4.4《电能和磁能》教学设计附4单元知识点.docx

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1、电能和磁能教学设计【教材简析】本课是六年级上册能量单元的第4课，在认识电和磁的基础上，借助铁 钉电磁铁来研究电能和磁能。铁钉电磁铁是利用电流的磁效应使铁芯磁化而产生 磁力的装置。它结构简单、制作容易、呈现的现象有趣，可以开展适合学生水平 的多种研究。本课内容由四局部组成：第一局部聚焦，从生活中的具体物品引出 磁能的概念，并进行“磁能如何转化而来”的思考。第二局部探索，探索环节由 三个活动组成：1.制作铁钉电磁铁。学生通过自己在铁钉上绕线圈制作铁钉电磁 铁，反复几次接通电流、断开电流，发现电磁铁的基本性质。2.利用电磁铁搬运 大头针。通过电流的接通和断开，将大头针搬运到指定位置，在这个过程中深入

2、 体会能量的转移和转换。3.研究铁钉电磁铁是否有南北极。学生在探究解决这个 问题的过程中会发现各组电磁铁的南北极并不是都一样，从而引出了研究电磁铁 南北极与什么因素有关的讨论。第三局部研讨,深入讨论能量的转移和转换过程。 第四局部拓展，了解磁能如何转换为电能，建立能量互相转换的认识。【学生分析】通过上节课的研究，学生已经知道电可以转化为磁，并且通过实验发现通电 线圈可以使指南针偏转的角度最大。说到磁，学生就一定会想到磁铁，会将磁铁 能吸引铁质物体和能指南北极的性质，与通电线圈产生的磁进行联系、联想甚至 是比拟。所以本课的研究内容和环节的推进，都是顺着学生的认知、兴趣和探奇 的需求逐步展开、层层

3、深入的，但对于学生自己绕线圈制作铁钉电磁铁的工程， 由于受到学生动手能力强弱的影响，可能花费的时间会比拟长。【教学目标】科学概念目标1 .电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。2 .改变电流方向会改变电磁铁的南北极。3 .电能和磁能可以互相转换，也能从一个物体转移到另一个物体。科学探究目标1 .能够制作铁钉电磁铁，亲历用铁钉电磁铁搬运大头针的实验。2 .能够利用磁铁“同极相斥、异极相吸”的原理，借助指南针研究电磁铁匝数较多吸引匝数多吸引大头针较多大头针多匝数较多吸引匝数多吸引大头针较多大头针多匝数少吸引 大头针少.电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,其他条件相同时，电池节数越 生，电

4、流越小,电磁铁的磁性越弱；电池节数越多,电流越大,电磁 铁的磁性越强。2 .实验中，我们根据吸引大头针的个数来判断电磁铁的磁性强弱。第6课神奇的小电动机1 .电动机是利用电能产生动力的机器。它的基本原理是用电产生磁, 利用磁的相互作用推动转子转动。外壳转子后盖2 .小电动机的构造(1)小电动机主要包括处壳、转壬、后盖三局部。(2)外壳内有一对永久磁铁，转子上有铁芯、线圈、换向器，后盖上有电刷。(3)换醛的作用是接通电流并改变电流的方向。(4)转子上有线圈绕在铁芯上，相当于电磁铁。3 .探究小电动机是如何转动的(1 )把转子的电流换向器放在导线架上,另一端的轴放在铁丝架上,要使转子能够灵活转动而

5、不被卡住。(2)通过导线架给转子线圈通上电流,用一个磁铁靠近转子,转子会转动。(3)改变转子转动速度的方法包括改变磁铁距线圈的远、改变磁铁数量、改变电池数量。(4)改变转子转动方向的方法包括改变磁铁的磁极性质、改变电池正负极的接法。第7课能量从哪里来1 .太阳是自然界最大的能量来源。2.能量的形式是多种多样的，这些能量之间可以相互转换,可以储存在一些物质中。电能是由其他形式的能量转换来的。3.太阳能通过绿色植物的光合唯用进入生态系统，转化了的能量通过复杂的食物关系在食物链和食物网中逐级传递。说明太阳能是所有生命活动的能量来源。太阳的能量可以通.用电动机来发电bbMb j、观察电动机产生的电流使

