Магнитные явления · урок 6 из 6

Магнитные явления: обобщение

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика» (базовый уровень), Москва – 2025 · строка R05 · PHY8-061

Паспорт: R05 «2.3 Магнитные явления» (6 ч), урок 6/6 — обобщение и систематизация по всей строке, единицы R05.1–R05.10. Тип урока — О. Опора: PHY8-056 … PHY8-060. Дальше: электромагнитная индукция — PHY8-062.
Хронометраж (45 мин): цели и карта темы 5 мин (сл. 2–3) · систематизация 20 мин (сл. 4–13: около 2 мин на слайд, вопросы классу) · ошибки 3 мин (сл. 14) · задачи и ОГЭ 13 мин (сл. 15–16) · рефлексия и ДЗ 4 мин (сл. 17).
Если не успеваете: сл. 6 и 9 — фронтально, быстро; опыт со сл. 12 — разобрать по готовым числам; задания 5–6 со сл. 15 — в ДЗ.

R05.1–R05.10

Цели урока

Сегодня вы соберёте тему в систему

Объяснять магнитные явления

взаимодействие магнитов, поле Земли, опыт Эрстеда (REQ-1.2, 1.6)

Изображать магнитное поле

линиями: снаружи магнита — из N в S (REQ-1.1, 1.4)

Характеризовать устройства

электромагнит и электродвигатель: как работают и где применяются (ПР-1, REQ-1.14)

Решать задачи

качественные и на КПД двигателя: $η = \frac{A _{п}}{A _{з}}$ (REQ-1.7, 1.12)

REQ-1.1 «использовать понятия»; REQ-1.2 «различать явления по описанию их характерных свойств и на основе опытов, демонстрирующих данное физическое явление» — сл. 4–8, 10. REQ-1.6 «объяснять физические процессы и свойства тел…» — сл. 6, 7, 11, 15, 16.
ПР-1 (фрагмент): «характеризовать принципы действия изученных приборов и технических устройств… (в том числе: … электромагнит, электродвигатель постоянного тока)» = REQ-1.14 — сл. 9, 11, 13. REQ-1.7 (расчётные задачи в 2–3 действия) и REQ-1.12 (косвенные измерения: КПД электродвигательной установки) — сл. 12, 15. REQ-1.16 (примеры практического использования) — сл. 9, 13. Элементы EL-7.14 … EL-7.17, EL-7.21, EL-7.22.

R05.1–R05.10

Карта темы

Что мы изучили за 6 уроков

Приём: учитель показывает блок, класс называет одно главное слово, опыт или прибор. Верхний ряд — постоянные магниты и их поле; средний — связь электричества и магнетизма; нижний — применение (по щелчку).
Ожидаемые ответы: полюсы N и S; одноимённые отталкиваются; линии поля, опилки, компас; поле Земли и компас; опыт Эрстеда — стрелка у провода с током; поле тока, катушка; электромагнит — кран, звонок, реле; сила на проводник — правило левой руки; электродвигатель — рамка, коллектор, щётки; трамвай, метро, фен.
Предложить перерисовать карту в тетрадь — это конспект-обобщение (REQ-1.18 — преобразование информации из одной знаковой системы в другую).

R05.1–R05.2

Постоянные магниты · R05.1–2

Два полюса: N и S

Одноимённые полюсы отталкиваются, разноимённые — притягиваются. Магнит притягивает железо, сталь, никель.

Вопрос классу перед щелчком: что произойдёт с магнитами на тележках? Затем открыть стрелки. Вид деятельности ФРП: «исследование магнитного взаимодействия постоянных магнитов», «изучение поля магнитов при их объединении и разделении».
Разрезанный магнит: каждая часть — снова магнит с двумя полюсами. Объединение двух магнитов «N к S» даёт один длинный магнит.
Намагничивание: железный гвоздь у магнита сам становится магнитом и притягивает скрепки. Медь, алюминий, дерево магнит не притягивает. Ошибка: «магнит притягивает любой металл».

R05.3

Магнитное поле · R05.3

Магнитное поле изображают линиями

Из N в S

снаружи магнита линии выходят из северного полюса и входят в южный

Гуще — сильнее

у полюсов линии гуще: там поле сильнее

Стрелка — вдоль линии

северный конец стрелки компаса показывает направление линии

Магнитное поле — особый вид материи; обнаруживается по действию на магнитную стрелку или железные опилки. Опыт ФРП «визуализация поля постоянных магнитов»: опилки на картоне над магнитом выстраиваются вдоль линий.
Вопрос: куда покажет северный конец стрелки слева от полюса N? (Влево, от магнита.) Справа от S? (Тоже влево — к полюсу S.) Стрелки появляются по щелчку.
Ошибка: «линии выходят из S». Снаружи — из N в S; линии замкнуты, внутри магнита идут от S к N.

