Le magnétisme est un domaine de contenu en sciences physiques qui est habituellement abordé pendant les classes élémentaires, surtout 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 commencer à explorer le concept de magnétisme à la maternelle ou première année quand ils apprennent sur les poussées et tire. Les élèves apprennent que les aimants attirent certains objets métalliques et appliquent ce concept dans des activités simples et pratiques. Les élèves utilisent des aimants en forme de barre pour tirer des trombones en métal sur une feuille de papier et observent que l'aimant peut tirer les trombones sans les toucher.
Propriétés des aimants
Les élèves se fondent sur ce qu'ils ont déjà appris ou observé au sujet des aimants en testant une variété d'objets faits de matériaux différents pour savoir si un aimant les attire. Les élèves testent des objets métalliques et non métalliques tels que des épingles à cheveux, des boutons en métal, des crayons de couleur, des blocs de bois et des gobelets en papier. Les élèves classent les objets pour montrer lesquels attirent l'aimant et enregistrent leurs observations sur une carte. Les élèves peuvent également utiliser deux aimants pour observer comment les pôles opposés des aimants s'attirent et où les pôles similaires se repoussent, puis forment une définition opérationnelle des aimants basée sur leurs propriétés observables.
Champs magnétiques
Chaque aimant est entouré par un champ magnétique. Le champ magnétique est le plus fort autour des pôles et s'étend autour de l'aimant dans les lignes de champ magnétique. Les élèves peuvent construire une visionneuse de champ magnétique et utiliser des limailles de fer pour voir les lignes de champ magnétique générées par un aimant. Pour faire une visionneuse de champ magnétique, les élèves mettent une petite quantité de limaille de fer dans une boîte en plastique et recouvrent la boîte d'une feuille de plastique transparente 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 les limailles de fer, qui s'alignent sur les lignes de champ magnétique. Les étudiants peuvent effectuer ce test avec des aimants de formes et de forces différentes et comparer les résultats.
Électroaimants
Alors que les étudiants continuent leur étude des aimants, ils apprennent la relation entre le magnétisme et l'électricité. L'électricité circulant à travers 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 électroaimants à l'aide d'un boulon métallique, d'un fil isolé et d'une batterie de type D. Après avoir enroulé le fil autour du boulon, les étudiants attachent les extrémités exposées du fil à la batterie et le fixent avec du ruban électrique. Les élèves peuvent expérimenter avec leur électro-aimant en l'éteignant et en s'allongeant, en découvrant combien de trombones il attire et en augmentant la force de son champ magnétique en augmentant le nombre de spires.