6、电动机转动的更快(1)将小电动机连接到电路里，转动小电动机，小灯泡没有发光， 可能是因为“电动机”产生的电流太小,我们可以借助“电流检测器” 进一步观察。(2)用线绕在小电动机的轴上，拉动线可以使小电动机转得更快些, 进而产生更大的电流。(3)当小电动机被用来发电时，它就是发电机了,创造了发电机后， 人们就能够把其他不同形式的能量大规模地转换成电能了。4 .太阳能无人驾驶飞机的能量转换太能能电动螺旋桨的南北极。科学态度目标在实验中体悟认真细致、合作探究的重要性。科学、技术、社会与环境目标感受到电能和磁能的相互转换，给人类生活带来了许多便利。【教学重难点】重点：发现电磁铁的基本性质，发现电磁铁具

7、有南北极并可改变的特点。难点：探究电磁铁南北极发生变化与什么因素有关。【教学准备】学生准备：多股绝缘细导线L2米左右（两端剥线）、大铁钉1枚、电池盒 1个、2号电池1节、大头针8枚、指南针1个，学习单1张。教师准备：教学课件、活动手册。【教学过程】一、聚焦1 .复习引入，从上节课通电线圈能使小磁针产生最大偏转角度的现象出发, 复习电能产生磁，并引出磁能的概念。2 .出示磁悬浮列车、电磁起重机、耳机和电磁炉的照片，了解电产生磁的运 用实例，思考什么样的装置可以将电能转换为磁能。设计意图：利用实物理解磁具有能量，把隐性的概念显性化，同时引出聚焦 的问题磁能如何由电能转化而来。二、探索（一）在铁钉上

8、绕线圈，并通电测试1 .在复习通电线圈能产生磁的基础上，教师把导线缠绕在铁钉上（演示）。 提问：铁钉会产生磁性吗？你是怎么想的？2 .为了观察到最真实的现象，我们需要制作这样一个装置。具体制作方法 看课件或书本。3 .实验前思考。（1）看到什么现象，说明它有磁性或产生磁性？（2）提醒：接通电流和断开电流的状态都要试一试。（3）用铁钉的哪端去靠近大头针？（建议钉尖和钉帽都要试一试） （4）有必要屡次实验吗？（5）通电的时间有什么要注意的吗？（不能长时间接通电路）4 .学生领取材料并开展研究，教师巡视。5 .交流。（1）通电后的现象是怎样的？（能量的转换）（2）钉帽和钉尖局部在通电的情况下都能产生

9、磁性，但是断电的时候，它 们还能像通电时一样有磁性吗？6 .概念教学：像这样由线圈和铁芯（这里指的就是铁钉）组成的装置叫电 磁铁。设计意图：明确实验的要求，强调实验过程中的比照观察和屡次实验的重要 性，培养科学态度。突出交流的重点，关注能量的转换现象。1 .电磁铁是怎样搬运大头针的？（接通电源，电能转换成磁能）2 .怎样控制电磁铁，能让大头针掉落在指定位置？（断开电源，磁能消失） 设计意图：关注电源的接通与断开，理解能量的转换与转移。（三）电磁铁也能指南北吗？1 .电磁铁具有像磁铁一样的磁性，那电磁铁会像磁铁一样有南北极吗？如 果有，怎么判断电磁铁的钉尖一端和钉帽一端分别是什么极？2 .引导学

10、生利用电磁铁钉尖和钉帽分别靠近小磁针的南北极，根据小 磁针转动的方向和“同极相斥、异极相吸”的原理来判断电磁铁的南北极。3 .准备指南针和记录纸，学生动手操作，借助小磁针开展研究。4 .按小组顺序汇报本组电磁铁南北极情况。5 .探究后交流。（1）观察各组的判断，发现各组实验结果各不相同，思考可能是什么原因 造成了电磁铁南北极方向的不一致？（2）展示不同的绕线方法和电池正负极接法的小组，发现不同的绕线方法和电池正负极接法会改变电磁铁的南北极。（3）找到并画出电流的方向，发现不同的绕线方法和电池正负极接法，其实改变的是电磁铁电流的方向，从而得出结论。设计意图：利用发现问题、分析问题、解决问题的思路

