообще не действует на неподвижные заряженные частицы или тела.

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу “Мишень”.)

Каждый ученик “стреляет” маркером в мишень четыре раза, располагая отметку тем ближе к центру мишени, чем выше он оценивает соответствующий сектор. Секторы мишени:

1-й сектор — оценка содержания, материала урока.

2-й сектор — оценка формы проведения урока.

3-й сектор — оценка деятельности учителя.

4-й сектор — оценка своей деятельности.

Домашнее задание

1. § 59, 60 учебника, вопросы к параграфам.

2. Выполнить упр. 42, 43 на с. 176, 178 учебника.

3. Выполнить задания на с. 172, 173, 176 учебника (по желанию).

Дополнительный материал

Магнитные поля в Солнечной системе

Весьма важную роль во Вселенной, в том числе и в Солнечной системе, играют электромагнитные процессы. Чтобы их описать, рассмотрим вопрос о механизме возникновения магнитных полей вокруг небесных тел. Магнитное поле существует вокруг электрических зарядов, движущихся упорядоченно, т. е. магнитное поле существует вокруг токов. Но в обычных условиях в проводниках токи могут поддерживаться только за счет действия источников тока — генераторов, аккумуляторов и др. Причина этого явления заключается в том, что движущиеся в проводнике электроны тормозятся при взаимодействии с ионной решеткой, и за счет этого энергия электрического тока превращается во внутреннюю энергию проводника и выделяется в форме тепла.

Совершенно иначе обстоит дело в космической плазме. Вследствие высокой степени разрежения здесь расстояния между движущимися частицами очень велики и соударения между ними происходят крайне редко. В результате циркуляция электрических зарядов в космической плазме (т. е. электрические токи), возникая по какой-либо причине, может продолжаться очень долго. Итак, токи в плазме практически не затухают длительное время. Следовательно, столько же времени вокруг этих циркулирующих зарядов будут существовать магнитные поля. Образно говорят, что “магнитные поля вморожены в плазму”.

За счет циркуляции плазмы на Солнце создаются сильные магнитные поля, играющие важную роль во всех процессах солнечной активности. Для магнитного поля Солнца характерна значительная неоднородность, которая отмечается всюду, как внутри пятен, так и вне их. Две самые характерные особенности солнечных пятен, несомненно, связаны между собой; это более низкая температура по сравнению с остальной фотосферой и сильное магнитное поле.

Вспышки также связаны с магнитными полями, структура которых после вспышки часто меняется; обычно поле ослабляется. Расчеты показывают, что исчезновения магнитного поля, наблюдаемого в районе пятен, достаточно, чтобы компенсировать выделяющуюся при вспышке энергию. Сила тока в области вспышки может достигать нескольких миллиардов ампер, а напряжение — порядка миллиарда вольт. Плазма в районе вспышки разогревается до температуры около 10 млн градусов. По скорости протекания вспышка подобна взрыву.

Возникающие при этом выбросы газа достигают скоростей порядка 1000— 1500 км/с и уносят с собой примерно половину энергии вспышки. Одновременно с этим значительную энергию получают ускоряющиеся при вспышке электроны, протоны (ядра водорода) и альфа-частицы (ядра гелия). Преодолев за счет большой скорости притяжение Солнца, эти частицы рассеиваются в космическом пространстве, продолжая двигаться со значительными скоростями. Этот поток частиц и представляет собой солнечный ветер.

Земля обладает значительным магнитным полем. Это поле можно представить как сумму двух полей. Первое из них — это основная (постоянная) составляющая, которая не меняется заметно со временем; второе — это переменная составляющая (менее 1%), зависящая от процессов в околоземной плазме, в основном от явлений на Солнце.

Существуют еще местные магнитные поля, возникающие за счет наличия в земной коре залежей ферромагнитных руд. Эти местные поля называются магнитными аномалиями. Одна из них — Курская магнитная аномалия — в настоящее время интенсивно разрабатывается.

У всех планет Земной группы (кроме самой Земли), а также у спутников планет, в том числе и у Луны, практически нет магнитных полей.