1、4.4.4.4.电能和磁能电能和磁能 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 学生在前一课亲历了通电导线能使小磁针发生偏转的过程，了解了其原因是电产生 了磁。 那么电能和磁能究竞是如何转化的？本课将引入电生磁的最直接应用电磁铁 进行研究。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，我们身边的各种 用电器中都有电磁铁的“身影” 。电磁铁结构简单、制作容易，实验现象非常有趣，适 合学生开展多种多样的研究。 本课有如下三个活动。 第一，制作铁钉电磁铁。学生通过自己在铁钉上绕线圈做电磁铁，反复几次接通电 流、断开电流，发现电磁铁的基本性质。 第二， 利用电磁铁搬运大头针。 通过电流的接通
2、和断开， 将大头针搬运到指定位置， 在这个过程中深入体会能量的转移和转换。 第三，研究铁钉电磁铁的南北极。铁钉电磁铁有没有南北极？学生用原来学过的磁 铁的性质能够解决这个问题。但是在解决这个问题的过程中会发现新的问题，那就是各 个小组钉尖、钉帽的南北极会不一样，从而引出“电磁铁南北极与什么因素有关？”的 探究。 科学概念目标科学概念目标 电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。 改变电流方向会改变电磁铁的南北极。 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。 科学探究目标科学探究目标 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。 能够利用磁铁“同极相斥、异极相
3、吸”的原理，借助指南针研究电磁铁的南北极。 科学态度目标科学态度目标 在实验中感悟认真细致、合作探究的重要性。 科学、技术、社会与环境目标科学、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。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：每组多股绝缘细导线 1.2 米左右(两端剥线)、大铁钉、电池盒、2 号 电池、大头针、指南针、学习单。 教师准备：学生实验材料、教学课件等。 ( (三三) )教学过程教学过程 一、聚焦 1.通过上一节课的学习，我们知道通电导线或者线圈周围存在着磁场，而且电和磁之间 也存在着关系，他们可以相互转换。 2.磁铁也具有能量，磁悬浮列车、
4、电磁起重机、耳机、电磁炉等物体身上都有磁能的影 子，并且生活中的大部分磁能都是通过适当的装置由电能转换而来的。 3.出示磁悬浮列车、电磁起重机、耳机、电磁炉等物品图片，引导学生观察这些图片， 初步了解这些物体都是利用磁能工作的。 4.究竟什么样的装置可以将电能转化为磁能呢？今天我们就来探究这个问题。 5.板书课题：4.4.电能和磁能 二、探索 活动一：在铁钉上绕线圈并通电测试 1.提出要求：为了探究电能是怎样转换为磁能的？我们在铁钉上绕上线圈，然后通电测 试一下，看看电能是怎样转换为磁能的。 2.出示课本上面的三幅图片，引导学生仔细观察，初步了解本次实验的材料、方法以及 步骤。 全班交流 3.
5、实验材料：铁钉、长长的导线、砂纸、电源、开关等等。 4.实验方法： 用有绝缘皮的导线在大铁钉上缠绕 50-100 圈，两头分别流出 10-15 厘米做连接线。 固定连接线与线圈，避免线圈松开，然后用砂纸把接线头打磨光亮。 给线圈通上电流，看看铁钉能不能吸起大头针，然后再断开电流，看看又会发生什么 现象。 5.强调实验注意点： 绝缘皮的导线在大铁钉上缠绕的要紧一些，这样效果会明显一些。 6.出示课本 68 页下面的制作好的电磁铁图片，引导学生看一看制作好的电磁铁的样子。 学生分小组活动，按照要求给铁钉绕上线圈，并通电测试，观察实验现象。 教师巡视，了解学生实验情况，并适当的加以指导。 全班交流
