В вашем браузере отключен JavaScript. Из-за этого многие элементы сайта не будут работать. Как включить JavaScript?

8-800-1000-299

Применение электромагнитов

Нина Бойко Нина Бойко
Тип материала: Урок
Рейтинг: 12  голосов:3    просмотров: 32719    комментариев: 3
Краткое описание
Это урок в 8 классе. К сожалению, материала в параграфе не так много как хотелось, поэтому и появилась эта презентация. В презентацию вставлены два видеоролика: использование электромагнита на металлобазе и устройство электрического звонка. Ссылка на них есть в ресурсах, но к сожалению возникли проблемы с загрузкой. При желании вы можете дополнить презентацию сами.

Описание
Бойко Нина Васильевна
учитель физики МОУ «Колываская СОШ»
Павловский район  Алтайский край.
Урок 55/3
 
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ
 
Цели урока:  — актуализировать знания  об устройстве и принципе действия электромагнитов,  познакомить со способами управления магнитным полем электромагнитов;
— закрепить  знания о магнитном поле электромагнитов на уровне применения в конкретной и нестандартной ситуациях;
-познакомить учащихся со сферами применения изучаемых устройств на производстве, в системах связи и автоматики;
-воспитать внимание и дисциплину на уроке.
 
 
Оборудование:  Слайдпрезентация  «Применение электромагнитов»
 
Ход урока
 
I.      Оргмомент   
— Приветствие.  Знакомство учащихся  с темой урока. Слайд № 1   
Постановка учащимися целей и задач на урок.
(Выяснить: «Где применяются электромагниты? Какое значение в жизни человека имеют электромагниты?». Зная принцип действия электромагнита, научиться объяснять устройство и работу приборов в состав которых входит электромагнит.)
   
II.  Проверка усвоения изученного материала 
1)   фронталь­ный опрос:
Слайд № 2
1.    Что называют электромагнитом?
(Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом)
2.    Какими способами можно усилить магнитное действие катушки с током?
(Магнитное действие катушки с током тем сильнее, чем больше число витков в ней; при увеличении силы тока действие магнитного поля катушки с током усиливается; железо, введенное внутрь катушки, усиливает магнитное действие катушки)
3.    Нужно построить электромагнит, подъемную силу которого можно регулировать, не изменяя конструкции. Как это сделать? 
(Применить реостат, с помощью которого можно изменять силу тока в цепи электромагнита)
4.    Как построить сильный электромагнит, если конструктору дано   
условие, чтобы ток в электромагните был сравнительно малым?
(Увеличить число витков в электромагните)
 
Слайд № 3
5.    Можно ли намотанную на гвоздь проволоку считать электромагнитом?
(Да)
6.    По электромагниту пустили ток, а затем уменьшили его в два раза.  
Как изменились магнитные свойства электромагнита?
(Уменьшились в два раза)
 
 2) Решение качественных задач
Слайд № 4
     При переносе груза электромагнитным краном бывает так, что груз не отрывается от сердечника при выключении тока. Крановщик в таком случае пускает по обмотке электромагнита ток обратного направления и груз сразу падает. Объясните явление.
(Если изменить  направление электрического тока,   направление магнитных линий изменится  на противоположное, полюса катушки поменяются и магнит оттолкнет груз)
 
Слайд № 5
   Устройство, схема которого приведена на рисунке, подает сигнал, когда температура достигает предельного  значения. Оно имеет ртутный термометр  Т,  называемый контактным. В верхней части канала термометра имеется проводник, являющийся частью цепи.
 Изучите схему и объясните принцип действия устройства.
(При увеличении температуры уровень ртути поднимется, цепь замкнется, через катушку пойдет ток. Электромагнит притянет якорь, замкнет контакт – звонок зазвенит.)
 
Слайд № 6
В 1856г. на гастроли в Алжир приехал французский фокусник Роберт Уден. Он выполнял тайное задание своего правительства: поразить воображение алжирцев, убедить их в могуществе европейцев и тем самым помочь в колонизации страны французами. Вот Уден, небрежно поймав брошенный из-за кулис пустой сундучок, устанавливает его на возвышение. Кто поднимет? Богатырь-алжирец, подбадриваемый криками зрителей, рванул вверх так, что хрустнули доски сцены. Но сундучок даже не сдвинулся с места. Сам же Р. Уден после "волшебных заклинаний" поднял его двумя пальцами. 
Выясните, в чём секрет фокуса.
(Возвышение, на которое поставили сундучок – электромагнит. Причем достаточно мощный, поэтому оторвать сундучок от электромагнита оказалось трудно. После отключения тока действие магнитного поля прекратилось, фокусник легко поднял сундучок.)
 
