Конспект урока "Постоянные магниты. Магнитное поле Земли"

Т е м а:    М а г н и т ы.    М а г н и т н о е    п о л е     З е м л и. Цель урока: ввести понятие постоянного магнита и магнитного поля Земли. Задачи урока:  Образовательная: организовать   работу   учащихся   по   осмыслению   понятия   постоянного   магнита, магнитного   поля   постоянного   магнита,   магнитного   поля   Земли   посредством   самостоятельной   работы учащихся.   Развивающая: Развивать   аналитическое   мышление   и   творческую   самостоятельность   учащихся, продолжить   формирование   умений   объяснять   наблюдаемые   явления,   проводить   опыты,   анализировать   их результаты, делать выводы. Воспитывающая: Воспитывать   культуру   общения,  содействовать   воспитанию   у   учащихся   навыков самостоятельной работы коммуникативные качества (умения общаться при работе в малых группах).  Тип урока: формирование знаний, умений, навыков. Формы обучения: беседа, практические занятия. Метод обучения: системно – деятельностный: исследовательский, проблемный. Оборудование   к   уроку:  полосовые   магниты,   подковообразный   магнит,   компасы,   стакан   с   водой,   стальные скрепки, опилки железные,   мелкие предметы: ластик, стальной, алюминиевый, медный, стеклянный предметы, листы  белой бумаги, компьютер, мультимедийный проектор,  экран, презентация. Приемы   обучения  объяснение, инструктаж  :Flash­презентация,   демонстрация,   наблюдения   учащихся,   исследовательская   работа, Х о д     у р о к а Всех   приветствую   на   сегодняшнем   уроке,   жду   от   вас   плодотворной   творческой   работы.   Обещаю,   что   будет интересно. 1. Организационный момент. 2. Проверка домашнего задания С Л А Й Д    1 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 С Л А Й Д    2 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 С Л А Й Д    3 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 С Л А Й Д    4 Молодцы! Проверьте себя и оцените: 6 баллов – «5»                 5 баллов – «4»                 4 балла – «3»                   3 балла – «2» 1 В 2 А 3 В 4 А 5 В 6 Б 3. Проблемная ситуация и формулировка темы урока С Л А Й Д    5 А сейчас немного поиграем: «Что в чёрном ящике?» (подсказка ­ там четыре предмета) Разделитесь на три команды, возьмите листочки, прослушайте подсказки и напишите свои предположения о предметах в чёрном ящике. Подсказки:  1.Пастух   по   имени   Магнус   однажды   обнаружил,   что   железный   наконечник   его   палки   и   гвозди   сапог притягиваются к черному камню. Этот камень стали называть камнем “Магнуса”. 2.  В Малой Азии близ города Магнесия добывали железную руду, которая притягивала к себе железные предметы. 3.Свойства этого предмета №1 казались волшебными. В Греции их странное действие связывали напрямую с деятельностью богов; а предмет называли “камнем Геркулеса”. Сократ писал: “Этот камень не только притягивает железное кольцо – он одаряет своей силой и кольцо, что оно может притягивать др. кольцо»  4.Китайцы впервые догадались, что предметом №2, получившем некоторые свойстве от предмета №1, можно пользоваться как указателем севера и юга. 5.  Через арабских купцов с принципом действия предмета №3 познакомилась Европа. Со временем его стали ставить на корабли, брать с собой в путешествия, использовать при составлении географических карт. Он превратился в навигационное средство.  7.У этого очень большого предмета №4 есть свойства предмета №1, которые и защищают этот предмет и всё живое от губительного солнечного ветра. Учащиеся  озвучивают названия предметов (магнит, игла, компас, Земля) Формулировка темы урока учащимися: Магниты. Магнитное поле Земли. Учитель: Сегодня мы с вами продолжим погружение в мир науки магнетизма.  Возьмите эти листочки и разложите вопросы в таблицу перед вами: 4.  Постановка целей урока Знаю Хочу знать Есть магниты. У магнитов есть полюсы. У Земли есть магнитное  поле. Пользуются компасом. Электрический ток обладает  магнитными свойствами  и  т.д. Что такое магнит Какие вещества притягивает магнит?   