— воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.
Методы:
наглядный — видеоурок, записи на доске;
контролирующий — решение задач)
Связи:
внутрипредметные : физика 9 класс «Магнитное поле», физика 8, 10 класс «Электрический заряд».
Ход урока:
1. Организационный этап.
Приветственное слово учителя. Поздравление с началом учебного года. Отмечание отсутствующих.
2. Объяснение нового материала.
Сегодня на уроке мы с вами поговорим о магнитном поле и его свойствах.
В качестве эпиграфа к нашему уроку, возьмем слова Джеймса Клерка Максвелла «Исследования Ампера… принадлежат к числу самых блестящих работ, которые проведены когда-либо в науке».
Но прежде, чем приступить к изучению нового материала, давайте вспомним, что такое магнит и какими свойствами он обладает.
Магнитные явления известны людям с глубокой древности. Еще древние греки знали, что существует особый минерал, способный притягивать железные предметы. Это был один из минералов железной руды, который сейчас известен как магнетит. Его залежи находились возле города Магнесии на севере Турции. Слово «магнит» в переводе с греческого означает «камень из Магнесии».
Впервые свойства магнитных материалов использовали в Китае. Именно там в третьем веке до нашей эры был сконструирован первый компас, и только к XII веку он стал известен в Европе.
А первой крупной работой, посвящённой исследованию магнитных явлений, является книга Вильяма Гильберта «О магните», вышедшая в 1600 году.
Известные с древних времен явления притяжения разноименных и отталкивания одноименных полюсов магнита напоминают явление взаимодействия разноименных и одноименных электрических зарядов.
Мы с вами уже знаем, что между неподвижными электрическими зарядами действуют силы, определяемые законом Кулона. Согласно теории близкодействия это взаимодействие осуществляется так: каждый из зарядов создает электрическое поле, которое действует на другой заряд.
Однако долгое время оставался неразрешимым вопрос о том, могут ли между электрическими зарядами существовать силы иной природы? Для ответа на этот вопрос давайте рассмотрим опыт, проведенный французским физиком Андре-Мари Ампером в 1820 году.
Ампер взял два гибких провода и укрепил их вертикально, а затем присоединил нижние концы проводов к полюсам источника тока. При таком подключении с проводниками не обнаруживалось никаких изменений. Проводники заряжались от источника тока, но заряды проводников при разности потенциалов между ними в несколько вольт ничтожно малы. Поэтому кулоновские силы никак не проявляются.
Затем Ампер замкнул другие концы проводников небольшой проволочкой так, чтобы в проводниках возникли токи противоположного направления. Оказалось, что при таком подключении проводники начинают отталкиваться друг от друга. Если же поменять направление токов так, чтобы они текли в одном направлении, то проводники начинали притягиваться друг к другу.
Что Такое Магнетизм? Постоянный Магнит. Природа Магнитного Поля
Это взаимодействие не может быть вызвано электростатическим полем по следующим причинам. Во-первых, при размыкании цепи взаимодействие проводников прекращается, хотя заряды на проводниках и их электростатические поля остаются. Во-вторых, одноименные заряды (электроны в проводнике) всегда только отталкиваются.
В том же 1820 году Ханс Кристиан Эрстед провел свою серии опытов.
Он располагал проводник над магнитной (или под ней) параллельно ее оси. При пропускании тока по проводнику, стрелка начинала отклоняться от своего первоначального положения. При размыкании цепи — стрелка возвращалась в своё первоначальное положение. Этот опыт наглядно показывает, что в пространстве, окружающем проводник с током, действуют силы, вызывающие поворот магнитной стрелки, то есть силы, подобные тем, которые действуют на нее вблизи постоянных магнитов.
Поэтому взаимодействия между проводниками с током, взаимодействия между направленно движущимися электрическими зарядами, называют магнитными.
Силы же, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.
Действие магнитных сил было обнаружено в пространстве и вокруг отдельно движущихся заряженных частиц.
Так, русский и советский физик Абрам Фёдорович Иоффе в 1911 году наблюдал отклонение магнитных стрелок, расположенных вблизи пучка движущихся электронов. Схема его опыта довольно проста. Над и под трубкой, через которую пропускался поток электронов, находились две одинаковые, но противоположно направленные магнитные стрелки, укрепленные на общем кольце, подвешенном на упругой нити. При прохождении в трубке потока электронов магнитные стрелки поворачивались.