 
III.     Изучение нового теоретического материала.
 
Слайд № 7 
— В 1820 г. Датский физик Эрстед (1777-1851) нашел действие электрического тока на магнитную стрелку. Но магнитное поле отдельного проводника совсем слабое. Более мощным магнитным действием владеет проводник с током, свернутым в виде спирали, если в нее вставлен металлической сердечник. Катушка со стальным сердечником получила название электромагнита.
  — Электромагниты создают сильнейшие магнитные поля. Первый электромагнит был изготовлен в 1825 г. Английским изобретателем Ульямом Стердженом (1783-1850). Он имел вид подковы из мягкого железа, на который был намотан изолированный медный провод. С помощью этого электромагнита, подключавшегося к химическому источнику тока, поднимали до трех килограмм железа.
— Более массивные подковообразные электромагниты сконструировал американский физик Джозеф Генри (1797-1878) в  1828 г., Применив многослойную обмотку из изолированной проволоки, обеспечивая грузоподъемность до одной тонны. В настоящее время электромагниты могут поднимать груз от долей грамма до сотен тонн, потребляя электрическую мощность от долей ватт до десятков мегаватт.
 
Слайд № 8
Электромагниты широко применяют в технике благодаря их замечательным свойствам. Они быстро размагничиваются при выключении тока, их можно изготавливать (в зависимости от назначения) самых различных размеров, во время работы электромагнита можно регулировать его магнитное действие, меняя силу тока в катушке.
 
Слайд № 9
Вообще, электромагниты занимают в нашей жизни гораздо больше места, чем мы думаем. Ими снабжены многие привычные нам бытовые и общественные приборы – телеграф, телефон, электромеханический дверной замок, электрический звонок и т.д. Электромагнит – одна из основных деталей многих технических приборов.
 
Слайд № 10
Электромагнитный подъёмный кран переносит железный груз или груз, состоящий из веществ, подобных железу по магнитным свойствам. Этот кран поднимает железные предметы и тогда, когда они находятся в деревянных ящиках, т.к. магнитные силы действуют через различные немагнитные материалы. Однако прослойки из таких материалов очень ослабляют действие магнита, т.к. магнитные линии магнитного поля крана, идущие от одного полюса к другому, замыкаются через притягиваемый железный груз. 
(Демонстрация видеоклипа)
Поэтому электромагнитный кран, способный поднять сплошные стальные плиты весом до 16 тонн, принимает за один раз не более 200 кг  железной стружки.
 
 
Слайд № 11
Прямоугольные  электромагниты предназначены для захвата и удержания при транспортировании листов, рельсов и других длинномерных грузов.
 
Слайд № 12
Электромагнитные траверсы используются для перемещения длинномерных грузов. 
 
Слайд № 13
Магнитные сепараторы применяют  в сельском хозяйстве для отделения семян клевера, льна, люцерны от семян сорняков. Инженеры воспользовались здесь "оружием врага" и обратили его против него самого. Дело в том, что семена сорняков — горчака, плевела, — как правило, шероховаты, их поверхность покрыта миниатюрными зацепками, позволяющими этим семенам прикрепляться к коже животных, одежде и т.д., что помогает сорнякам в их быстром распространении и в борьбе за существование. Если засыпать загрязненные сорняками семена мелкими железными опилками, на семенах сорняков скопится их большое количество, в то время как гладкие семена злаков останутся чистыми. Теперь можно с легкостью очистить зерно от сорняков в устройстве типа магнитного сепаратора.
 
Слайд № 14
 Давайте познакомимся с  устройством и работой  электрического звонка.
( Демонстрация видеофрагмента)
 
 
Слайд № 15
 Первая публичная демонстрация электромагнитного  телеграфа  Барона  Пауля  (Павла Львовича)  Шиллинга  фон Канштадт  родившегося  в  1786 году в Ревеле (Таллинне) в семье офицера русской армии,была проведена осенью 1832  г.  в  его  квартире  на Царицыном  лугу  (ныне Марсово поле, дом 7).  Присутствовавший  на  одной  из  первых  демонстраций телеграфа видный ученый Б. С. Якоби, сам вскоре  прославившийся  работами  в области электромагнетизма, так оценил вклад П. Л.  Шиллинга:  «Шиллинг  имел то особое преимущество, что по своему служебному  положению  он  был  хорошо осведомлен о потребностях страны  в  средствах  связи.  Удовлетворение  этих потребностей  и  составило  задачу,  которую  он  стремился   разрешить   на протяжении всей своей жизни...»     Шиллинг и Морзе — две основные начальные вехи в истории телеграфа. А
правильно ли расставлены акценты в оценках их вклада в  телеграфию?  Отметим область деятельности каждого. Нас убедили, что  Шиллинг  изобрел телеграфный аппарат, а Морзе —  азбуку.  Но  оказывается,  что  практическая телеграфия началась с «азбуки Шиллинга»,  в  которой  уже  были  реализованы основные принципы, использованные затем Морзе.  Телеграфный  код  к  моменту переквалификации  Морзе  из  живописца  в  изобретатели  уже  был  создан  и использовался  Шиллингом  и  его  последователями.  Морзе  сделал  на   пути развития телеграфии следующий, но очень важный  шаг,  разработав  и  внедрив графическую регистрацию кодовых посылок. Так что преуспел-то он больше не  в азбуке, а в модернизации конструкции телеграфного аппарата.
 Демонстрации действия телеграфной системы в доме на  Царицыном  лугу продолжались почти каждый  день  в  течение  нескольких  месяцев,  привлекая  огромное внимание не только учёных, но и образованной  публики.  Изобретение действовало безотказно.  
 
Слайд №  16
 Перед вами схема простейшей телеграфной установки, позволяющей передавать телеграммы со станции А на станцию В. На схеме цифрами обозначено: 1 – ключ,  2 – электромагнит,  3 – якорь, 4 – пружина,  5 – колесико, смазанное краской.
По схеме объясните работу установки.
 
Слайд № 17
Слово "реле" по-французски означает "перепряжка". Откуда пошло такое название? Когда понадобилось передавать телеграфные сигналы на значительные расстояния, стало ясно, что при протяженной длине проводов, соединяющих станции, возрастет их сопротивление, а сила тока уменьшится так, что телеграфирование станет невозможным. Поэтому телеграфную линию разделили на участки, причем каждый участок имел свой собственный источник тока. В конце такого участка ставили электромагнит, который при передаче телеграфного сигнала, притягивая якорь, включал цепь следующего участка. Такое устройство напоминало перепряжку уставших лошадей, и его назвали электромагнитным реле.
В мощных электрических двигателях, применяемых в про­катных станах, шахтных подъемниках, насосах, сила тока достигает нескольких тысяч ампер. Так как в последовательно соединенных проводниках сила тока одинакова, то такая же сила тока будет во всех соединительных проводах этой цепи. Это очень неудобно, осо­бенно если потребитель тока находится на большом расстоянии от пульта управления, где включается ток. Такие цепи можно включать при помощи электромагнитного реле, приводя его в действие малой силой тока. На схеме обозна­чено: — электромагнит, — якорь, 3 — контакты рабочей цепи, — пружина, 5 — электродвигатель, — контакты цепи электро­двигателя. 
 Объясните, как действует этот прибор.
 
Слайд № 18
 В некоторых специальных поездах электромагниты используются вместо колес. Магнитная сила электромагнитов удерживает поезд над дорогой на высоте нескольких  сантиметров и толкает его вперед.
   Эти поезда не касаются дороги. Поэтому не возникает трение, и они могут двигаться очень быстро.
 
Слайд № 19
Используют электромагниты и в военном деле. В период второй мировой войны большую роль играли магнитные мины. Их обычно сбрасывали на парашюте с самолета в различных местах моря. После попадания в воду парашют автоматически отделялся от мины, и она погружалась на дно, где и "поджидала" корабль.
Принцип действия магнитных мин заключается в следующем. Кор­пус и многие другие детали современного корабля делают преимущественно из стали. Все эти части корабля намагничиваются под действием магнитного поля Земли, и корабль, по существу, становится огромным плавучим магнитом. На расстоянии 10-15 метров от корабля чувствительная магнитная стрелка отклоняется на некоторый угол. Такая стрелка или специальная электрическая схема, чувствительная к магнитному полю, может быть связана с запальным приспособлением, воспламеняющим заряд взрывчатого вещества. Иногда магнитная стрелка связывается со специальным реле, которое срабатывает под воздействием магнитного поля, в результате чего мина всплывает и взрывается вблизи корпуса корабля.
Для очистки прибрежных районов от магнитных мин был создан специальный тип корабля — электромагнитный тральщик.
Простейшая модель магнитной мины состоит из магнитной стрелки 1, вращающейся в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, чашечки с электролитом 2, лампочки 3 и аккумулятора.
Если присоединить к клеммам модели мины аккумулятор (или батарейку) и поднести к ней вплотную железную модель корабля, магнитная стрелка наклонится, опустится в чашечку с электролитом (замкнет цепь), и лампочка загорится — произойдет взрыв "мины", и находящийся вблизи "корабль" может погибнуть.
"Мину" можно обезвредить, т.е. заставить взорваться тогда, когда "корабль" находится от нее еще на значительном расстоянии. Именно для этой цели и предназначен электромагнитный тральщик. Если обмотать железную модель корабля проводом (противоминный пояс), этот про­вод присоединить к другому аккумулятору, то при­ближая "корабль" к "мине", магнитная стрелка замкнет цепь (т.е. произойдет “взрыв”) тогда, когда "корабль" еще будет на большом расстоянии от нее. "Мина" будет обезврежена, а "корабль" останется цел и невредим.
 
