Le magnétisme est un domaine de contenu en sciences physiques qui est généralement abordé au cours des classes élémentaires, en particulier de la maternelle à la quatrième année. Certains sujets abordés par les élèves comprennent les propriétés de base des aimants, les types de matériaux attirés par les aimants, les champs magnétiques et les électro-aimants. Les projets scientifiques et les expériences en classe offrent aux élèves des occasions pratiques d'observer et d'étudier les propriétés et le comportement magnétiques.
Introduction aux aimants
Les élèves peuvent d'abord commencer à explorer le concept du magnétisme à la maternelle ou en première année lorsqu'ils apprennent les poussées et les tractions. Les élèves apprennent que les aimants attirent certains objets métalliques et appliquent ce concept dans des activités pratiques simples. Les élèves utilisent des barres magnétiques pour tirer des trombones métalliques sur une feuille de papier et observent que l'aimant peut tirer les trombones sans les toucher.
Propriétés des aimants
Les élèves s'appuient sur ce qu'ils ont déjà appris ou observé sur les aimants en testant une variété d'objets faits de différents matériaux pour savoir si un aimant les attire. Les élèves testent des objets métalliques et non métalliques tels que des épingles à cheveux, des boutons métalliques, des crayons, des blocs de bois et des gobelets en papier. Les élèves classent les objets pour montrer ceux que l'aimant attire et notent leurs observations sur un tableau. Les élèves peuvent également utiliser deux aimants pour observer comment les pôles opposés des aimants s'attirent et se repoussent, puis forment une définition opérationnelle des aimants en fonction de leurs propriétés observables.
Champs magnétiques
Chaque aimant est entouré d'un champ magnétique. Le champ magnétique est le plus fort autour des pôles et s'étend autour de l'aimant en lignes de champ magnétique. Les élèves peuvent construire une visionneuse de champ magnétique et utiliser de la limaille de fer pour voir les lignes de champ magnétique générées par un aimant. À faire un champ magnétique spectateur, les élèves placent une petite quantité de limaille de fer dans une boîte en plastique et couvrent la boîte avec une feuille de plastique transparente qui est fixée à la boîte avec du ruban adhésif. Lorsque les élèves placent un aimant sur le couvercle de la boîte, le champ magnétique de l'aimant attire la limaille de fer, qui s'aligne sur les lignes de champ magnétique. Les élèves peuvent effectuer ce test avec des aimants de différentes formes et forces et comparer les résultats.
Électro-aimants
Au fur et à mesure que les élèves poursuivent leur étude des aimants, ils découvrent la relation entre le magnétisme et l'électricité. L'électricité circulant dans un fil produit un champ magnétique. La force magnétique est renforcée en enroulant le fil autour d'un morceau de fer ou d'acier. Les élèves plus âgés peuvent construire leurs propres électro-aimants à l'aide d'un boulon métallique, d'un fil isolé et d'une pile D. Après avoir enroulé le fil autour du boulon, les élèves attachent les extrémités exposées du fil à la batterie et les fixent avec du ruban isolant. Les élèves peuvent expérimenter avec leur électro-aimant en l'éteignant et en l'allumant, en découvrant combien de papier clips qu'il attire et augmente la force de son champ magnétique en augmentant le nombre de bobines.