Таким образом, многочисленные опыты привели ученых к выводу, что вокруг любого проводника с током, вокруг движущихся электрических зарядов, существует магнитное поле.
Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.
Магнитное поле можно обнаружить и исследовать с помощью железных опилок, магнитной стрелки, а также небольшого контура или рамки с током, причем собственное магнитное поле контура должно быть слабым по сравнению с исследуемым.
Проводники, подводящие ток к контуру, должны быть расположены вблизи друг друга или сплетены между собой, тогда их магнитные поля взаимно компенсируются. Ориентация такого контура характеризуется направлением нормали к контуру. В качестве положительного направления нормали принимается направление, которое связано с током правилом правого винта (или правилом буравчика): если головку винта поворачивать по направлению тока в контуре, то поступательное движение острия винта указывает направление положительной нормали.
Опыт показывает, что если мы подвесим такой контур на гибких проводниках в магнитном поле, то он повернется и установится определенным образом. Таким образом, магнитное поле оказывает на контур с током ориентирующее действие. При этом положительная нормаль будет направлена к плоскости контура вдоль продольной оси магнитной стрелки, помещенной в ту же точку магнитного поля.
Поэтому за направление магнитного поля принимают направление от южного полюса к северному по оси свободно установившейся в магнитном поле стрелки.
3. Этап обобщения и закрепления нового материала
А теперь давайте вспомним и повторим главное, что мы узнали на сегодняшнем уроке.
Вокруг движущихся электрических зарядов, существует магнитное поле.
Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.
Магнитное поле порождается электрическим током и обнаруживается по действию на электрический ток.
4. Рефлексия
Хотелось бы услышать ваши отзывы о сегодняшнем уроке: что вам понравилось, что не понравилось, чем бы хотелось узнать еще.
5. Домашнее задание
§ 1. Ответить на вопросы в конце параграфа.
Магнитное поле
Одним из свойств электрического тока является магнитное поле, оно возникает при протекании тока по проводнику.
Рис. (1). Магнитное поле проводника
при прохождении тока по двум параллельно расположенным проводникам между проводниками возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами. Действие этих сил может привести к деформации проводников (см. рисунок).
Рис. (2). Магнитные силы
Для изучения магнитного действия тока используют магнитную стрелку.
Рис. (3). Магнитная стрелка
Обрати внимание!
У магнитной стрелки есть два полюса — северный (обозначается буквой (N), окрашен в синий цвет) и южный (обозначается буквой (S), окрашен в красный цвет).
Линию, соединяющую полюсы магнитной стрелки, называют её осью.
Магнитную стрелку ставят на заострённый конец иглы или булавки, чтобы она могла свободно поворачиваться вокруг своей оси (в горизонтальной плоскости).
Рис. (4). Устройство для демонстрации
Проведём опыт, который первым реализовал Эрстед в (1820) году.
Для опыта понадобятся источник тока, реостат, ключ, провода и магнитная стрелка на подставке. В начальный момент магнитная стрелка располагается под проводом параллельно ему. На рисунке видно изменение положения магнитной стрелки в разомкнутом и замкнутом контурах.
Рис. (5). Опыт Эрстеда
Данный опыт демонстрирует факт наличия магнитного поля в пространстве направленного движения электрических зарядов.
Опыт Эрстеда устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями. О существовании такой связи догадывались ещё первые исследователи, которых поражала аналогия электрических и магнитных явлений, например притягивание и отталкивание: в электричестве — разноимённых и одноимённых зарядов, а в магнетизме — разноимённых и одноимённых полюсов.
Что такое магнитное поле?
Магнитное поле – это область вокруг магнита, внутри которой ощущается воздействие магнита на внешние объекты.
Органы чувств человека не способны видеть магнитное поле, но вспомогательные устройства доказывают, что магнитное поле существует.
Насыпьте на бумагу железную стружку и посреди бумаги положите магнитный брусок. Стружка будет перемещаться, образовывая дуги вокруг полюсов магнита. Рисунок, который образует стружка — это рисунок линий магнитного поля магнитного бруска.
Нашу Землю окружает магнитное поле. Так было всегда, во всяком случае, с момента возникновения Земли. И все, что находится на Земле, в том числе люди, животные и растения, подвергаются воздействию невидимых силовых линий этого поля. Но, в то же время, в теле человека имеется свое магнитное поле, возникающее вследствие протекания крови по сосудам. В разных органах оно может быть различно. В здоровом организме и в нормальных условиях имеется полное соответствие и взаимодействие внешнего и внутреннего магнитного полей.