11、，来探究影响电磁铁 南北极的因素。三、研讨本局部可以与探索环节的第二局部进行融合，即在实现用电磁铁将大头针搬 运至指定位置后，进行研讨。1 .刚才大家实验的时候，老师看到了两种吸引大头针的情况。一种情况是 同时吸几个大头针，谁来说说是怎样的过程使铁钉的钉尖能够吸住大头针的？ （理解能量的转换。电池输出电能，通过电磁铁将电能转换成磁能，吸引了大头 针）2 .还有一种情况是电磁铁先吸引了一个大头针，然后通过这个大头针去吸 引了另一个大头针，这又是什么原因呢？（理解能量的转移。电磁铁通电后产生 了磁能，磁能吸引了第一个大头针。同时磁能又转移到了这个大头针上，吸引了 另一个大头针）设计意图：通过对实验

12、图片的分析，深入理解能量的转换和转移。四、拓展电能通过合适的装置可以转换成磁能。那么是否有这样的装置，可以将磁能 转换成电能呢？（磁能转换为电能，最典型的例子就是发电机，有条件的可以提 供视频观看，也可以通过文字阅读使学生了解）【板书设计】电能和磁能_ _ 电池 + 卜输出电能转换V 产生磁能/ 转移J转移磁能【活动手册使用说明】1 .电磁铁的组成和能量的转换与转移。活动目的：让学生知道电磁铁是由哪两个局部组成的，以及在电磁铁搬运大 头针时，结合活动与照片，区分能量的转换与转移。活动手册说明：在探索环节的第一个活动后，让学生知道电磁铁的组成，避 免学生把电池也作为电磁铁的一局部，为之后的研究做

13、好准备。对能量的转换和 转移的分析，是在探索环节的第二个活动之后展开的，要结合实验的照片和板书 来进行理解和区别，这也是本课研讨环节的重点。1 .如右图所示，电磁铁是由和组成的。用电磁铁搬运大头针时,能转换成了能，磁能从转移至I上。2 .电磁铁有南北极吗?活动目的：让学生知道电磁铁也有南北极，改变电磁铁的电流方向可以改变 它的南北极方向。活动手册说明：活动手册中的四幅图，代表了在研究电磁铁是否有南北极时, 在电池正负极接法或线圈绕线方向不同时的四种情况，是学生研究后的汇总图, 而学生自主研究的可能就是其中的一种情况。当学生发现自己研究的结果与别的 同学不一样时，就会去寻找原因，最后发现电磁铁不

14、仅有南北极，而且南北极的 方向受到电池正负极接法和线圈绕线方向的影响，归根结底影响电磁铁南北极的 是电流方向。2.在“电磁铁有南北极吗？ ”的研究中，当小磁针静止时，请填写口中是南极还是北极？一二（图中箭头表示电流方向）is第四单元能量第1课各种形式的能量1 .世间万物都是运动的，能量是对物体运动的一种描述。2 .能量的形式各不相同，声、光、电、热、磁都是能量的表现形式, 不同形式的能量之间是可以相互转换的。3 .像我们组装过的电路一样，电池提供的电能经过小灯泡，转换成了 光能和热能。在这个过程中，电能的总量与光能和热能的总量是相等 的。4 .能量只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体

15、转移到其 他物体,而能量的总量保持不变。5 .车的行驶需要能量，汽油为大多数汽车提供了能量。电动车会消耗 电能,太阳能车会消耗太阳能。6.寻找身边的能量形式观察到的现象能量的表现形式 （能量的来源）物体发生的 变化转动的电风扇电叶片的转动超声波清洗眼镜声细小污物脱落运动的太阳能车光车轮的转动磁铁吸引铁钉磁铁钉的运动7 .机械能可以使物体运动起来。第2课调查家中使用的能量1.每种能量形式都需要付出一定的经济本钱和环境代价。2 .家里日常生活所使用的能量使用的物品能源可否再生可否替代或节能方法电灯火电厂不可再生使用节能灯平板电脑电池不可再生不使用时关机太阳能热水器太阳能可再生燃气灶天然气不可再生使