R05.4

Магнитное поле Земли · R05.4

Земля — большой магнит

У Севера — полюс S

северный конец стрелки компаса тянется к южному магнитному полюсу Земли

Полюсы не совпадают

магнитные и географические полюсы различны; магнитные медленно смещаются

Щит для жизни

поле отклоняет потоки частиц от Солнца; у полюсов — полярные сияния

Внутри Земли условно нарисован магнит: южный магнитный полюс S — у Северного географического полюса, поэтому северный конец стрелки компаса указывает на север. Магнитная ось наклонена к оси вращения (около 11°).
Значение для жизни (R05.4, EL-7.21): поле защищает живое от потоков заряженных частиц Солнца и космоса; частицы, попавшие в атмосферу у полюсов, вызывают полярные сияния (зелёная дуга — по щелчку). По полю Земли ориентируются перелётные птицы, некоторые рыбы. Дрейф полюсов — их магнитные полюсы постоянно перемещаются.
Вопрос: почему компасом трудно пользоваться вблизи магнитных полюсов Земли и рядом с железными предметами? (Стрелка указывает вдоль линий поля, а не на географический север; железо искажает поле.)

R05.5

Опыт Эрстеда · R05.5

Ток поворачивает магнитную стрелку

Вокруг проводника с током существует магнитное поле (Х. К. Эрстед, 1820). Направление поля зависит от направления тока.

Провод натянут над стрелкой параллельно ей (вид сверху; провод полупрозрачный — он над стрелкой). При замыкании ключа стрелка поворачивается почти поперёк провода; при смене полюсов источника — в противоположную сторону. При размыкании возвращается.
Вид деятельности ФРП: «исследование действия электрического тока на магнитную стрелку». Вопрос классу: какое действие тока мы наблюдаем? (Магнитное.) Это первая связь электрических и магнитных явлений.
Ошибка: «стрелку поворачивает электрическое поле заряженного провода». Неподвижные заряды стрелку не поворачивают — только движущиеся (ток).

R05.6

Магнитное поле тока · R05.6

Поле прямого тока и катушки

Линии — окружности

вокруг прямого провода; направление — по правилу буравчика

Поле катушки сильнее, если

больше сила тока; больше витков; внутри железный сердечник

Ток в другую сторону

полюсы катушки меняются местами

Слева — вид сверху на провод, ток уходит от нас (крестик ⊗). Правило буравчика: если буравчик ввинчивать по направлению тока, направление вращения рукоятки совпадает с направлением линий поля — здесь по часовой стрелке. Стрелки компаса — по касательной к линиям.
Катушка: правило правой руки — четыре пальца по току в витках, отставленный большой палец покажет северный полюс N (направление линий внутри катушки). Вид деятельности ФРП: «опыты, демонстрирующие зависимость силы взаимодействия катушки с током и магнита от силы и направления тока в катушке».
Вопрос: что изменится, если ток направить к нам (⊙)? (Линии — против часовой стрелки, стрелки компаса развернутся.)

R05.7

Электромагниты · R05.7

Электромагнит: магнит, который включают ключом

Подъёмный кран

переносит железный лом: выключили ток — груз отпущен

Электрический звонок

якорь притягивается, молоточек бьёт по чашке

Реле

слабый ток управляет мощной цепью

Медицина

извлечение железных частиц из глаза; томограф

Электромагнит — катушка с железным сердечником. Преимущества перед постоянным магнитом: включается и выключается, силу можно регулировать током, полюсы меняются при смене направления тока.
Вид деятельности ФРП: «анализ ситуаций практического применения электромагнитов (в бытовых технических устройствах, промышленности, медицине)». Ещё примеры: магнитный сепаратор (отделение железной руды), дверные электрозамки, клапаны стиральной машины.
Вопрос: почему сердечник делают из железа, а не из стали, у кранов? (Мягкое железо быстро размагничивается — груз отпускается сразу после выключения тока.)

R05.8

Сила на проводник с током · R05.8

Магнитное поле толкает проводник с током

Правило левой руки

линии входят в ладонь, 4 пальца — по току, большой палец — сила

Направление силы

меняется при смене направления тока или полюсов

Сила больше

при большей силе тока и более сильном магните

Проводник перпендикулярен рисунку и висит между полюсами; линии поля направлены от N к S (сверху вниз). ⊙ — ток к нам, ⊗ — от нас. По щелчку — направление силы.
Проверка по правилу левой руки (левый рисунок): ладонь вверх (линии входят в ладонь), пальцы — к себе (по току), большой палец указывает вправо. Вид деятельности ФРП: «изучение действия магнитного поля на проводник с током».
Вопрос: куда сдвинется проводник, если одновременно сменить и ток, и полюсы? (Туда же — две перемены компенсируют друг друга.) Ошибка: путать правило левой руки (сила) и правило буравчика (направление поля тока).