Магнетизм столь же необходим всему живому, как вода, воздух, пища или солнечный свет. Свое воздействие на земной магнетизм оказывает Солнце.
- Что такое магнит?
- Для чего используются магниты?
Магнитное поле проводника с током
Оказывается, если через какой-либо проводник пропустить электрический ток, то вокруг проводника образуется магнитное поле.
Здесь можно вспомнить знаменитое правило буравчика, но для наглядности я лучше буду использовать правило самореза, так как почти все хоть раз в жизни ввинчивали либо болт, либо саморез.
Ввинчиваем по часовой стрелке — саморез идет вниз. В нашем случае он показывает направление электрического тока. Движение наших рук показывает направление линий магнитного поля. Все то же самое, когда мы начинаем откручивать саморез. Он начинает вылазить вверх, то есть в нашем случае показывает направление электрического тока, а наша рука в этом время рисует в воздухе направление линий магнитного поля.
Также часто в учебниках физики можно увидеть, что направление электрического тока от нас рисуют кружочком с крестиком, а к нам — кружочком с точкой. В этом случае опять представляем себе саморез и уже в голове увидим направление магнитного поля.
Как думаете, что будет если мы сделаем вот такую петельку из провода? Что изменится в этом случае?
Давайте же рассмотрим этот случай более подробно. Так в этой плоскости оба проводника создают магнитное поле, то по идее они должны отталкиваться друг от друга. Но если они хорошо закреплены, то начинается самое интересное. Давайте рассмотрим вид сверху, как это выглядит.
Как вы можете заметить, в области, где суммируются магнитные силовые линии плотность магнитного потока прям зашкаливает.
Соленоид
А что если сделать много-много таких петелек? Взять какую-нибудь круглую бобину, намотать на нее провод и потом убрать бобину. У нас должно получится что-то типа этого.
Если подать постоянное напряжение на такую катушку, магнитные силовые линии будут выглядеть вот так.
Вы только посмотрите, какая бешеная плотность магнитного потока внутри такой катушки! Получается, что от каждой петельки магнитное поле суммируется, что в итоге дает такую плотность магнитного потока. Такую катушку также называют катушкой индуктивности или соленоидом.
Вот также схема, показывающая как магнитные силовые линии складываются в соленоиде.
Плотность магнитного потока зависит от того, какая сила тока проходит через соленоид. Чтобы увеличить плотность магнитного потока, достаточно поверх витков намотать еще больше витков и вставить сердечник из специального материала — феррита.
Если в электрических цепях есть такое понятие, как ЭДС — электродвижущая сила, то и в магнитных цепях есть свой аналог — МДС — магнитодвижущая сила. Магнитодвижущая сила выражается в виде тока, протекающего через катушку из N витков и выражается в Амперах-витках.
I — это сила тока в катушке, Амперы
N — количество витков катушки, штуки)
Также советую посмотреть очень простое и интересное видео про магнитное поле.
Похожие статьи по теме «магнитное поле»
Публикация «Конспект занятия „Что такое магнитное поле“» размещена в разделах
- Конспекты занятий. Все конспекты
- Магнит. Изучаем свойства магнита
- Темочки
- Конкурс для воспитателей и педагогов «Лучший конспект занятия (НОД)» декабрь 2020
— Совершенствовать процессы внимания, памяти, мышления, восприятия.
— Расширять словарный запас детей;
— Развивать навыки исследовательской деятельности и познавательной активности.
Воспитательные: Воспитывать бережное отношение к своему здоровью
Ход занятия.
В. — Ребята, я знаю, что вы любите сказки. Я тоже люблю сказки, в них есть волшебство и загадка. Я предлагаю вам поиграть и что-то новое узнать. Согласны? К нам из волшебной страны пришло письмо от Элли и ее друзей. Хотите узнать, что написано в нем? (Да) Тогда нам поможет волшебная палочка. (Воспитатель берет письмо волшебной палочкой с подноса)
В. — Как же это у меня получилось? Вы разгадали волшебство?
В. — Я не буду сразу раскрывать свой секрет, а сначала расскажу вам такую легенду. Присядьте на коврик, чтобы было удобнее слушать.