 
Слайд № 20
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. 

Крупнейший в мире электромагнит является частью детектора L3, используемого в экспериментах на большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) Европейского совета ядерных исследований, Швейцария. Электромагнит 8-угольной формы состоит из ярма, изготовленного из 6400 т низкоуглеродистой стали, и алюминиевой катушки весом 1100 т. Элементы ярма, весом до 30 т каждый, были изготовлены в СССР. Катушка, сделанная в Швейцарии, состоит из 168 витков, закреплённых электросваркой на 8-угольной раме. Ток силой 30 тыс. А, проходящий по алюминиевой катушке, создает магнитное поле мощностью 5 килогауссов. Габариты электромагнита, превосходящие высоту 4 этажного здания, составляют 12х12х12 м, а общий вес равен 7810 т. На его изготовление ушло больше металла, чем на постройку Эйфелевой башни.

  
 
IV.     Рефлексия. Слайд № 21
— Вот и заканчивается наш урок. Достигли ли мы тех целей, которые ставили перед собой?
 
— Где применяются электромагниты? 
— Какое значение в жизни человека имеют электромагниты?
-Сможете, зная принцип действия электромагнита объяснить устройство и работу приборов, в состав которых входит электромагнит?
— Оцените свое настроение после сегодняшнего урока.
 
         
 
Слайд № 22 
Домашнее задание. § 58, стр.136, Задание 9(1-3), устно 
 
 
 
 
 
Слайды № 24-27             
 Список ресурсов: 
Использованные  Интернет-ресурсы: 
¢    http://n-t.ru/tp/in/rnt04.htm 
¢    http://www.market.ru/s/dscr/pid/965020/pt/1531/index-r22.htm 
¢    images.yandex.ru/yandsearch?p=1&text=%D0%B3%D1%80%D1%83%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D1%8B&stype=image 
¢    www.rt.mipt.ru 
¢    bscc.ucoz.ru 
¢    www.rostov.ru 
¢    ndce.edu.ru/equipment_inner.php?ds=manufact&did=10499_&dv=10632_&letter=&id=17 
¢    cn.asia.ru/Catalog/?page=3&category_id=7509 
¢    www.kiit.ru 
¢    fictionbook.ru/author/perelman_yakov_isidorovich/zanimatelnaya_fizika_kniga_2/read_online.html?page=9 
¢    www.elmagnit.ru 
¢    www.lesruk.ru 
¢    www.euromodel.ru 
¢    fotki.yandex.ru/users/julie-korotkaya/view/32540/ 
 
Литература:
1.     Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике.- М.: Просвещение, 2006.
2.     Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач 7 – 9.- М.: Просвещение, 2001.
3.     Перышкин А.В. Учебник физика – 8.- М.: Дрофа, 2007.
4.     Аннабел Крейг и Клифф Росни. Наука энциклопедия.- М.: «Росмэн»,1994. 
5.     DVD «Магнитные поля». Электронные уроки и тесты. Физика в школе. — ЗАО «Просвещение-медиа», 2005.
6.     2. DVD «Магнитное поле». Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы. Современная гуманитарная академия.- М.: ООО «Телекомпания СГУ ТВ», 2004. 
 
 
Пожаловаться 08 августа 2011
Файлы
Презентация по теме Применение электромагнитов.pptx
Войдите для скачивания файлов
Обсуждение материала
  • 3 сентября 201115:48
    Татьяна Подюкова

    Здравствуйте, Нина. Вполне возможно, вы забыли разместить саму разработку урока. Вам необходимо в ближайшее время в режиме редактирования это сделать. Подробнее ознакомьтесь с правилами размещения материала в библиотеке по ссылке

  • Нина Бойко
    11 сентября 201116:09
    Нина Бойко

    К сожалению, так как хотела не получилось. С видеороликами ну никак не получалась загрузка.

  • 4 сентября 201319:16
    Никита

    Подскажите пожалуйста кто изобрёл электромагнит с железным сердечником?МВ

Отправка ошибки

Текст ошибки:
Комментарий:
Используйте вашу учетную запись Яндекса для входа на сайт.
Используйте вашу учетную запись Google для входа на сайт.
@mail.ru