R05.9–R05.10

Электродвигатель · R05.9–10

Рамка с током вращается в магнитном поле

Силы на сторонах рамки

направлены противоположно — рамка поворачивается

Коллектор и щётки

каждые пол-оборота меняют направление тока в рамке — вращение не прекращается

Где работают

трамвай, метро, электромобиль; фен, пылесос, стиральная машина

Рамка показана «с торца»: левая сторона — ток к нам (⊙), правая — от нас (⊗); линии поля — от N к S. По правилу левой руки на левую сторону сила вверх, на правую — вниз: рамка поворачивается по часовой стрелке.
Без коллектора рамка повернулась бы до положения поперёк поля и остановилась. Коллектор — два полукольца на оси, щётки — скользящие контакты; в двигателе много рамок (обмотка якоря) — вращение ровное.
R05.10: преимущества электродвигателей — нет выхлопа, бесшумны, высокий КПД (у мощных — до 98 %), легко включать и регулировать. Вопрос: назовите двигатели дома и в транспорте вашего города. Вид деятельности ФРП: «распознавание и анализ различных применений электродвигателей».

R05.9 · опыт

Опыт · КПД электродвигательной установки

Какая часть работы тока идёт на подъём груза?

Оборудование: источник, ключ, амперметр, вольтметр, электродвигатель с блоком, нить, груз, линейка, секундомер.

η = \frac{A _{п}}{A _{з}} \cdot 100%

$A_{п} = m g h$ подъём груза

$A_{з} = U I t$ работа тока

Опыт: $m = 0, 2$ кг, $h = 0, 6$ м,
$U = 4, 5$ В, $I = 0, 25$ А, $t = 4$ с

$A_{п} = 0, 2 \cdot 10 \cdot 0, 6 = 1, 2$ Дж

$A_{з} = 4, 5 \cdot 0, 25 \cdot 4 = 4, 5$ Дж

$η = \frac{1 , 2}{4 , 5} \cdot 100% \approx 27%$

Вид деятельности ФРП «Измерение КПД электродвигательной установки» (косвенное измерение, REQ-1.12). Схема по ГОСТ: двигатель — кружок с буквой M; амперметр — последовательно, вольтметр — параллельно двигателю; провода — под прямым углом. Порядок: собрать цепь при разомкнутом ключе → замкнуть, засечь время подъёма груза на высоту h, записать I и U → вычислить A_п, A_з, η.
Числа — пример (g = 10 Н/кг): A_п = 0,2·10·0,6 = 1,2 Дж; A_з = 4,5·0,25·4 = 4,5 Дж; η = 1,2/4,5 ≈ 0,267 ≈ 27 %. У маленьких учебных двигателей КПД низкий: энергия идёт на нагревание обмотки и трение.
Ошибки: подставить массу в граммах или высоту в сантиметрах; поменять местами A_п и A_з (получится КПД больше 100 % — так не бывает). Техника безопасности: не касаться вращающегося блока, груз поднимать не выше блока.

R05.1–R05.10

Сводная таблица

Явление → опыт → применение

явление	как обнаружить	где применяют
взаимодействие магнитов	притяжение и отталкивание полюсов	компас, магнитные защёлки
магнитное поле Земли	стрелка компаса указывает на север	ориентирование, защита жизни
магнитное поле тока	стрелка у провода поворачивается (Эрстед)	электромагнит: кран, звонок, реле
сила на проводник с током	проводник между полюсами движется	электродвигатель: транспорт, быт

R05.1–R05.10

Осторожно

Типичные ошибки по теме

Где ошибаются	Неверно	Верно
линии поля магнита	снаружи из S в N	снаружи из N в S
разрезали магнит	отдельно N и отдельно S	два магнита, у каждого N и S
Северный полюс Земли	там магнитный полюс N	там магнитный полюс S
что притягивает магнит	любой металл	железо, сталь, никель
КПД двигателя	$η = \frac{A _{з}}{A _{п}}$	$η = \frac{A _{п}}{A _{з}} < 100%$

R05.1–R05.10

Закрепление

Решите

1базаДва магнита на тележках повёрнуты друг к другу полюсами N. Что произойдёт? Почему?

2базаСтрелка под проводом повернулась при замыкании ключа. О чём это говорит? Что будет при смене направления тока?

3базаНазовите три способа сделать электромагнит сильнее.

4повыш.Проводник с током между полюсами отклоняется влево. Куда он отклонится, если сменить направление тока и поменять полюсы?

