4.4 电能和磁能-【良师教案】2023-2024学年六年级上册科学同步教案（教科版）

4.4　 电能和磁能 第一教案　 教学设计 教材分析 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。 那么电能和磁能究竟是如何转化的? 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“聚焦”部分希望学生能从上一课的“电和磁”的认知,上升到本课的“电 能和磁能”的理解。 从学生熟悉的磁铁具有“能量”这一前概念引出磁能,接着借 助生活中常见的磁悬浮列车、电磁起重机、耳机、电磁炉等具体实物明确磁能的存 在,再探究这些磁能是由什么能量转换而来的,把本课的研究聚焦到“什么样的装 置可以将电能转换为磁能?”的问题上来。 本课的铁钉电磁铁,既连接了上一课通 电线圈使小磁针发生较大偏转的现象,又顺利引出电能转换为磁能的生活应用。 “探索”部分由 3 个活动组成。 探索活动 1:在铁钉上绕线圈,并通电测试。 教科书通过 3 幅插图详细介绍了在铁钉上缠绕线圈的方法和步骤。 图 1 指 导学生沿着一个方向绕线圈,图 2 说明压住线头线尾的方法,图 3 呈现的是电磁 铁成品的样子。 这里电磁铁的导线要用带绝缘胶皮的导线,多股、较细为宜,便于 缠绕、拆开并多次使用。 线长够绕 50 ~ 100 圈为好。 若圈数太少,则磁力太小;若 圈数太多,则磁力虽强但需要的导线很长,不利于学生操作。 教师需要在课前准 备好导线,为使实验现象明显,要注意用砂纸把线头打磨光亮。 铁钉电磁铁制作完成后要进行测试,教科书要求接通电流和断开电流做几次 吸大头针的实验,是要学生感知电磁铁最重要的性质,即接通电流产生磁性,断开 电流磁性消失。 测试电磁铁能吸起多少根大头针,是要学生关注电磁铁磁性的强 弱。 此实验需要重复几次,看看现象是否相同,这样操作的目的是避免实验的偶 然性,培养学生严谨细致的科学态度。 教学中要注意提醒学生,电磁铁不能长时 间接在电池上,否则容易损坏电池。 ·882· 六年级上 {#{QQABTYoAogigQgBAAAgCUwEQCAAQkAECAIoGxBAAoAABAAFABAA=}#} ! " 学生要通过这个活动构建电磁铁的概念,知道电磁铁是由线圈和铁芯组成的 装置,为后续研究电磁铁做好铺垫。 探索活动 2:用电磁铁将大头针搬运至指定位置。 用电磁铁搬运大头针,其实包含了怎样控制电磁铁吸引和放落大头针这两个 环节。 这是对上一个活动的延续,也暗示着电磁铁这种装置的实际使用价值。 这 个活动不在于电磁铁吸引了多少大头针,重点是要学生从能量的角度去思考,是 什么能量使电磁铁吸引住了大头针? 这种能量是谁给的? 为什么被吸引住的大 头针也能吸起另外的大头针? 为什么断开电源,大头针就掉了? 是能量转换的通 道不通造成的吗? 通过对这些问题的思考,将学生探究的重点转移到对能量的思 考上来,而不仅仅只是关注电磁铁吸引大头针的现象。 探索活动 3:电磁铁也能指南北吗? 这部分也分为两个步骤,第一步,研究铁钉电磁铁有没有南北极;第二步,研 究电磁铁的南北极与什么因素有关。 第一步,研究铁钉电磁铁有没有南北极,铁钉哪端是北极,哪端是南极。 让学 生用已有的知识自己想办法研究。 简单的方法是用指南针检验:在通电情况下, 铁钉的一端与小磁针的南极相吸,而与小磁针的北极相斥,或者现象相反,说明电 磁铁也有南北极。 理论依据是磁极的“同极相斥、异极相吸”原理。 这样做的同 时,也就测试出钉尖、钉帽各是什么极,教科书的插图也做了相应的提示。 测试后 学生会发现,各组电磁铁钉尖、钉帽的南北极是不一样的,自然产生出为什么磁极 会不同的问题。 第二步,研究电磁铁的南北极与什么因素有关。 教师可以尝试让学生自行探 究,也可以引导学生观察、对比自己小组和其他小组的电磁铁线圈绕线方向、电池 正负极接法,思考是否与这些因素有关,再付诸实践检验自己的想法。 教科书的 资料中明确了电磁铁钉尖和钉帽指南北极的方向,与电流的方向有关,上述“改变 线圈绕线方向”和“调换电池正负极连接”都能让线圈中的电流方向发生改变。 “研讨”部分的问题“用电磁铁搬运物体,能量是怎样转移的? 在这个过程 中,能量形式是怎样转换的?”要组织学生深入研讨,这是本课的内核,也是本单元 的终极思考。 能量的转移和转换,贯穿了本单元的所有教学内容,可以安排在“探 索”环节的第二个活动中进行,也就是在利用铁钉电磁铁搬运大头针的过程中,要 引导学生理解电池通过电能的输出,利用电磁铁装置,把电能转换成了磁能。 而 电磁铁吸起一个大头针,又通过这个吸起的大头针去吸引其他的大头针,使大头 针接连地被磁化,这种现象就是能量