В старину рассказывали, будто есть на краю света, у самого моря огромная гора. У подножья этой горы давным-давно люди нашли камни, обладающие невиданной силой — притягивать к себе некоторые предметы. Неподалёку от горы был город Магнезия, в котором жил храбрый рыцарь Магнитолик. Как и все рыцари, он носил доспехи, сделанные из железа, и поэтому ничего не боялся, ни стрел вражеских, ни диких зверей. Смело разгуливал Магнитолик, где хотел. Только в одном месте ещё ни разу не был — возле той самой горы. С детства рассказывала ему мама, что ни один рыцарь мимо неё проехать не может. Притягивает гора их к себе и больше уже не отпускает. Но Магнитолик был очень храбрый, да и любопытно ему было, что за колдовство в этом месте скрыто, вот и поспорил он, что мимо горы проедет и живым и невредимым в город вернётся. Но как ни был Магнитолик силён и отважен, гора всё равно притянула его к себе. Магнитолик был не только храбрым, но и умным. Он нашел способ как от неё освободиться и освободил всех рыцарей.
В. — Ребята, вы догадались, как называлась эта гора?
В. — Какой способ нашёл Магнитолик, чтобы освободиться от этой горы (снял доспехи, сделанные из железа).
(Воспитатель показывает магнит)
«Вот перед вами обычный магнит,
Много секретов в себе он хранит».
В. — Если магнит такой сильный и притягивает предметы из железа, то может быть он должен притягивать и другие предметы?
В. — Чтобы проверить это, давайте поэкспериментируем. Предлагаю всем пройти в нашу лабораторию.
Пока вы располагались в нашей лаборатории, я успела узнать из письма Элли, что с Железным Дровосеком случилась беда. После битвы с Летучими обезьянами у него растерялось несколько железных деталей. Как их быстро найти на поле боя? (С помощью магнита)
В. — Давайте проверим, поможет ли нам магнит отыскать детали Дровосека?
В. — У вас на столах, в тарелочках, находятся предметы из разных материалов: железа, дерева, пластмассы, бумаги и стекла. Возьмите магнит и с помощью него разделите ваши предметы на две группы: в первой группе у вас будут предметы, которые притягиваются магнитом, а во второй группе — предметы, которые не притягиваются магнитом.
В. – Из чего сделаны предметы, которые притягиваются магнитом? (Из железа)
В. – Из чего сделаны предметы, которые не притягиваются магнитом? (Из дерева, из пластмассы и т. д.)
Вывод: магнит притягивает железные предметы через воздух. Это свойство называется магнитной силой.
В. — Ребята, неприятности Железного Дровосека на этом не закончились. (Воспитатель зачитывает письмо)
«Дорогие ребята, мне нужна ваша помощь! Злая Бастинда похитила мой железный топор и закинула в глубокий колодец, наполненный водой. Я не знаю, как достать свой топор и прошу вашего совета, помогите!»
В. — Давайте проведем еще один эксперимент и узнаем, действует ли магнитная сила в воде. Перед вами стоят стаканы с водой. Возьмите скрепку и бросьте ее в этот стакан. Теперь вы должны взять магнит и опустить его в воду, поднести к скрепке. Что же мы видим? (Дети высказываются)
Вывод: магнит сохраняет свои свойства в воде.
В. — Вот вам задачка посложнее. Как достать скрепку из стакана с водой, не замочив ни рук, ни магнита. (Ответы детей)
В. — А мы сейчас узнаем, может ли магнит притягивать предметы через преграду. Для этого возьмем магнит, приблизим его к скрепке через стекло и попробуем ее передвинуть к краю стакана.
Вывод: магнит воздействует через стекло.
В. — А сейчас я предлагаю вам игру «Волшебный лабиринт». У вас у всех лежат карточки с разными дорожками. Попробуем по этим дорожкам провести железный предмет (монетку) с помощью магнита через картон. Для этого монетку положите сверху на дорожку, а магнит приложите снизу. Нужно двигать монетку с помощью магнита как можно точнее, не сходить с намеченного пути.
В. — Что происходит с монеткой? (Двигается)
В. — Почему так происходит?
Вывод: магнит оказывает свое волшебное действие через картон.
В. — Сейчас я приглашаю вас поиграть в игру «Притянет – не притянет». Осторожно выходим из лаборатории и встречаемся на ковре.