5повыш.Двигатель крана при

U = 380

В и

I = 20

А за 50 с поднял груз 1 т на 19 м. Найдите КПД (

g = 10

Н/кг).

6практикаНайдите дома три прибора с электродвигателем и один с электромагнитом. Что в них делает двигатель?

Ответы: 1) Оттолкнутся и разъедутся — одноимённые полюсы отталкиваются. 2) Вокруг проводника с током есть магнитное поле; стрелка повернётся в противоположную сторону. 3) Увеличить силу тока, увеличить число витков, вставить железный сердечник.
4) Влево: каждая перемена меняет направление силы, две перемены — возвращают его. 5) A_з = UIt = 380·20·50 = 380 000 Дж; A_п = mgh = 1000·10·19 = 190 000 Дж; η = 190 000 / 380 000 · 100 % = 50 %. Ловушка: 1 т = 1000 кг.
6) Например: фен, пылесос, вентилятор, стиральная машина, холодильник (компрессор), миксер — двигатель вращает лопасти, барабан, насос; электромагнит — дверной звонок, реле, электрозамок. 1–3 — все; 4–6 — по готовности.

R05.5–R05.6 · ОГЭ

В формате ОГЭ

ОГЭ, линия 4: свойства явления по описанию опыта

4Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова из списка.

Над магнитной стрелкой параллельно ей натянули проводник. При замыкании цепи стрелка (А). Значит, вокруг проводника с током существует (Б). Если изменить направление тока, стрелка повернётся (В). При увеличении силы тока действие на стрелку (Г).

1) не повернётся2) повернётся3) электрическое поле4) магнитное поле 5) в ту же сторону6) в обратную сторону7) усилится8) ослабнет

А	Б	В	Г

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Чем электромагнит лучше постоянного магнита?
Почему вращается рамка с током в магнитном поле?
Какой блок карты темы для вас самый трудный?

Домашнее задание

Нарисуйте линии поля полосового магнита и стрелки компаса в 4 точках.
Игрушечный двигатель при $U = 6$ В и $I = 0, 5$ А за 6 с поднял груз 0,5 кг на 1,2 м. Найдите КПД.
Тренажёр:
reknow.ru/8/physics/8_physics_magnitnye.htm

Рефлексия: электромагнит включают и выключают, силу регулируют током, полюсы меняют направлением тока; на стороны рамки поле действует противоположными силами (правило левой руки).
Ответы ДЗ: 1) линии — снаружи из N в S, северные концы стрелок — вдоль линий. 2) A_з = 6·0,5·6 = 18 Дж; A_п = 0,5·10·1,2 = 6 Дж; η = 6/18 ≈ 0,33 ≈ 33 %.
Следующий урок — PHY8-062 «Электромагнитная индукция» (исследование): можно ли с помощью магнита получить ток? Попросить вспомнить опыт Эрстеда — на нём строится постановка вопроса.

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-061 · Обобщение и систематизация по теме «Магнитные явления»

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R05 «2.3 Магнитные явления», 6 ч · урок 6/6 · тип О (обобщение и систематизация)
Единицы → слайды	R05.1–R05.2 → 3, 4, 13–15 · R05.3 → 3, 5, 14 · R05.4 → 3, 6, 13, 14 · R05.5 → 3, 7, 13, 16 · R05.6 → 3, 8, 15, 16 · R05.7 → 3, 9, 13, 15 · R05.8 → 3, 10, 13, 15 · R05.9 → 3, 11, 12, 15 · R05.10 → 3, 11, 13, 15
Результаты	REQ-1.1, REQ-1.4 (понятия, изображение поля) → 2, 5, 8 · REQ-1.2 (различать явления по опытам) → 4, 7, 10, 13, 16 · REQ-1.6 (объяснение процессов) → 6, 7, 11, 15 · ПР-1 / REQ-1.14 (принцип действия электромагнита, электродвигателя) → 9, 11, 13 · REQ-1.7, REQ-1.12 (расчёт, косвенное измерение КПД) → 12, 15, 17 · REQ-1.15 (схемы цепей) → 7, 9, 12 · REQ-1.16 (применение) → 9, 11, 13, 15
Элементы	EL-7.14 → 4 · EL-7.15 → 5, 6 · EL-7.16 → 7–9 · EL-7.17 → 10–12 · EL-7.21 (поле Земли, дрейф полюсов, полярное сияние) → 6 · EL-7.22 (электромагнит, электродвигатель) → 9, 11 · EL-7.20 (практические работы строки R05) → 4, 7, 12
ОГЭ	линия 4 (свойства явления по описанию опыта) → 16
Вне урока	электромагнитная индукция, правило Ленца, генератор — R06 (PHY8-062 и далее); вектор магнитной индукции и формула силы Ампера — не включены (вне ФРП 8 класса)
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending