Наукові проекти та експерименти з магнітами

Магнетизм - це напрямок фізичної науки, який зазвичай розглядається в початкових класах, особливо в дитячому садку до четвертого класу. Деякі теми, про які вивчають студенти, включають основні властивості магнітів, типи матеріалів, які приваблюють магніти, магнітні поля та електромагніти. Наукові проекти та експерименти в класі дають студентам практичні можливості спостерігати та досліджувати магнітні властивості та поведінку.

Учні можуть почати вивчати поняття магнетизму в дитячому садку або першому класі, коли дізнаються про поштовхи та потяги. Студенти дізнаються, що магніти притягують деякі металеві предмети і застосовують це поняття у простих, практичних заняттях. Студенти за допомогою прутчастих магнітів натягують металеві скріпки на аркуш паперу і спостерігають, що магніт може тягнути скріпки, не торкаючись їх.

Студенти спираються на те, що вони вже дізналися або спостерігали про магніти, випробовуючи різноманітні предмети, виготовлені з різних матеріалів, щоб з’ясувати, чи притягує їх магніт. Студенти перевіряють металеві та неметалеві предмети, такі як шпильки для волосся, металеві ґудзики, кольорові олівці, дерев'яні кубики та паперові склянки. Учні класифікують предмети, щоб показати, які з них притягує магніт, та записують свої спостереження на діаграму. Студенти також можуть використовувати два магніти, щоб спостерігати, як протилежні полюси магнітів притягуються і як полюси відштовхуються, а потім формують операційне визначення магнітів на основі їх спостережуваних властивостей.

Кожен магніт оточений магнітним полем. Магнітне поле найсильніше навколо полюсів і поширюється навколо магніту в лініях магнітного поля. Студенти можуть побудувати переглядач магнітного поля та використовувати залізні стружки, щоб побачити лінії магнітного поля, породжені магнітом. До зробити магнітне поле глядач, студенти кладуть невелику кількість залізних опилок у пластикову коробку і закривають коробку прозорим пластиком, який закріплений на коробці скотчем. Коли студенти розміщують магніт на кришці коробки, магнітне поле магніту притягує залізні стружки, які вишикуються на лініях магнітного поля. Студенти можуть виконати цей тест за допомогою магнітів різної форми та сили та порівняти результати.

Продовжуючи вивчення магнітів, вони дізнаються про взаємозв'язок магнетизму та електрики. Електрика, що протікає по дроту, створює магнітне поле. Магнітна сила посилюється намотуванням дроту навколо шматка заліза або сталі. Учні старшого віку можуть сконструювати власні електромагніти за допомогою металевого болта, ізольованого дроту та D-елементної батареї. Після намотування дроту навколо болта студенти прикріплюють відкриті кінці дроту до батареї та закріплюють її стрічкою. Студенти можуть експериментувати зі своїм електромагнітом, вимикаючи та вмикаючи його, з’ясовуючи, скільки паперу кліпси, які він притягує і збільшуючи силу свого магнітного поля за рахунок збільшення кількості котушок.