6、7.各小组展示本小组制作的简易电磁铁并说一说看到的实验现象。 预设： 当线圈通上电流时，发现铁钉可以吸起大头针；而断开电流时，大头针就从铁钉上脱落 下来。 8.这一现象说明了什么？ 预设： 这一现象说明给铁钉绕上线圈，通电之后，线圈周围产生了磁能，正是因为这些产生的 磁能，才能够使铁钉吸起大头针。 9.出示知识点： 像这样由线圈和铁芯组成的装置叫做电磁铁。 10.出示课本 68 页中间的一幅图片，再出示电磁铁的图片，引导学生观察电磁铁，了解 电磁铁的外部特征。 11.出示小提示： 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池
7、上。 活动二：用电磁铁将大头针搬运至指定位置 1.教师引导： 我们的铁钉电磁铁已经制作好了， 并且我们已经知道铁钉电磁铁具有磁能， 就相当于一块磁铁。 下面我们就利用铁钉电磁铁搬运大头针， 将大头针搬运到指定位置。 2.提出要求：利用铁钉电磁铁搬运大头针，注意观察电磁铁是怎样搬运大头针的？怎样 控制大头针能够让它掉落在指定位置？ 3.出示课本 69 页上面一幅图片，引导学生看一看，了解活动方法，然后分小组活动， 利用电磁铁将大头针搬运至指定位置。 全班交流 4.指生说一说电磁铁是怎样搬运大头针的。 预设：当铁钉电磁铁通电之后，铁钉就有了磁能，相当于一块磁铁，我们利用他来搬运 大头针。 5.我们
8、怎样控制大头针才能让它掉落在指定位置？ 我们可以利用控制电源开关的方式让大头针掉落在指定位置。 活动三：电磁铁也能指南北吗 1.教师引导：电磁铁是将电能转化成磁能的，那么电磁铁能不能指南北呢？ 2.出示要求：给铁钉电磁铁通电，用铁钉的钉尖和钉帽靠近指南针，看看会有什么现象 发生？想一想各组的电磁铁钉尖是什么极？钉帽又是什么极？ 3.出示课本 69 页中间的一幅图片，学生观察这幅图片，进一步了解本次活动的方法。 学生继续分小组活动，利用通电的铁钉电磁铁的钉尖和钉帽去靠近指南针，看看会有什 么现象发生。 全班交流 4.指生说一说自己看到的实验现象。 预设：给铁钉电磁铁通电后，用钉尖和钉帽靠近指南针
9、的时候，有的会发生相互吸引的 现象，有的会发生相互排斥的现象。 5.电磁铁也能指南北吗？ 预设： 电磁铁也是可以指南北的。 因为铁钉电磁铁通电之后具有磁能， 相当于一块磁铁， 因此具有磁铁的性质，所以可以指南北。 6.在这个活动中，大家的铁钉电磁铁钉尖是什么极？钉帽又是什么极呢？ 各小组汇报本小组的铁钉电磁铁的钉尖和钉帽分别是什么极。 7.出示资料： 钉尖、钉帽指南北的方向与电流的方向有关。在不改变接线方式的情况下，按不同的方 向绕线圈，得到的方向结果也不同。 8.有兴趣的同学可以在课后的时候改变电流的方向，或者按照不同的方向再绕线圈，看 看结果是不是不同？ 三、研讨 刚刚我们制作了铁钉电磁铁
10、，并且利用铁钉电磁铁搬运了大头针到指定位置，那么用电 磁铁搬运物体时，能量是怎样转移的？在这个过程中能量形式是怎样转换的？ 预设： 利用电磁铁搬运物体中是由电能转化为磁能。 当铁钉电磁铁通电之后，电能转化成磁能，铁钉就有了磁能，相当于一块磁铁，我们利 用他来搬运大头针。我们可以利用控制电源开关的方式让大头针掉落在指定位置，当线 圈通上电流时， 发现铁钉可以吸起大头针； 而断开电流时， 大头针就从铁钉上脱落下来。 四、拓展 经过这节课的学习，我们了解了利用电磁铁可以将电能转化为磁能，那么磁能又是如何 转化为电能的呢？课后有兴趣的同学可以查阅资料，了解磁能如何转化为电能。 预设： 磁铁切割磁力线，就会产生电能，通过线圈实现磁能转化成电能。 切割磁力线时， 磁场不动， 但是形成回路的导体在运动， 这样回路绞链的磁场随之变化， 这就有了变化的磁场，就会产生感应电动势，导体形成了回路，就有了电流，产生电能。
