1、4.3.4.3.电和磁电和磁 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 在前两课的学习中，学生已经对身边的各种能量有了一定的认识。在这些能量中， 电和磁与我们的生活密切相关，是本单元重点学习的能量形式。本课“重演”了科学史 上著名的奥斯特发现电生磁现象的过程，正是这个发现，让原本看似互不相关的电和磁 建立了联系，由此开启了近代电磁学的研究，有力地推动了社会的进步。 本课有两个活动：第一，指导学生经历科学家奥斯特做过的实验通电导线使指 南针偏转，经历对新现象进行分析、解释的思维过程；第二，做通电线圈使指南针加大 偏转的实验，用线圈代替直导线做电生磁实验，为理解电磁铁原理打下基础，也为研究 小
2、电动机埋下伏笔。两个活动具有严密的逻辑结构，由浅入深，步步推进。 科学概念目标科学概念目标 电可以转换成磁。 科学探究目标科学探究目标 模仿做通电直导线和通电线圈使指南针偏转的实验，能够通过分析建立解释。 能够运用通电线圈能使指南针偏转明显的性质，检测废电池是否有电。 科学态度目标科学态度目标 体验科学史上发现电产生磁的过程，意识到细致观察、善于思考的重要性。 理解科学探究过程中合理进行推测、严谨开展实验、有根据地得出结论的必要性。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 意识到科学技术可以推动社会发展、改变人类生活。 在检测废电池活动中体会重复使用、节约能源的意义。 ( (二二
3、) )教学准备教学准备 为学生准备：电池、电池盒、小灯泡、开关、短导线、长导线、小灯座、指南针。 教师准备：废旧电池、教学课件等。 ( (三三) )教学过程教学过程 一、聚焦 1.让我们把时间聚焦到 1821 年 4 月的一天，这一天丹麦的科学家奥斯特在上课的时候 无意中让通电的导线靠近指南针，他突然发现了一个现象，这个现象并没有引起在场其 他人的注意，而奥斯特却是个有心人，他非常兴奋，紧紧抓住这个现象，接连三个月深 入的研究，反复做了几十次实验。 2.出示课本 64 页丹麦科学家奥斯特的图片，引导学生观察图片，初步认识这位丹麦的 科学家。 3.这也许是一次普通的发现，但是就是因为这个发现，打
4、开了人类大规模利用电能的大 门。 那么奥斯特究竟发现了什么？又怎样解释这种现象呢？今天这节课我们就来探究这 个问题。 4.板书课题：4.3.电和磁 二、探索 教师引导：大家认识电和磁这两样东西吗？哪里有电？哪里又存在磁？ 学生说一说自己知道哪里有电，哪里有磁。 预设：在电路中存在着电，在磁铁周围存在着磁。 电和磁之间有没有关系呢？又有怎样的关系呢？下面我们继续探讨。 活动一：用通电导线靠近指南针，观察导线是否会产生磁性 1.出示课本 65 页上面两幅图，引导学生仔细观察这两幅图，并读一读上面的文字，初 步了解本次实验所需的材料以及实验方法。 全班交流 2.实验材料：导线、小灯泡、开关、电源、指
5、南针等等。 3.实验方法： 组装一个电路，点亮小灯泡，以确保电路是通路。 在桌上放一个指南针，指针停止摆动时，观察指南针指向什么方向，将电路中的导线 拉直放置在指南针的上方，并且让导线的方向与磁针所指的方向一致。 接通电路观察指南针有什么变化，再断开电路观察指南针有什么变化，反复做几次， 结果怎样。 4.教师指导本次实验：在本次实验中，哪些环节会直接影响实验效果，是需要我们注意 的？ 预设： 要保证电路是通路。 放置在指南针上方的导线一定要拉直，并且让导线的方向与磁针所指的方向一致，这 一点非常重要。 5.学生分小组进行实验，仔细观察实验现象。 教师巡视，了解学生实验情况并加以适当的指导。 全
