Таймырское муниципальное казённое общеобразовательное учреждение «Дудинская средняя школа №1»
МАСТЕР КЛАСС
«Магнитные явления в повседневной жизни»
Выполнила:
Успенская Наталья Петровна, учитель физики
Г.Дудинка,
2024 г.
Мастер-класс "Магнитные явления в повседневной жизни"
На базе центра образования естественно-научной и технологической направленностей «Точка роста»
Цель: продемонстрировать представителям педагогического сообщества города использование цифровой лаборатории для школьников по физике «РОБИКЛАБ» при изучении темы «Постоянные магниты. Магнитное поле»
Задачи:
Познакомить с назначением цифровой лаборатории «РОБИКЛАБ» и комплектностью, показать, как можно использовать мультидатчики при поведении опытов в экспериментальной деятельности учеников, формировать проетно- исследовательские компетенции обучающихся, раскрывать особенности организации детского экспериментирования.
Ход занятия
Здравствуйте, уважаемые коллеги. Я рада вас видеть на своём мастер-классе: «Магнитные явления в повседневной жизни». Он будет посвящен теме : как использовать современные технологии в рамках школьной программы и применять полученные знания в повседневной жизни.
Элементарные физические явления дети способны усвоить с дошкольного возраста. Ведь с самого рождения они активно познают мир, пытаются понять закономерность происходящих процессов.
Не секрет, что ребенок по природе своей – исследователь. Рассмотреть снежинку; наблюдать за растениями; изучать природные явления- всё это естественное состояние детей. Они стремятся к знаниям через многочисленные вопросы - «зачем?», «как?», «почему?».
Получить ответ помогает физика, объясняя явления, которые нас окружают. В ходе познавательно-исследовательской деятельности удовлетворяется потребность ребенка в познании
Физика – наука экспериментальная, это факт.
Отсутствие эксперимента на уроках физики
превращает ее из науки экспериментальной
в науку «мелодраматическую», то есть «меловую».
«Цель обучения ребенка состоит в том,
чтобы сделать его способным развиваться
без помощи учителя».
Э. Хаббард
Во время экспериментирования дети учатся:
видеть и выделять проблему,
принимать и ставить цель,
решать проблему,
анализировать объект или явление, выделять существенные признаки и связи, сопоставлять различные факты,
выдвигать гипотезы и предположения,
отбирать средства и материалы для самостоятельной деятельности, осуществлять эксперимент,
делать выводы,
фиксировать результаты графически.
В рамках реализации познавательно- исследовательского проекта «Точка роста» мы изучаем темы: «Механическое движение» «Свойства материалов», «Статическое электричество», «Магнетизм», «Простые механизмы».
Сегодня я предлагаю провести исследования по теме «Магнетизм».
Все помнят легенду о пастухе и магнитном камне:
В давние времена на горе Ида пастух по имени Магнис пас овец и пропала одна овца. Он пошел в горы искать ее. Пришел на одно место, где одни голые камни. Идет по ним и чувствует, что сапоги прилипают к этим камням. Магнис потрогал рукой — камни сухие и к рукам не липнут. Пастух рассмотрел камень, — видит, что похож на железо. Тронет кожей и подошвой — не прилипают, а как тронет гвоздями, так прилипнет.
Давайте и мы проверим удивительный камень.
Опыт№1
Оборудование : постоянные магниты разной формы + предметы изготовленные из разных материалов.
описание: выбирать магниты и поднести к предметам
| Опыт 1 : магниты + предметы |
| Что делаю | Что наблюдаю | объясняю |
|
|
|
|
| Вывод: |
Вопрос 1: при изучении физического явления не возможно не провести наблюдения, опыты и эксперименты. А чем отличаются эти действия?
Наблюдение – смотреть, удивляться, анализировать,
Опыт – специально спроектированная ситуация для изучения одного свойства явления.
Эксперимент - это опыт для подтверждений выявленных закономерностей между явлениями, определяются причинно-следственные связи.
Задачи физического эксперимента
Первая задача – это мотивация.
Вторая задаче – научность знаний,
(двигаться от простого к сложному.)
Третья задача – творчество.
Опыт 2.
Оборудование магнит + магнитная стрелка
описание: медленным движением поднести магнит северным полюсом к стрелке, затем южным
| Опыт 2 : магнит + магнитная стрелка |
| Что делаю | Что наблюдаю | объясняю |
|
|
|
|
| Вывод: |
Опыт 3.