Игра с мячом «Притянет — не притянет» (мяч — это магнит, дети – предмет, который называет воспитатель. Дети должны определить, притягиваются они магнитом или нет, в соответствии — ловят или не ловят мяч)
В. – Молодцы, хорошо поиграли. А теперь я хотела бы спросить, знаете ли вы, в каких предметах человек использует магнит? Есть ли у вас дома магнит? У нас в группе?
В. — Еще магниты используют в холодильниках, в компасе, даже в сверхскоростных поездах вместо обычных колес и рельс человек придумал использовать магнит. Благодаря своей способности притягивать под водой, магниты используют при строительстве и ремонте подводных сооружений. С их помощью удобно держать инструменты.
В. — Люди делают из природного магнита украшения : серьги, браслеты, бусы. Считают, что он обладает лечебными свойствами, успокаивает и придает силы.
Итог занятия.
В. — С чем мы сегодня познакомились?
В. — Какие свойства магнита вы запомнили? (Он обладает магнитной силой, магнитная сила проходит через воду, воздух, стекло, картон)
В. — Ну и наконец, я хочу спросить, разгадали вы секрет моего волшебства с палочкой? (Палочка магнитная, а в письме железная пластинка)
В. — Молодцы, вы замечательно поработали.
Публикации по теме:
Конспект открытого занятия в подготовительной группе «Что такое дружба?» Фототчет открытого занятия в подготовительной группе на тему «Что такое дружба?».Интеграция образовательных областей: познание, коммуникация,.
Конспект занятия «Что такое логика?» Из опыта работы с детьми «Что такое логика?» План работы воспитателя по самообразованию — это обязательная часть организации деятельности.
Конспект НОД для детей старшей группы «Что такое хорошо, а что такое плохо» (5–6 лет) Цель: 1. Учить детей быть внимательными друг к другу, замечать в себе и друзьях положительные и отрицательные качества характера,.
Конспект занятия по развитию речи в старшей группе «Что такое хорошо, а что такое плохо!» Цель: • систематизировать знания детей о правилах хорошего и вежливого поведения, • дать представление о специфических сторонах общения.
Конспект занятия «Что такое реклама» Рассматривание рекламных газет, их ярких иллюстраций Задачи: • Обучающие: дать представление о рекламе и ее назначении. • Развивающие:.
Конспект занятия «Что такое Родословное дерево» Что такое родовое дерево? Дидактические задачи: 1. Дать детям понятие о родственных связях членов семьи, об их бабушках и дедушках. 2. Вызвать.
Конспект занятия для детей 4 класса «Что такое здоровье» Тема: Знакомство. Что такое здоровье? Цель: Дать детям представление о здоровье. Задачи: Учить заботиться о своём здоровье, воспитывать.
Конспект занятия НОД по математике во второй младшей группе «Стоит в поле теремок» Конспект занятия НОД по математике во второй младшей группе «Стоит в поле теремок». Елена Владимирова. Цель: Закрепление изученного материала.
Конспект занятия по ФЭМП «Поле чудес» в старшей группе Проект непрерывной образовательной деятельности: Основная образовательная программа дошкольного образования: «От рождения до школы» Н. Е.
Конспект занятия по рисованию в подготовительной группе «Поле пшеничное. Колоски золотистые. Хлеб» Интеграция всех образовательных областей. Возраст детей: 5-6 лет. Цель: Закреплять знания о жанре живописи пейзаж. Учить подбирать соответствующую.
- Конспекты занятий. Все конспекты
- Магнит. Изучаем свойства магнита
- Темочки
- Конкурс для воспитателей и педагогов «Лучший конспект занятия (НОД)» декабрь 2020
Магнитное поле
Педагог-психолог, Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение «Центр развития ребёнка – детский сад №17», город Саранск.
Возрастная группа: дети 6-7 лет (подготовительная группа 11)
Образовательные области: Познавательное развитие, физическое развитие, социально-коммуникативное развитие, речевое развитие.
Используемые технологии: игровая, ИКТ, фрукты, ягоды на магнитах.
Цель: формировать представления детей о магнитном поле и магните.
— познакомить детей с понятием «магнит», «магнитное поле», «магнитное поле Земли», «магнитные и немагнитные материалы»;
— формировать умение измерять магнитное поле различных магнитов;
— показать на примере взаимодействие магнитов;
— способствовать развитию интереса детей к исследованиям и экспериментам.
Оборудование: модуль цифровой лаборатории «Наураша в стране Наурандии», «Магнитное поле», компьютер, программное обеспечение.
1 этап. Формирование мотивации
На столе под черной тканью стоят различные магниты (кольцевые, плоские; большие, маленькие). Также приготовлены пластмассовые стаканчики с водой и манкой, в которые помещены скрепки; лист бумаги с бабочкой на магните.
Педагог-психолог: Ребята, посмотрите на стол что вы там видите? (ответы детей).
Педагог-психолог: Хорошо, я хочу посмотреть насколько вы сообразительные и предлагаю вам пройти испытание. Вот стоит контейнер с манкой, нужно достать скрепки не вымазав руки со дня стакана, а ещё есть листы бумаги и бабочка, вам нужно заставить бабочку двигаться.
Педагог-психолог: Я смотрю задание не продвигается, наверно пришло время показать вам, что же находится под черной тканью. Педагог-психолог поднимает черную ткань, а под ней лежат магниты разных размеров и форм.
Ребята, как вы думаете, чем может помочь магнит в выполнении моего задания? (ответы детей)
Магнит притягивается к металлическим предметам. (Если дети не отвечают, подвести их к выводу наводящими вопросами.)
Ребята выполняют задание. (Перед занятием проверить осуществимость задания.)
Педагог-психолог: Хорошо, если вы так считаете, я предлагаю вам проверить свое предположение. (дети достают скрепки с помощью магнитов).
Педагог-психолог: Молодцы! Вы справились!
Педагог-психолог: Предлагаю вам немного отдохнуть, задание –то было не из легких.
Физминутка «Магнетизм»
Педагог-психолог – магнит, называет предмет и протягивает руки детям. Дети берутся за руки педагога-психолога, если предмет притягивается магнитом. Если нет, то прячут руки за спину.
Педагог-психолог: А кто же мне скажет, что такое магнит и магнитное поле?
Ребята слушают высказывания ученного Наураши. (Если дети знают, предложить удостоверится в правильности их знаний с помощью цифровой лаборатории.)
2 этап. Обучающая информация.
Педагог-психолог: Магнитное поле – это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами и магнитами.
Магнит – брусок или кольцо, обычно из металлического сплава, обладающие собственным магнитным полем.
Педагог-психолог: Это энергия и держит дверь с кодовым замком в подъезде дома. На двери находится металлическая пластина, которая притягивается магнитом. Когда вы набираете код или прислоняете ключ, то электричество отлючает ненадолго этот магнит и дверь можно открыть. У магнитов северный полюс обычно обозначают синим цветом, южный – красным.
3 этап. Задания на измерения.
— исследовать кольцевой магнит. (Максимальное значение поля кольцевого магнита – на плоской стороне магнита, по мере удаления от центра магнитное поле ослабевает.)
— исследовать плоский магнит. (Датчик надо подносить к торцу магнита, с любой стороны.)
— поле на разных полюсах магнита. (Результаты измерения поля на разных полюсах должны быть одинаковыми, для этого датчик нужно поднести к каждому полюсу на равное от него расстояние, лучше – вплотную к магниту).
— исследовать немагнитный предмет. (Провести измерения с игрушкой (важно, чтобы в игрушке не было металлических деталей или электронных устройств)).
4 этап. Заключительный.
Педагог-психолог: Итак, ребята сегодня мы с вами познакомились с понятием «Магнитное поле». Давайте подумаем и сделаем вывод, где же мы сталкиваемся с магнитами ежедневно? (ответы детей).
Педагог-психолог: Сегодня мы узнали много интересного, до новых встреч с цифровой лабораторией Наураша!
Используемая литература:
Методическое руководство к программе «Наураша в стране Наурандии». Цифровая лаборатория для дошкольников и младших школьников. О. Поваляев — ООО «МАКССПЕЙС»- М., 2014.-72с.
Магнитное поле
Люди только и делают, что говорят про какие-то магнитные бури, привозят магнитики на холодильник, ходят в походы с компасом, который показывает, где север, а где юг. В основе всего этого лежит магнитное поле.
Магнитное поле — это особый вид материи, который существует вокруг магнитов или движущихся зарядов.
У нее есть несколько условий для существования:
- магнитное поле существует независимо от наших знаний о нем;
- порождается только движущимся электрическим зарядом;
- обнаружить магнитное поле можно по действию на движущийся электрический заряд (или проводник с током) с некоторой силой;
- магнитное поле распространяется в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.