6、班交流 6.指生说一说自己观察到的实验现象。 预设：当我们闭合开关，接通电路时，小磁针的方向发生偏转。当我们断开开关，电路 断开时，小磁针又旋转到原来的位置。 7.我们有没有办法可以使实验效果更加明显呢？ 教师指导：接通电路，指南针的指针发生偏转，显然是和电流有关。设想一下，如果电 流比较强， 指南针的指针发生偏转的效果是不是就明显了呢？我们怎样才能使电流变得 更强一些呢？ 预设：电流短路的话，电流瞬间就会变得很强，不过电池也会很快发热，所以我们只能 短暂接通一下，就要马上断开。 8.学生分小组进行实验，利用电路短路的方法增强电流，再做一次这样的小实验，看看 实验效果是不是更明显。 9.全班交
7、流，各小组汇报实验结果。 预设：当电路短路时，产生了很强的电流，可以发现实验效果很明显，小磁针偏转十分 明显。 10.教师继续引导：为什么当我们把通电的导线拉直放在指南针的上方时，指南针的磁 针会发生偏转呢？ 那是因为通电导线周围存在磁场。 活动二：用通电线圈靠近指南针，重演奥斯特实验 1.教师引导：刚刚我们做的实验是利用的直导线，下面我们来利用通电线圈做一做奥斯 特实验，看看是不是也会产生同样的实验现象呢？ 2.出示课本 66 页 4 幅图片，引导学生仔细观察这 4 幅图片，初步了解本次实验的方法 及步骤。 全班交流 3.实验材料：长长的导线、电源、指南针、开关等。 4.实验方法及步骤： 做
8、一个线圈，用导线在手指上绕 10 圈左右，取下来，固定线圈和引出的线。 给线圈通上电流，看一看会有什么现象发生。 5.学生分小组进行实验，仔细观察实验现象，教师巡视，了解学生实验情况，并加以适 当的指导。 6.全班交流 指生说一说自己看到的实验现象。 当我们给线圈通上电流时，发现指南针发生了偏转现象。 这个现象说明了什么？ 说明无论是直导线，还是线圈，只要通上电流，就会产生磁场，从而使指南针发生偏转。 7.想一想，在这个实验中，线圈怎么放可以使指南针偏转的角度最大？ 学生继续进行实验，探究线圈怎么摆放可以使指南针偏转的角度最大。 全班交流，预设： 把线圈立着放，指南针尽量靠近线圈的中心，这个角
9、度可以使指南针偏转的角度最大。 8.用完了的废电池是不是一点点电都没有了呢？能用我们的线圈和指南针检测一下 吗？ 出示课本 66 页下面两幅插图，学生观察图片，了解验证废电池是否有电的方法。 教师提供一些废旧的电池，引导学生继续动手操作，验证一下这个问题。 全班交流，预设： 用完了的废电池，其实并不是一点点电都没有了，当我们用线圈和指南针检测的时候， 发现指南针仍然发生了偏转，这说明电池中仍然有电，只不过电池中的电不足以支持电 灯泡等用电器工作了。 三、研讨 刚刚我们利用两个实验探究了通电导线是否会产生磁场，下面我们来讨论以下两个问题。 问题 1：分析奥斯特实验，你有什么发现？ 通过奥斯特实验，我发现通电直导线周围和通电线圈周围都存在磁场。 问题 2：电和磁之间能否相互转换，你的依据是什么？ 电和磁是有关系的。他们其实是一种东西，不是谁转化成谁这样的关系。他们只是一种 东西在不同的参考系下的表现。 当导体内有电流通过时，导体的周围便产生磁场，这就是电生磁。 当导体切割磁力线或穿过线圈的磁力线发生变化时，导体或线圈内便会产生感应电动势 或感生电流，这就是磁生电。 四、课堂总结 今天这节课，我们通过模拟丹麦科学家奥斯特的实验，明白了通电导线周围存在磁场。 知道了电和磁之间的关系他们可以相互转换。课后，请同学们继续查阅电和磁的知识， 了解更多的有关电和磁的知识。