Оборудование магнитная стрелка + электрическая цепь с мотком медной проволоки, по которому течет электрический ток.
описание: медленным движением поднести моток с током к северному полюсу стрелки, затем к южному
| Опыт 3 : моток с током + магнитная стрелка |
| Что делаю | Что наблюдаю | объясняю |
|
|
|
|
| Вывод: |
Заключение: у постоянных магнитов и проводников с током есть магнитное поле, которое оказывает действие на окружающие предметы
Опыт 4.
Оборудование магниты + стеклянные пробирки, заполненные водой с металлическими опилками
описание: медленным движением поднести магнит к пробирке
| Опыт 4 : магниты + стеклянные пробирки, заполненные водой с металлическими опилками
|
| Что делаю | Что наблюдаю | объясняю |
|
|
|
|
| Вывод: |
Вопрос 2 : где нет магнитного поля?
= на Луне, в открытом космосе. А вот Мы живем на планете, которая считается большим магнитом, значит, есть магнитное поле.
силовой характеристикой магнитного поля является векторная величина В магнитная индукция . В СИ за единицу магнитной индукции принимается Тесла - магнитная индукция такого однородного поля, в котором на проводник с током в 1 А, помещенный перпендикулярно к линиям индукции, действует сила в 1 Н на каждый метр длины. формула
Магнитная индукция зависит от: • силы тока, • размеров и формы проводника или катушки, • магнитных свойств среды или
Для измерения значения величины магнитной индукции используют специальные приборы – магнитометры. Измерение магнитной индукции проводят в дольных величинах: миллиТеслах
В космическом пространстве магнитная индукция составляет от 0,1 до 10 нанотесл (от 10−10 до 10−8 Тл). Магнитное поле Земли значительно варьируется во времени и пространстве. На широте 50° магнитная индукция в среднем составляет 5⋅10−5 Тл, а на экваторе (широта 0°) — 3,1⋅10−5 Тл. 0,05 мТл = 50 мкТл |
Измерение индукции магнитного поля человека
Нашу Землю всегда окружало магнитное поле, которое необходимо для жизни всего живого на Земле так же, как солнце, воздух, вода и пища. В процессе эволюции природа использовала магнитное поле Земли для обеспечения механизмов жизнедеятельности клеток, в частности, обмена в Водный раствор содержит ионы калия и ионы натрия по обе стороны мембраны, причем внутри клеток содержится в основном калий, а во внеклеточной жидкости – натрий. Ионы калия гораздо меньше ионов натрия, поэтому они проходят через проходы в мембране наружу легче, чем ионы натрия внутрь клетки. А так как внутри клетки остается столько же отрицательных зарядов, сколько ионов калия скопилось на наружной стороне мембраны, в мембране создается электрическое поле. Возникшее как результат разности концентрации калия внутри и вне клетки электрическое поле поддерживает разность потенциалов, которая не меняется с перемещением ионов натрия, так как проницаемость мембраны для них ничтожна. Электрическое поле увеличивает поток калия внутрь клетки и уменьшает поток наружу. Когда внутрь клетки будет проходить столько же ионов калия, сколько выходит наружу, наступит динамическое равновесие, в результате которого снаружи клетки имеется плюс, а на внутренней стенке мембраны минус.
Опыт 5.
Оборудование магниты + планшет с магнитными стрелками
описание: медленным движением поднести магнит к планшету
| Опыт 5 : магниты + планшет с магнитными стрелками
|
| Что делаю | Что наблюдаю | объясняю |
|
|
|
|
| Вывод: |
Расположение элементарных магнитов в физическом теле – это магнитные стрелки при отсутствии внешнего магнитного поля стрелки занимают случайные положения. При внесении внешнего магнитного поля стрелки ориентируются по силовым линиям поля. Значения индукции магнитного поля человека может изменяться от его положения \ стоит, сидит, лежит. От физической нагрузки \ бегает, прыгает и т. Д.\ значения индукции магнитного поля человека могут изменяться от 0,025 мТл до 0,057 мТл.
Даже слабое действие магнитного поля может оказывать негативное воздействие на человека. Вмешаться в наше магнитное поле может любой электроприбор, т.к. электрический ток даже маленького значения создает магнитное поле. И начинаются всякие неприятные вещи - нарушение биоритма - недомогания – болезни.
