Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 53.28 Kb.
|
| Конкурс проектных и исследовательских работ физике, образовательных учреждений Краснояружского района Исследовательский проект «Загадки магнитного поля» 10 класс Автор: Костромитинов Максим Руководитель работы: Дядиченко М. А. учитель физики Краснояружская средняя общеобразовательная школа №2 Загадки магнитного поля. 1. Введение. Магнитное поле – особый вид материи, который существует реально независимо от нас, от наших знаний о нем и это создает трудности в изучении его свойств. У постоянного магнита есть магнитные полюса, которые стали называть северным и южным, а сами магниты и магнитные стрелки компаса стали окрашивать в различные цвета, чтобы удобнее было их различать. Чаще всего красным цветом окрашен южный магнитный полюс (теплый цвет), а синим - северный (холодный цвет). Слайд 1. М  агнитное поле невозможно увидеть глазами, но его можно «проявить» с помощью мелких металлических опилок, которые располагаются вдоль некоторых линий, эти линии называются магнитными линиями. Выяснилось, что линии магнитного поля всегда замкнуты, а магнитное поле имеет определенное направление. Это направление, например, можно определить по расположению магнитной стрелки компаса.Слайд 2. У  словно за направление магнитной линии в точке принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки. Поэтому можно считать, что магнитные линии выходят из северного магнитного поля.Слайд 3. О  казалось, что расположение магнитных линий у полосового магнита и у катушки с током совершенно одинаково. Такую катушку называют соленоидом. Магнитные линии действительно замкнуты и направлены все время либо по часовой стрелке, либо - против.Слайд 4. Из опытов мы знаем, что одноименные магнитные полюса отталкиваются, а разноименные - притягиваются. Слайд 5. М  еня заинтересовал вопрос: как поведет себя магнитная стрелка, если ее постепенно приближать к катушке с током, а затем продвигать внутри катушки? Ведь когда стрелка будет внутри катушки, рядом окажутся одноименные магнитные полюса, они должны оттолкнуться и стрелка должна развернуться на  . А это должно означать, что магнитные линии внутри катушки имеют направление противоположное тому, которое они имели вне катушки. Нас учат, что такого не должно быть. Так ли это? А если это так как учат, то почему магнитная стрелка не разворачивается на ? Это и является целью моей исследовательской работы. Я хотел экспериментально убедиться, что же происходит на самом деле? Работа важна в познавательном плане.Слайд 6. 2. Выполнение работы. Оборудование: источник постоянного тока, катушка большого диаметра из набора для трансформатора, ключ, соединительные провода, компас. 1. Вначале надо было точно выяснить, каким цветом окрашен северный магнитный полюс магнитной стрелки, ведь красят полюса, не придерживаясь правил, иногда оказывалось, что северный полюс окрашен даже красным цветом, хотя его используют для южного. Слайд 7. З  емля имеет свое магнитное поле, а, значит, является гигантским магнитом. Ученые установили, что вблизи северного географического полюса Земли находится южный магнитный полюс. Это используется для ориентации с помощью компаса: северный магнитный полюс магнитной стрелки, притягиваясь к южному магнитному полюсу Земли, показывает северный географический полюс.Так я точно узнал, какого цвета конец стрелки компаса будет северным магнитным полюсом. 2. Подключил соленоид к источнику постоянного тока и по электрическим полюсам источника определил направление тока через катушку. Слайд 8. Внутри соленоида магнитное поле можно считать однородным, так как там магнитные линии расположены параллельно и на равном расстоянии друг от друга. 3. Пользуясь правилом правой руки,  зная направление тока, я нашел направление магнитных линий, а затем положение образовавшихся магнитных полюсов.Слайд 9. 4  . Для дополнительной проверки, приближая магнитную стрелку к соленоиду по его оси, я убедился, что магнитные полюса определены верно, так как стрелка компаса показала то же самое направление магнитных линий.5. Чтобы магнитное поле Земли не повлияло на поведение магнитной стрелки, я поместил ее внутрь соленоида так, чтобы при отсутствии тока ось стрелки была перпендикулярна оси катушки и была направлена на северный географический полюс Земли. Затем включил ток и посмотрел за поведением стрелки. Оказалось, что стрелка повернулась на 90 градусов, расположилась по оси катушки и показала прежнее направление магнитных линий, чего я в тайне не ожидал. Таким образом, так уж получилось, что я только подтвердил материал, который я изучал на уроке. Но как же объяснить этот факт? 3. Объяснение полученного результата. С  лайд 10.Воспользуемся гипотезой Ампера, согласно которой в атомах и молекулах вещества в результате движения электронов возникают кольцевые токи, которые и создают магнитное поле в постоянных магнитах, так как вращение электронов происходит в одну сторону и в одной плоскости. Правилом буравчика, можно найти направление магнитных линий и полюса магнита. Слайд 11. Г   ипотеза Ампера легко объясняет, почему нельзя отделить северный магнитный полюс от южного. Если разрезать полосовой магнит точно посередине, то есть отделить полюса друг от друга, то мы получим два магнита меньших размеров, так как кольцевые токи останутся в обеих частях. Я подумал, почему бы не применить эти идеи для объяснения поведения стрелки внутри катушка с током.Слайд 12. Р азделим катушку на три части, где магнитная стрелка расположена во второй части, а размер второй части равен длине магнитной стрелки, таким образом, мы получили три магнита. Воздействие магнитного поля второй части на стрелку таково, что оно осуществляется со всех сторон (она внутри на оси катушки) и практически нулевое. Мы видим, что магнитное действие левой и правой части катушки не приводит к повороту стрелки, то есть направление магнитных линий сохраняется и внутри соленоида.Слайд 13. 4. Вывод: Направление магнитных линий действительно сохраняется и внутри соленоида. Слайд 14. 5. Заключение. Результаты работы. 1. Установил простое правило уточнения магнитных полюсов магнитной стрелки компаса, независимо от окраски. 2. Убедился, что магнитные линии замкнуты и не меняют своего направления даже внутри катушки. 3. Убедился в справедливости правила правой руки. 4. Глубже понял идеи, заложенные в гипотезе Ампера. 5. В процессе работы возник вопрос: как производят намотку провода на каркас? При обычной намотке слева направо, а затем справа налево и так далее ток идет то в одну сторону, то в противоположную. В результате катушка не должна создавать магнитное поле, а она создает. Если намотку производить слева направо и снова слева направо, то можно получить более сильное поле, чем при вышеизложенной намотке, о чем говорит правило правой руки. Нельзя ли получить катушку с более сильным магнитным полем только за счет правильной намотки при прочих равных условиях, что имело бы большой экономический эффект? Хотелось бы проверить и это. Список литературы. Перышкин А. Е. «Физика» 8 класс издательство «Дрофа» Москва 2004 г Перышкин А. Е, Е. М. Гутник Е. М. «Физика» 9 класс издательство «Дрофа» Москва 2004 г Мякишев Г. Я, Буховцев Б.Б. «Физика» 11 класс издательство «Просвещение» 2005 г |
Добавить документ в свой блог или на сайт