Свойства магнитов. Как длительно магнит может сохранять свои свойства? Как взаимодействуют магниты? Картина линий магнитного поля магнита? Действие магнита через предметы? Узнал (заполняется к  концу урока) Прочитайте что у вас получилось (для наглядности прикрепляю вопросы на доске) С Л А Й Д    6 Ребята, эти вопросы и будут задачами нашего урока. Согласны? Последнюю колонку будем заполнять в процессе урока по мере получения ответов на наши вопросы 5. Организация работы в малых группах и проведение эксперимента У каждого учащегося листы самооценки. Критерии оценивания Тест «Проверка домашнего задания» «2» «3» «4» «5» Я с начала урока активно включился в работу Степень участия в работе группы Понял и заполнил весь материал При выполнении каждого задания я работал на. Я могу ответить на все вопросы поставленные в начале урока Средний балл (сумма оценок/ на кол­во оценок) Что бы вы смогли     получить ответы на наши вопросы, предлагаю работу по группам. Роли в группах распределяют учащиеся. Выбирается руководитель, лаборант, теоретик, экспериментатор. Руководители берут карточки с заданиями, знакомят с ними остальных учащихся в группе Лаборанты идут  к лабораторному оборудованию и выбирают необходимое для выполнения заданий. Учитель:  Каждый из нас с раннего детства слышал что­нибудь о магните. Многие держали его в руках, а у некоторых даже были игрушки, в которых используются магниты. (Машинки, поезда, железная дорога, держатели иллюстраций на доску, фигурки для холодильников и др.) Что такое магнит?   С Л А Й Д    7 Магнит  ­ это закаленная сталь. Учитель: на предыдущем уроке мы выяснили, что если вставить в катушку с током стержень из закаленной стали, то в отличие от железного стержня он не размагничивается после выключения тока, а длительное время сохраняет намагниченность. Тела,   длительное   время   сохраняющие   намагниченность,   называются постоянными   магнитами  или   просто магнитами.  (Записываем в тетрадь) С Л А Й Д    8 Природные (естественные)                         Искусственные     Виды магнитов В природе встречаются естественные магниты, например, магнитный железняк Искусственные постоянные магниты делают из сплавов на основе железа, никеля, кобальта и др Эксперимент 1.  «Все ли притягивается?» Оборудование: железный гвоздь, алюминий, бумага, ластик, стекло, пластмасса, полосовой магнит Цель: определить все ли вещества, притягиваются к магниту. Результаты занести в табл Сильно притягиваются Слабо притягиваются Не притягиваются Вывод: хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь, железо и некоторые сплавы, значительно  слабее никель и кобальт  Эксперимент 2: «Магниты действуют на расстоянии?» Оборудование: набор магнитов разных свойств (силы действия), скрепки Цель: убедиться, что магниты бывают разной силы действия и как это действие зависит от величины магнита Нарисуйте на бумаге линию и положите на нее скрепку. Теперь потихоньку пододвигайте к этой линии магнит. На каком­то расстоянии от линии скрепка вдруг "скакнет" и прилипнет к магниту. Отметьте это расстояние.  Проведите   этот  же  опыт  с  другими  магнитами.  Можно увидеть,  что  одни  из  них сильные   ­  примагничивают скрепку с более далекого расстояния, другие слабые ­ примагничивают скрепку с близкого расстояния. Причем, это расстояние напрямую не зависит от величины самого магнита, а только от его магнитных свойств.  Выводы:  Вокруг магнита есть что­то, чем он может действовать на предметы на расстоянии. Это что­то назвали "магнитным полем". Магниты бывают различной силы, что не зависит от размеров самого магнита С Л АЙ Д    9 Эксперимент 3. «Полюса магнита» Оборудование: магнит, скрепки Цель: одинаково ли притягиваются скрепки разными сторонами магнита.  Поднести магнит к скрепкам боковой гранью, то (скрепки тянутся слабо) Поднести магнит точно серединой, то (скрепки почти не притягиваются) Поднести магнит краями, то (сильное притяжение) Вывод: полюс­ это место магнита, где наиболее сильно проявляются магнитные свойства. Находим полюса:  ________ (северный) и ____________(южный). С Л А Й Д     10 Вопрос на засыпку: если какой – либо из магнитов разломить, то что будет с полюсами магнита?  (каждый из кусочков также будет иметь северный и южный полюса) С Л А Й Д    11 Эксперимент 4. «Магнитное  взаимодействие» Оборудование: магниты, стаканчик со скрепками, стаканчик с водой, гвоздь или железный цилиндр (брусок) Цель 1: выяснить взаимодействие полюсов магнитов Поднесите южный полюс одного магнита к южному полюсу другого, то ____________ Поднесите северный полюс одного магнита к северному полюсу другого, то ____________ Поднесите южный полюс одного магнита к северному полюсу другого, то ____________ Вывод: одноименные полюсы магнита отталкиваются, разноименные — притягиваются  С Л А Й Д    12 Цель 2: действие магнита через предметы: Действие   магнита   через  стекло:   взять   стеклянный   стаканчик   со   скрепками,   поднести   магнит   и   пошевелить скрепки Действие магнита через воду: опустить в стакан с водой железный предмет и магнитом его поднять Действие магнита через кожу: положить на ладонь скрепки, под рукой водить магнитом Действие магнита через дерево: положить на стол скрепки, под столом водить магнитом Вывод: магниты оказывают свое действие через стекло, кожу или воду.  Эксперимент 5. «Намагничивание других предметов» Оборудование:  игла, скрепки, магнит.  Цель: выяснить влияние магнита на предметы 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?   Вывод: железные тела, взаимодействующие с магнитом, сами обладают способностью притягивать. Важно:  при сильном нагревании магнитные свойства исчезают как у природных, так и у искусственных магнитов С Л А Й Д     13 Эксперимент 6. «Картина  магнитного поля постоянных  магнитов» Оборудование: магниты   (полосовой   и   дугообразный),   металлический   лист,   на   который   положен   лист   бумаги, стаканчики с металлическим  порошком. Цель 1: выяснить картину магнитного поля полосового и дугообразного магнитов Положите магнит на лист бумаги, насыпьте железный порошок в область магнита, слегка   постучите по листам пальцем. Рассмотрите полученное изображение. Зарисуйте. Повторите опыт с дугообразным магнитом. Зарисуйте. Вывод:  как   магнитные   линии   магнитного   поля   тока,   так   и   магнитные   линии   магнитного   поля постоянного магнита — замкнутые кривые линии С Л А Й Д    14 Цель 2: выяснить картину магнитного поля при взаимодействии разноимённых полюсов магнитов Положить   магниты   на   лист   бумаги,   совместив   разноимённые   полюсы,   насыпать   опилок,   зарисовать   картину магнитных линий Цель 3: выяснить картину магнитного поля при взаимодействии одноимённых полюсов магнитов Положить   магниты   на   лист   бумаги,   совместив   разноимённые   полюсы,   насыпать   опилок,   зарисовать   картину магнитных линий Вывод: картина магнитных линий наглядно демонстрирует вывод, что одноименные полюсы магнита отталкиваются, разноименные — притягиваются 6. Представление результатов исследования. Отчет групп.  Теоретики каждой группы  поочередно представляют  результаты своих исследований.   Итоги   демонстрируются   на   экране   (см   выше   номера   слайдов,  которые   следует   открывать   по   мере представления результатов опытов участниками групп) Учитель: Как бы вы объяснили намагниченность магнитов?  (ответы детей) 7.Объяснение магнитных свойств, работа с текстом ­ кейсом Оказывается, что все дело в особом поле, создаваемом магнитом.  С Л А Й Д     15 Прочитайте текст и ответьте на вопросы:   1.Как французский учёный Ампер объяснил намагниченность железа и стали? (существованием элементарных токов от вращения электронов в атомах) 2.   Когда   тело   не   обнаруживает   магнитного   действия?   (если   плоскости   элементарных   токов   расположены беспорядочно по отношению друг к другу – их действия компенсируются) 3.Когда   тело   обнаруживает   намагниченность?   (элементарные   токи   в   теле   ориентированы   и   их   действия складываются) 4.Что такое ферромагнетики? (вещества, создающие наиболее сильные маг поля) 5.