Videnskabsprojekter og eksperimenter med magneter

Magnetisme er et naturvidenskabeligt indholdsområde, der typisk behandles i de grundlæggende karakterer, især børnehave til fjerde klasse. Nogle emner, som eleverne lærer om, inkluderer magnets grundlæggende egenskaber, typer af materialer, der er tiltrukket af magneter, magnetfelter og elektromagneter. Videnskabsprojekter og eksperimenter i klasseværelset giver eleverne praktiske muligheder for at observere og undersøge magnetiske egenskaber og adfærd.

Studerende kan først begynde at udforske begrebet magnetisme i børnehaven eller første klasse, når de lærer om skub og træk. Studerende lærer, at magneter tiltrækker nogle metalgenstande og anvender dette koncept i enkle, praktiske aktiviteter. Studerende bruger stangmagneter til at trække metal papirclips over et stykke papir og observere, at magneten kan trække papirclipsene uden at røre ved dem.

Studerende bygger på, hvad de allerede har lært eller observeret om magneter ved at teste en række genstande lavet af forskellige materialer for at finde ud af, om en magnet tiltrækker dem. Studerende tester metal- og ikke-metalgenstande såsom hårnåle, metalknapper, farveblyanter, træblokke og papirkopper. Studerende klassificerer objekterne for at vise, hvilke magneten tiltrækker og registrerer deres observationer på et diagram. Studerende kan også bruge to magneter til at observere, hvordan modsatte poler af magneter tiltrækker og som poler frastøder og derefter danne en operationel definition af magneter baseret på deres observerbare egenskaber.

Hver magnet er omgivet af et magnetfelt. Magnetfeltet er stærkest omkring polerne og strækker sig omkring magneten i magnetfeltlinjer. Studerende kan konstruere en magnetfeltviser og bruge jernarkiv til at se de magnetfeltlinjer, der genereres af en magnet. Til lav et magnetfelt seer, studerende lægger en lille smule jernarkasser i en plastikæske og dækker kassen med et klart plastark, der er fastgjort til kassen med tape. Når eleverne placerer en magnet på låget på kassen, tiltrækker magnetens magnetfelt jernfilterne, som står på linje med magnetfeltlinjerne. Studerende kan udføre denne test med magneter i forskellige former og styrker og sammenligne resultaterne.

Når de studerende fortsætter deres undersøgelse af magneter, lærer de om forholdet mellem magnetisme og elektricitet. Elektricitet, der strømmer gennem en ledning, producerer et magnetfelt. Den magnetiske kraft styrkes ved at vikle ledningen omkring et stykke jern eller stål. Ældre studerende kan konstruere deres egne elektromagneter ved hjælp af en metalbolt, isoleret ledning og D-cellebatteri. Efter at have viklet ledningen rundt om bolten, fastgør eleverne de synlige ender af ledningen til batteriet og fastgør det med elektrisk tape. Studerende kan eksperimentere med deres elektromagnet ved at tænde og slukke for det og finde ud af, hvor mange papir der er klip det tiltrækker og øger styrken af ​​sit magnetfelt ved at øge antallet af spoler.