9 класс Урок №44

Слайд№2.

Цели урока: Образовательные:

изучить способы усиления и ослабления магнитного поля катушки с током; научить определять магнитные полюса катушки с током; рассмотреть принцип действия электромагнита и области его применения; научить собирать электромагнит из готовых деталей и опытным путём

проверять, от чего зависит его магнитное действие; продолжить формирование умений наблюдать и объяснять физические

явления, обобщать и сравнивать результаты эксперимента; формировать умение обосновывать свои выводы.

Развивающие: развивать умение обобщать знания, применять знания в конкретных

ситуациях; развивать навыки работы с приборами; развивать познавательный интерес к учебному предмету; сформировать элементы творческого поиска на основе приёма обобщения,

продолжить работу по формированию умений составлять, анализировать, делать выводы;

развивать умение анализировать учебный материал. Воспитательные:

воспитание усидчивости, трудолюбия, аккуратности при выполнении практической работы;

продолжить формирование коммуникативного общения; воспитать умения и навыки коллективной работы; содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости

явлений и свойств окружающего мира. Оборудование: компьютер, проектор, экран, авторская презентация «Магнитное поле катушки с током. Электромагниты.», электромагнит разборный с деталями, источник тока, реостат, ключ, соединительные провода, динамометр.

Слайд№3-8

Тестовая работа N 13. 9 кл.Постоянные магниты. Магнитное поле Земли.

Взаимодействие магнитов.Вариант №1

Задание 1. Постоянным магнитом или просто магнитом называется …1. катушка, по которой протекает постоянный ток.2. прямой проводник с постоянным током.3. медный брусок, нагретый до 40 градусов.4. кусок алюминия, разделённый на две части.5. тело, длительное время сохраняющее намагниченность.

Задание 2. С помощью резинового шнура отрывается стальной шарик. В каком положении натяжение шнура в момент отрыва шарика наименьше?

1. В положении А.2. В положении Б).3. В положении С).4. В положении А) и С).5. Среди ответов нет верного.

Задание 3. Изменение магнитного поля Земли магнитным полем, образуемым движущимися от Солнца частицами, называется …

1. магнитным полюсом. 2. магнитной аномалией.3. магнитной бурей.4. магнитными линиями магнитного поля.5. Среди ответов нет верного.

Задание 4. Имеется два магнита. Магнит А с известными полюсами, магнит В с неизвестными полюсами. На каком рисунке 1 – 3 верно определены полюса магнита В, если при проведении опыта магниты притянулись?

1. Во втором и третьем случае.2. В первом случае.3. В первом и втором случае.4. Во втором случае.5. В первом и третьем случае.

Задание 5. Где находится северный магнитный полюс Земли?1. На северном географическом полюсе.2. В близи северного географического полюса.3. На южном географическом полюсе.4. В близи южного географического полюса.5. Среди ответов нет верного.

Задание 6. На рисунке показаны полюса магнитов, а также направление силовых линий магнитного поля. Определите где какой полюс.

1. А – северный полюс, В – южный полюс.2. А – южный полюс, В – северный полюс.3. Оба полюса южные.4. Оба полюса северные.5. Среди ответов нет верного.

Задание 7. На рисунке показаны два магнита (один из них подвешен на нити), а также силовые линии магнитных полей. Какой из рисунков соответствует ситуации, при которой подвешенный магнит будет отклоняться вправо?

1 2 3 4 5

Задание 8. К чему приведёт постукивание по намагниченному гвоздю или его встряхивание, если внешнее магнитное поле отсутствует?

1. Гвоздь согнётся.2. Магнитное поле гвоздя станет сильнее.3. Гвоздь разделится на два магнита.4. Магнитное поле станет слабее.5. Среди ответов нет верного.

Задание 9. Постоянный магнит разрезали по линии раздела и взяли только левую часть. Будет ли она магнитом? Какого полюса?

1. Нет. Магнитом не будет.2. Да. Южного полюса.3. Да. Северного полюса.4. Да, эта часть разделится на южный и северный полюс.5. Среди ответов нет верного.

Задание 10. Южный полюс магнита подносят к незаряженному графитовому шарику на нити. Что будет наблюдаться? 1. Шарик притянется к магниту.

2. Шарик оттолкнётся от магнита.3. Взаимодействия не будет.4. Шарик получит заряд и сначала оттолкнётся, а потом притянется.5. Среди ответов нет верного.

Задание 11. Можно ли корпус компаса изготовить из меди, железа, пластмассы? Почему?1. Из меди и железа нет. Это металлы. Поэтому компас работать не будет.2. Из этих веществ нельзя. Компас работать не будет.3. Из меди нельзя. Она не обладает магнитными свойствами.4. Из железа нельзя. Оно повлияет на работу компаса.5. Нельзя из пластмассы. Такой компас работать не будет.

Задание 12. Какой буквой, и каким цветом обозначается южный полюс магнита?

1. Красным цветом. Буква N. 2. Синим цветом. Буква S.3. Красным цветом. Буква S. 4. Синим цветом. Буква N. 5. Среди ответов нет верного.

Вариант №2Задание 1. Места магнита с самым сильным магнитным действием, называются…

1. магнитной аномалией.2. полюсами магнита.3. центром магнита.4. силовыми линиями магнитного поля.5. Среди ответов нет верного.

Задание 2. С помощью резинового шнура отрывается стальной шарик. В каком положении натяжение шнура в момент отрыва шарика наибольше?

1. В положении А.2. В положении Б).3. В положении С).4. В положении А) и С).5. Среди ответов нет верного.

Задание 3. Постоянное отклонение магнитной стрелки от направления магнитных линий Земли называется …1. магнитным полюсом.2. магнитной аномалией.3. магнитной бурей.4. магнитными линиями магнитного поля.5. Среди ответов нет верного.

Задание 4. Имеется два магнита. Магнит А с известными полюсами, магнит В с неизвестными полюсами. На каком рисунке 1 – 3 верно определены полюса магнита В, если при проведении опыта магниты оттолкнулись?

1. Во втором и третьем случае.2. В первом случае.3. В первом и втором случае.4. Во втором случае.5. В первом и третьем случае.

Задание 5. Где находится южный магнитный полюс Земли?1. На северном географическом полюсе.2. В близи северного географического полюса.3. На южном географическом полюсе.4. В близи южного географического полюса.5. Среди ответов нет верного.

Задание 6. На рисунке показаны полюса магнитов, а также направление силовых линий магнитного поля. Определите где какой полюс.

1. А – северный полюс, В – южный полюс.2. А – южный полюс, В – северный полюс.3. Оба полюса южные.4. Оба полюса северные.5. Среди ответов нет верного.

Задание 7. На рисунке показаны два магнита (один из них подвешен на нити), а также силовые линии магнитных полей. Какой из рисунков соответствует ситуации, при которой подвешенный магнит будет отклоняться влево?

1 2 3 4 5Задание 8. Намагниченное шило внесли в пламя свечи и нагрели. Что в результате этого произойдёт?

1. Шило расплавится.2. Магнитное поле шила станет сильнее.3. Магнитное поле станет слабее.4. При нагревании шило разделиться на две части с южным и северным полюсом.5. Среди ответов нет верного.

Задание 9. Между полюсами сильного магнита расположили стальной шар. Будет ли шар магнитом, после того как убрать магниты? Какой магнитный полюс он будет иметь?

1. Нет. Магнитом не будет.2. Да. Южный полюс.3. Да. Северный полюс.4. Да, он разделится на южный и северный полюс.5. Среди ответов нет верного.

Задание 10. Северный полюс магнита подносят к незаряженному стальному шарику на нити. Что будет наблюдаться? 1. Шарик притянется к магниту. 2. Шарик оттолкнётся от магнита.3. Взаимодействия не будет.4. Шарик сначала оттолкнётся, а потом притянется.5. Среди ответов нет верного.

Задание 11. Имеется намагниченная иголка с ниткой. Можно ли с её помощью определить направление с севера на юг?1. Да. Воткните иголку в дерево. Свободно висящая нитка укажет это направление. 2. Да. Бросьте иголку. Она упадёт так, что иголка укажет на север, а нитка на юг. 3. Можно. Подвесьте иголку на нитке. Она сориентируется вдоль этой линии.4. Нет. Для этого нужен компас.5. Среди ответов нет верного.

Задание 12. Имеется два одинаковых по виду стальных стержня, один из которых намагничен. Как узнать, какой именно стержень намагничен, не используя других предметов?1. Коснитесь концом одного из них к концу другого. Если притянет, то в руках магнит.2. Коснитесь концом одного из них к концу другого. Если притянет, то лежавший - магнит.3. Коснитесь концом одного из них середины другого. Если притянет, то в руках магнит.4. Коснитесь концом одного из них середины другого. Если притянет, то лежавший - магнит.5. Среди ответов нет верного.

Слайд№9 . Проверь себяВариант №1

Вариант №2

Слайд№10. Давай вспомним. • 1. Между проводниками с током возникают силы взаимодействия, которые

называются ... (магнитными).

• 2. Вокруг проводника с электрическим током существует ... (магнитное поле).

• 3. Источником магнитного поля служит ... (движущийся заряд).

• 4. Магнитное поле вокруг проводника с током можно обнаружить, например, ...

№ вопроса

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

№ ответа

5 2 3 2 4 1 1 4 4 3 4 3

№ вопроса

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

№ ответа

2 4 2 1 2 4 3 3 4 1 3 3

(с помощью магнитной стрелки или с помощью железных опилок).

Слайд№11. Опыт Эрстеда

• 5. В чем суть опыта Эрстеда?

При замыкании цепи магнитная стрелка, размещенная под проводником, поворачивается и размещается почти перпендикулярно проводнику

При размыкании цепи – стрелка возвращается в начальное положение

Слайд№12. Направление магнитного поляНаправление магнитного поля

• 6. Что принято за направление магнитного поля?

За направление магнитного поля принято направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки помещенной в это поле.

Слайд№13. Магнитное поле прямого проводника

• 7. Что называется магнитными линиями поля?Воображаемые линии, вдоль которых в магнитном поле размещаются продольные оси маленьких магнитных

стрелок, называют линиями магнитного поля. Линии магнитного поля тока – это замкнутые линии, окружающие проводник с током .

• 8. Определите направление магнитного поля.По правилу левого винта(что бы он двигался вниз) вращаем рукоятку по часовой стрелке. Магнитное поле направлено по часовой стрелке.

Слайд№14. Магнитное поле витка с током

• 9. Определите направление магнитного поля.

По правилу левого винта (вращаем рукоятку против часовой стрелки) магнитное поле направлено вниз.

Слайд№15.

Открытие Г.К.Эрстеда ознаменовало собой начало ряда исследований по электромагнетизму.

В 1820 году А.Ампер и Д.Араго исследовали магнитное поле катушки.

14.8.1777 — 9.3.1851

Вот описание сделанных им опытов: 

«После нескольких минут пребывания  внутри винта стальная стрелка получила достаточно сильную дозу магнетизма. Положение магнитных

полюсов вполне соответствовало результату, который заранее был выведен.» Так была создана первая электромагнитная катушка, впоследствии названная Ампером СОЛЕНОИДОМ.

Слайд№16 Вот описание сделанных им опытов: 

 

«Приделав тонкую медную проволоку к одному из концов вольтанической батареи, я заметил, что в то мгновенье она притягивала опилки мягкого железа, как это сделал бы

настоящий магнит. Как только связь соединительной проволоки с обоими полюсами батареи прекращалась, опилки отделялись и падали».

То есть отпадание происходило при прекращении электрического тока. Отсюда можно было сделать удивительный вывод, что МАГНИТНОЕ ПОЛЕ – ЭТО ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ СПУТНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА. Чтобы подтвердить это, исследователь пользуется проволокой из различных материалов: латуни, серебра, платины и т. д. Результат неизменный.

Араго начинает проверку действия соленоидов одинаковых размеров и форм, но с различным направлением навивки провода (как правая и левая резьба на болтах). Результат не меняется. Отсюда делается важнейший вывод: «Если гальванический ток циркулирует вдоль витков винта, то всегда можно заранее предвидеть, где будут находиться северный и южный полюсы». 

Слайд№17. В 1825 г. английский инженер-электрик У. Стерджен заметил, что магнитное поле катушки значительно усиливается, если в середину ее вставить стальной сердечник. Так он получил простейший электромагнит.

Вильям Стержен - создал первый подковообразный электромагнит,Вильям Стержен - создал первый подковообразный электромагнит, способный удерживать груз больше собственного веса (200-граммовыйспособный удерживать груз больше собственного веса (200-граммовый

электромагнит был способен удерживать 4 кг железа). электромагнит был способен удерживать 4 кг железа). Электромагнит, продемонстрированный Стерженом 23 мая 1825 г., выглядел как согнутыйЭлектромагнит, продемонстрированный Стерженом 23 мая 1825 г., выглядел как согнутый в подкову, лакированный, железный стержень длиной 30 и диаметром 1,3 см, покрытыйв подкову, лакированный, железный стержень длиной 30 и диаметром 1,3 см, покрытый сверху одним слоем изолированной медной проволоки. Электромагнит удерживал на весусверху одним слоем изолированной медной проволоки. Электромагнит удерживал на весу 3600 г и значительно превосходил по силе природные магниты такой же массы. 3600 г и значительно превосходил по силе природные магниты такой же массы.

Слайд№18.

В 1828 г. американский физик, Джозеф Генри использовал многослойную обмотку из изолированного провода и получил более мощный электромагнит. В 1827 г. Дж. Генри стал изолировать уже не сердечник, а саму проволоку. Только тогда появилась возможность наматывать витки в несколько слоев. Дж. Генри исследовал различные методы намотки провода для получения электромагнита. Создал магнит в 29 кг, удерживающий гигантский по тем временам вес - 936 кг.

Электромагнит – это коллективное изобретение, прошедшее ряд этапов, где каждый был невозможен без предыдущего.

Слайд№19 . Что же такое электромагнит?

Соленоид с сердечником во внутренней полости представляет собой электромагнит.

Электромагнит – это устройство, состоящее из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается при прохождении по обмотке электрического тока и притягивающегося якоря.

Слайд№20. От чего зависит сила электромагнита?

Исследование зависимости магнитного поля катушки

1. От количества витков.2. От силы тока.3. От наличия сердечника.

Слайд№21. 1. От количества витков.

1)Запишите показания динамометра2)Замкните цепь и снова запишите показания динамометра3)Разомкните цепь и провод с зажима 3 переместите на зажим 44)Замкните цепь и снова запишите показания динамометра5)Разомкните цепь

Во втором опыте количество витков стало больше.

Как изменилась сила электромагнитамагнита?

Слайд№22. 2. От силы тока в цепи 1)Замкните цепь и отметьте показания динамометра 2)Плавно уменьшаем сопротивление реостата. Сила тока растет. При

этом следим за показаниями динамометра 3)Разомкните цепь

Как изменилась сила электромагнитамагнита?

Слайд№23. 3. От наличия сердечника

1) Замкните цепь, сопротивление реостата уменьшите до нуля и отметьте показания динамометра 2) Плавно вынимаем сердечник из катушки. При этом следим за показаниями динамометра 3) Разомкните цепьКак изменялась сила электромагнитамагнита? Слайд№24. Выводы:

1.Чем больше число витков в катушке, тем сильнее ее магнитное поле.2. Чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле.3.Наличие сердечника усиливает магнитное поле.