Какое движение электронов усиливает маг поле ферромагнетиков? (собственное вращение вокруг своей оси – спин) (лист должен быть распечатан на группу) Гипотеза Ампера Согласно   гипотезе   Ампера   внутри   молекул   и   атомов   циркулируют   элементарные электрические токи. (Теперь мы хорошо знаем, что эти токи образуются вследствие движения электронов в атомах.) В случае если плоскости, в которых   циркулируют   эти   токи,   расположены   беспорядочно   по то   их отношению друг к другу из­за теплового движения молекул (рис. 1.28, а), действия   взаимно   компенсируются,   и   никаких   магнитных   свойств   тело   не   обнаруживает.   В   намагниченном состоянии   элементарные   токи   в   теле   ориентированы   так,   что   их   действия   складываются.   Наиболее   сильные магнитные поля создают вещества, называемые ферромагнетиками. Магнитные поля создаются ферромагнетиками не только вследствие обращения  электронов вокруг ядер (орбитального вращения) – орбитальные токи, но и вследствие их собственного вращения вокруг своей оси (спин). 8.Индивидуальная работа с учебником «Магнитное поле Земли» С Л А Й Д     16 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. С Л А Й Д     17 (картина маг линий маг поля Земли) Самостоятельная работа с учебником  Маг стрелка устанавливается в ______________________________________ в _______________________________________ Вывод: _______________ Земли существует ________________________________ Южный маг полюс Земли находится вблизи _____________________ географического полюса Северный маг полюс Земли находится вблизи ___________________ географического полюса Вывод: ­маг полюсы Земли ___________________________ с географическими ­направление маг стрелки ______________________с направлением ________________________________________________ Магнитные бури ­ ___________________________________________________________________________________________ Маг бури связаны с __________________________________________________________________________________________ Объяснение маг бури: при __________________ солнечной активности в пространство выбрасываются ___________________ ______________________, __________________ и __________________. Их маг поле ____________________ маг поле Земли Маг аномалия – области, в которых _______________ маг стрелки ______________ отклонено от направления _____________ Назначение маг поля Земли: __________________________________________________________________________________ Зачитывание и проверка результатов работы С Л А Й Д    18 Эксперимент 5: Магнитное поле Земли Оборудование: компас Цель: убедиться в существовании маг поля Земли Уберите   магниты   как   можно   дальше,   расположите   компас   на   столе   и   убедитесь,   что   его   стрелка устанавливается вдоль силовых линий маг поля Земли Вывод: Магнитное поле всех наших магнитов взаимодействует с ее магнитным полем. На этом основана   работа   компаса,   магнитная   стрелка   которого   выстраивается   вдоль   силовых   линий магнитного поля Земли, всегда показывая на север 9.Сообщение учащихся «Магнитное поле и животный мир» Несмотря на то, что магнитное поле нельзя увидеть, обитатели Земли хорошо его чувствуют. Перелетные птицы, например, отыскивают дорогу, ориентируясь именно на него. Существует несколько гипотез, объясняющих, как   именно   они   ощущают   поле.   Одна   из   последних   предполагает,   что   птицы   воспринимают   магнитное   поле визуально.   Особые   белки   –   криптохромы   –   в   глазах   перелетных   птиц   способны   менять   свое   положение   под воздействием магнитного поля. Авторы теории считают, что криптохромы могут выполнять роль компаса. Кроме птиц магнитное поле Земли вместо GPS используют морские черепахи. Магнитное поле способствует появлению полярных сияний. Они возникают в результате резких изменений поля, вызывающих ионизацию вещества. 10.Подведение итогов и рефлексия Учитель: 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. Достигли ли мы поставленных в начале нашего урока целей (слушаю ответы учащихся) А теперь посмотрите в таблицу по оцениванию своих успехов и подсчитайте средний бал, который вы сегодня заработали на уроке.  С Л А Й Д     19 11.Домашнее задание 1.параграф 59, 60 читать, вопросы устно, выучить конспект 2.Творческое задание ­ написать мини­сочинение «Если исчезнет магнитное поле Земли…» ­ подготовить доклад на тему «Компас, история открытия» 12.Выставление оценок