Магнитное поле создается только движущимся электрическим зарядом? А как же магниты?
Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Электроны могут вращаться по разным орбитам. На каждой орбите может находиться по два электрона, которые вращаются в разных направлениях.
Но у некоторых веществ не все электроны парные, и несколько электронов крутятся в одном и том же направлении, такие вещества называются ферромагнетиками. А поскольку электрон — заряженная частица, вращающиеся вокруг атома в одну и ту же сторону электроны создают магнитное поле. Получается миниатюрный электромагнит.
Если атомы вещества расположены в произвольном порядке, поля этих крошечных магнитиков компенсируют друг друга. Но если эти магнитные поля направить в одну и ту же сторону, то они сложатся — и получится магнит.
У любого магнита есть два полюса — северный и южный.
Любое магнитное поле описывается магнитными линиями, которые выходят из северного поля и приходят в южный. Эти линии всегда замкнуты, даже если у них бесконечная длина. Вот так это выглядит:
Как запомнить, что выходят магнитные линии из северного полюса, а приходят в южный?
Все просто — на севере жить никто не хочет. Многие люди переезжают туда, где теплее, зимуют в теплых краях, в общем — стремятся на юг. Магнитные линии тоже.
Северный полюс обозначается латинской буквой N (от английского слова North). А южный — буквой S (от английского слова South).
Важный нюанс
Мы привыкли к тому, что на географическом севере находится северный магнитный полюс и на него указывает синяя стрелка компаса. Однако это не совсем так.
Из физики магнетизма нам известно, что силовые линии магнитного поля входят в южный полюс магнита, а выходят из северного. Если вы посмотрите на картину силовых линий магнитного поля Земли, то увидите, что они входят в Землю в районе северного географического полюса у канадских берегов Северного Ледовитого океана, а выходят в районе южного географического полюса в Антарктиде. Значит, с точки зрения физики у Земли на севере расположен южный магнитный полюс, а на юге — северный. Такие полюсы называются «истинными».
Однако, вопреки законам физики, люди договорились, что для простоты будут называть тот магнитный полюс, который находится на севере, северным, а тот магнитный полюс, что на юге, — южным. Такие магнитные полюсы Земли называются «мнимыми».
Опыт Эрстеда
Самое главное экспериментальное доказательство того, что магнитное поле возникает из-за движения зарядов — это опыт Эрстеда. В1820 году Эрстед опытным путём связал электричество и магнетизм с помощью эксперимента с отклонением стрелки компаса.
Это явление использовали, когда создавали первые амперметры, так как отклонение стрелки пропорционально величине тока. Оно лежит в основе любого электромагнита.
Курсы подготовки к ОГЭ по физике помогут снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.
Магнитное поле
Одним из свойств электрического тока является магнитное поле, оно возникает при протекании тока по проводнику.
Рис. (1). Магнитное поле проводника
при прохождении тока по двум параллельно расположенным проводникам между проводниками возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами. Действие этих сил может привести к деформации проводников (см. рисунок).
Рис. (2). Магнитные силы
Для изучения магнитного действия тока используют магнитную стрелку.
Рис. (3). Магнитная стрелка
Обрати внимание!
У магнитной стрелки есть два полюса — северный (обозначается буквой (N), окрашен в синий цвет) и южный (обозначается буквой (S), окрашен в красный цвет).
Линию, соединяющую полюсы магнитной стрелки, называют её осью.
Магнитную стрелку ставят на заострённый конец иглы или булавки, чтобы она могла свободно поворачиваться вокруг своей оси (в горизонтальной плоскости).
Рис. (4). Устройство для демонстрации
Проведём опыт, который первым реализовал Эрстед в (1820) году.
Для опыта понадобятся источник тока, реостат, ключ, провода и магнитная стрелка на подставке. В начальный момент магнитная стрелка располагается под проводом параллельно ему. На рисунке видно изменение положения магнитной стрелки в разомкнутом и замкнутом контурах.
Рис. (5). Опыт Эрстеда
Данный опыт демонстрирует факт наличия магнитного поля в пространстве направленного движения электрических зарядов.
Опыт Эрстеда устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями. О существовании такой связи догадывались ещё первые исследователи, которых поражала аналогия электрических и магнитных явлений, например притягивание и отталкивание: в электричестве — разноимённых и одноимённых зарядов, а в магнетизме — разноимённых и одноимённых полюсов.