Слайд№25. Полезные свойства электромагнитов:

быстро размагничиваются при выключении тока, можно изготовить любых размеров, при работе можно регулировать магнитное действие, меняя силу тока в цепи.Область применения электромагнитов. Электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру защиты электротехнических установок. Электромагниты используют в подъемных устройствах, для очищения угля от металла, для сортировки разных сортов семян, для формовки железных деталей , в магнитофонах. Электромагниты применяются и в электроизмерительных приборах. Развивающейся областью применения электромагни-тов является медицинская аппаратура.

Слайд№26. Применение электромагнитов

Электромагниты, обладающие большой подъемной силой, используют на заводах для переноски изделий из стали или чугуна, а также стальных и чугунных стружек, слитков.

Слайд№2 7 . Применение электромагнитов

Электромагнитные траверсы.Их используются для перемещения длинномерных грузов.

Слайд№2 8 . Применение электромагнитов

Телефон Телеграф Реле

Слайд№2 9 . Рассмотрим одно из таких применений – электромагнитное реле. Оно предназначено для управления током большой мощности, используя ток малой мощности.

Взгляните на рисунок бассейна. Рассмотрим, как электромагнитное реле помогает решить эту проблему.Выключатель, которым управляется насос, расположен рядом с бассейном. А сам насос и электродвигатель находятся за стеной в отдельной комнате. Реле 6 расположено над электродвигателем. Выключатель подает на обмотку реле напряжение 36 В. При замыкании этой цепи электромагнит притягивает стальную пластину . Замыкая контакты, реле включает электродвигатель. Если же выключатель разомкнуть, то сердечник электромагнита размагнитится, и пружина оттянет стальную пластину от контактов. Цепь разомкнется, и двигатель насоса выключится.

Слайд№ 30 . Применение электромагнитов

Магнитный сепаратор

Слайд№ 31 . Магнитный сепаратор для очистки зерна от семян сорняков

бункер для смеси зерен - зерно - семена сорняков - металлические опилки В зерно подмешивают сильно измельченные железные опилки, которые не прилипают к зерну, а только к семенам сорняков.

барабан с электромагнитом внутри

контейнер для зерна контейнер для сорняков

Слайд№ 32 . Очистка крови

Перед началом его работы кровь смешали с армией микроскопических бусинок из оксида железа, каждая – в сто раз меньше диаметра человеческого волоса. Причём все бусинки были покрыты защитным пластиковым слоем и антителами, притягивающими и связывающимися с патогенными микроорганизмами.Далее поток крови направлялся в фильтр, в котором мощный электромагнит выхватывал из течения железные частицы, налипшие на бактерии, и перебрасывал в отдельный «отводной» поток физраствора. Клетки крови при этом оставались в основном потоке.Всего через пару часов работы, как показал опыт, этот прибор удалял из крови 80% патогенных микроорганизмов.

Слайд№ 33 . Электромагнитный скоростной транспорт

Перспективно использование электромагнитов на скоростных транспортных средствах для создания " магнитной подушки".

Слайд№ 34 . Это интересно…

Генеральный директор компании Walker Magnetics, Брайан Твейтс представляет самый большой в мире подвесной электромагнит. Его вес (88 т) примерно на 22 т превышает вес действующего победителя Книги рекордов Гиннеса из США. Его грузоподъемность составляет приблизительно 270 тонн.

Слайд№ 35 . Подумай и ответь:

1. Можно ли намотанную на гвоздь проволоку назвать электромагнитом? Да2. От чего зависят магнитные свойства электромагнита?От силы тока, от количества витков, от наличия сердечника. 3. По электромагниту пустили ток, а затем уменьшили его в два раза. Как изменились магнитные свойства электромагнита? Уменьшились в два раза

Слайд№ 36 .