16、用节能燃气灶燃油汽车石油不可再生公交车、自行车等3 ,用电器的功率和耗电量(1)功率：用电器工作时单位时间内耗电量的大小。(2)功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是理。产品名称：电热水壶 额定功率：1800W 额定容量：2.0L 额定电压：220V 额定频率：50Hz(3)耗电量的常用单位是度，功率为1000瓦的电器、1小时的耗电量就是1度。计算公式：功率(瓦)x时间(小时)口000 =耗电量(度)。(4)右图为电热水壶的铭牌，观察铭牌可以知道它的功率、容量等信息。“1800W”表示电热水壶工作1小时的耗电量就是1.8度。4 .节能建议(1)客厅无人时，要及时去团电灯和电视。(2)不使用电脑时，可

17、以设置成待机状态或者关机。(3)夏季室内使用空调时，温度设置不低于26。第3课电和磁1.1820年，丹麦科学家奥斯特在一次实验中偶然让通电的导线靠近指南针，发现指南针的指针发生了偏转。2 .奥斯特实验证明通电导线会产生磁性（电生磁）（1）组装一个电路，点亮小灯泡，以确保电路是通路。（2）在桌上放一个指南针，指针静止时会指南北方向。小磁针的南极（S极）指向南方，小磁针的北极（N极）指向北方。（3）将电路中的导线拉直，放置在指南针的上方,并让导线的方向 与磁针所指的方向一致。（4）接通电路,指南针会发生偏转。再断开电路,指南针会恢复原 位。3 .将简单电路中的小灯泡取下，利用短路电路做奥斯特实验。

18、由于电 路短路，电流很强,所以指南针的偏转角度更大,实验效果更加明显。实验中，电路短路.电流很强.电池会很快发热，所以只能短暂接通一 下.马上断开。4 .用通电线圈靠近指南针，重演奥斯特实验，指南针的偏转角度会比 用一根通电导线更大。5用通电线圈和指南针可以做成电流检测器,检查废电池中是否有电。第4课电能和磁能.磁铁也具有“能量”，从磁悬浮列车、电磁起重机，到耳机、电磁炉， 到处都有磁能的影子。1 .生活中的大局部磁能都可以由电能转换而来。2 .由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁。3 .我们制作铁钉电磁铁所用的导线较短，连接在电池上有点像短路连 接，耗电大，电池容易发热，所以不能把它长时间连接在电

19、池上。4 .利用电磁铁可搬运大头针等能够被磁铁吸引的物体。5 .将电磁铁连接到电池上，给线圈通上电流，将电磁铁与大头针接触, 观察到电磁铁能够吸起大头针；断开电流后,大头针会落下。这说明 电磁铁接通电流后产生磁性;断开电流那么磁性消失。6 .用电磁铁搬运物体时，电能先转换成磁能,然后电磁铁吸引物体运 动，电磁铁的磁能转换成物体的机械能。7 .电磁铁能指南北,且其磁极与电流的方向有关。电池方向不变，j 改变线圈绕线; 方向，电磁铁的; 磁极改变。线图绕线方向: 不变，改变电池: 方向，电施铁的; 磁极改变。 :电池方向与线: 圈绕线方向同j 时改变，电磁铁: 的磁极不变。：第5课电磁铁1 .电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系(1)改变的条件:(1)改变的条件:的匝数。(2)不变的条件：电池的节数、铁钉的大小等。(3)电磁铁不能长时间连接电池，以免电池耗电太多影响实验的公平。(4)结论：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关,其他条件相同时， 线圈的匝数越少,电磁铁的磁性越弱；线圈的匝数越多,电磁铁的磁 性越强。