ИССЛЕДОВАНИЯ Требования
Исследования проводятся в группах: Группы проводят измерения с использованием цифровой лаборатории «РОБИКЛАБ», Оборудование: датчик магнитного поля, щуп датчика При проведении эксперимента все результаты отслеживаются на мониторе ноутбука в режиме реального времени, измерения выводятся в виде графиков на специальной диаграмме. По графику можно определить значение индукции магнитного поля.
Лаборатория «Берег»
Исследование магнитного поля постоянного магнита
Цель: исследовать магнитное поле постоянных магнитов различной формы
Описание эксперимента.
Для решения первой задачи, взяли полосовой магнит; круговой, неодимовый и провели измерения индукции магнитного поля датчиком. Знак минус перед значением индукции магнитного поля указывает на северный полюс.
Результаты:
|
| Индукция магнитного поля (мТл) вблизи северного полюса | Индукция магнитного поля (мТл) вблизи южного полюса | Индукция магнитного поля (мТл) в центральной части магнита |
| 1 магнит |
|
|
|
| 2 магнит |
|
|
|
| 3 магнит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод: Наибольшие положительные значения индукции магнитного поля получены при сборе показаний счетчика около _____________полюсов. Наибольшие отрицательные значения индукции магнитного поля получены при сборе показаний счетчика около _______________ полюсов. Нулевое значение индукции магнитного поля соответствует ____________ полосового магнита.
При решении второй задачи, провели измерения индукции магнитного поля по мере увеличения расстояния от полюсов магнита.
Описание выполнение работы: на столе укрепили линейку, полосовой магнит расположили у нулевого деления. Изменяя расстояние (равномерно перемещали магнит вдоль линейки), проводили замеры индукции магнитного поля.
Результаты измерения индукция магнитного поля с 1 магнитом при удалении от магнита представить в таблице
Таблица 1
| S, м | 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 |
| В, мТл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод: значение магнитной индукции с расстоянием __________________
К сведению
| № п/п | Источники электромагнитного поля | В, мТл (средние значения) |
| 1 | Системный блок компьютера | 0,070 |
| 2 | Монитор компьютера | 0,029 |
| 3 | Дисковод | 0,342 |
| 3 | Сотовый телефон | 0,118 |
| 4 | Микроволновая печь | 0,182 |
| 5 | Утюг | 0,198 |
| 6 | Интерактивная доска | 0,030 |
| 7 | Источник питания в кабинете физики | 0,338 |
Индукция магнитного поля в кабинете физики на момент проведение измерений _____________‑мТл
Индукция магнитного поля возле системного блока __________________________ мТл
Вывод: Магнитное поле существует и создается вокруг _________________электрических приборов.
Лаборатория «Бриз»
«Исследование магнитного поля магнито-терапевтического аппарата «Алмаг» Цель: исследовать магнитное поле аппарата «Алмаг» Описание эксперимента. Для решения задачи, после включения аппарата проверить наличие магнитного поля специальным датчиком и провели измерения индукции магнитного поля датчиком. Знак минус перед значением индукции магнитного поля указывает на северный полюс. Результаты:
|
|
| Индукция магнитного поля (мТл) в центральной части диска |
| 1 диск |
|
|
|
| 2 диск |
|
|
|
| 3 диск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод: Наибольшие положительные значения индукции магнитного поля получены при сборе показаний счетчика около _____________ Наибольшие отрицательные значения индукции магнитного поля получены при сборе показаний счетчика около _______________ Нулевое значение индукции магнитного поля соответствует ____________ При решении второй задачи, провели измерения индукции магнитного поля по мере увеличения расстояния от дисков Описание выполнение работы: на столе укрепили линейку, диски аппарата расположили у нулевого деления. Изменяя расстояние (равномерно перемещали диски вдоль линейки), проводили замеры индукции магнитного поля. Результаты измерения индукция магнитного поля с дисками при удалении от магнита записать в таблицу Таблица 1
| S, м | 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 |
| В, мТл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод: значение магнитной индукции с расстоянием __________________ К сведению индукции магнитного поля различных образцов горных пород бурый железняк – В = 0,004047 мТл железный шпат – В= 0,007118 мТл красный железняк –В=0,004924мТл магнетит – В=0,05431мТл магнитный железняк – В= 0,2702 мТл нефелин – В=0,006183 мТл Сталь малоуглеродистая (железо) – В=0,05761 мТл Бархан»
Лаборатория «Бумеранг»
Исследование магнитного поля магнито-терапевтического аппарата «Магнитер»
Цель: исследовать магнитное поле низкочастотного аппарата «Магнитер»
Описание эксперимента.
Для решения задачи, после включения аппарата проверить наличие магнитного поля металлической пластинкой. Специальным датчиком провести измерения индукции магнитного поля. Знак минус перед значением индукции магнитного поля указывает на северный полюс.
Переключить клавишей сменить режим работы. Убедиться в наличии магнитного поля измерить индукцию магнитного поля аппарата. Заполнить таблицу
Результаты:
|
|
|
| Индукция магнитного поля (мТл) |
| 1 режим |
|
|
|
| 2 режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод: Наибольшие положительные значения индукции магнитного поля получены при работе аппарата в режиме соответствует ____________
При решении второй задачи, провести измерения индукции магнитного поля по мере увеличения расстояния от аппарата
Описание выполнение работы: на столе укрепили линейку, аппарат расположили у нулевого деления. Изменяя расстояние (равномерно перемещали аппарат вдоль линейки), провести замеры индукции магнитного поля.
Результаты измерения индукция магнитного поля при удалении от аппарата записать в таблицу
Таблица 1
| S, м | 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 | В, мТл |
| 1 режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2 режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод: значение магнитной индукции с расстоянием __________________
К сведению
при амплитуде импульсов 0,8- 1,0 Тл поле возбуждает нервные волокна и стимулирует мышцы. При напряженности менее 0,8 Тл, оказывает трофическое, сосудистое, противовоспалительное действие.
Методика воздействия. Осуществляется воздействие магнитным полем с частотой 100 Гц. Индукция магнитного поля подбирается индивидуально (чем выше цифры артериального давления, тем больше индукция магнитного поля). При уровне артериального давления (АД) до 139/89 мм. рт. ст. индукция магнитного поля составляет 1,0-1,1 мТл., при АД от 139/89 мм. рт. ст. до 159/99 мм. рт. ст. -индукция магнитного поля от 2,1 -2,7 мТл., и если цифры АД 160/100 мм. рт. ст. и выше, то индукция магнитного поля составляет 3,0-3,1 мТл. Продолжительность процедуры - в начале курса лечения составляет 10-15 минут, постепенно увеличиваясь к концу курса до 20-30 минут. На курс лечения назначалось от 10 до 12 ежедневных процедур.
Лаборатория «Бархан» исследование магнитного поля сотового телефона
Цель: измерить магнитное поле сотового телефона в различных режимах. Определить материалы, изменяющие силу магнитного поля.
Описание эксперимента:
1\ измерить величину магнитной индукции магнитного поля телефона в режиме приёма сигнала при условии
А) телефон закрыт в стеклянной банке
Б) телефон закрыт в пластиковой коробке
В) телефон обернут металлической фольгой.
2\ заполнить таблицу после анализа полученных графиков
| Место нахождения телефона | Расстояние до телефона \см\ | Значение индукции магнитного поля \мТл\ |
|
|
| 200 |
|
|
|
| 100 |
|
|
|
| 50 |
|
|
|
|
|
|
|
| Вывод: |
«Броуновское движение»
Все члены групп после выполнения задания в свободной форме могут общаться между собой и просматривать результаты исследований других групп.
Заключительный этап мастер-класса Один из членов группы дает краткую информацию результатов своего исследования
Формулируются общие выводы.
Возможная модель проведения мастер-класса.
| Этапы работы мастер-класса | Содержание этапа | Деятельность участников |
| Подготовительно-организационный: Постановка целей и задач (дидактической общей цели, триединой цели: образовательной, развивающей и воспитательной). | Приветствие, вступительное слово мастера, необычное начало занятия | Встраиваются в диалог, проявляют активную позицию, тем самым помогая мастеру в организации занятия. |
| Основная часть.
Содержание мастер-класса, его основная часть: план действий, включающий поэтапно реализацию темы. | Методические рекомендации педагога для воспроизведения темы мастер-класса. Показ приемов, используемых в процессе мастер-класса, показ своих “изюминок” (приемов) с комментариями. | Выполняют задания в соответствии с обозначенной задачей, индивидуальное создание задуманного. |
| Афиширование- представление выполненных работ.
Заключительное слово. Анализ ситуации по критериям: овладение общеинтеллектуальными способами деятельности; развитие способности к рефлексии; развитие коммуникативной культуры. | Организует обмен мнениями присутствующих, дает оценку происходящему. | Рефлексия – активизация самооценки и самоанализа по поводу деятельности на мастер-кла |
60
236 009 
