实践 调研电磁学对人类社会的影响 课件 2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

实践 调研电磁学对人类社会的影响 第十九章 电能从哪里来 项目分析 项目提出 项目实施 交流评估 知道电磁感应现象，了解发电机的构造、原理及工作过程，知道电动机的工作过程、工作原理、能的转化及转化效率。知道电功及其测量。 01 通过调研和制作活动，培养了学生制定计划、动手实践解决问题的能力，锻炼了学生团结协作、分工合作的团队精神。 02 素养目标 体验科学技术对人类社会的推动作用。 03 项目提出 我们身处电气化时代，电对于我们人类太重要了，电已经深深融入到我们的衣、食、住、行等基本生活中。观看视频： 电磁学给人类社会发展带来极大的推动力，下面让我们一起调查电磁学对人类社会产生了哪些主要的影响。 项目分析与活动安排 1.跨学科分析：本活动涉及电磁学、历史、社会等知识。 2.知识储备： （1）1821年奥斯特发现通电导体周围存在 。这种现象叫做电流的磁效应。在通电螺线管内插入一块 ，就构成了一个电磁铁。电磁铁的使用优点是： 有磁性， 无磁性。 （2）闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时产生感应电流，这就是1831年 发现的电磁感应现象，这一原理在 、 等很多电路元件中得到广泛应用。 （3）热机：把燃料燃烧释放的 转变为 能的装置。其转化效率较低，且需要消耗煤、石油等，都是 ，且燃料燃烧对环境有污染。 （4）电动机：原理是 ，工作势能的转化，电能转化为 能，其转化效率较高，且对环境基本没有污染。 磁场 通电 断电 铁芯 切割磁感线 法拉第 发电机 变压器 内能 机械 不可再生能源 通电导线在磁场中受到力的作用 机械 项目分析与活动安排 3.活动任务安排： （1）任务一：查阅资料，调研自法拉第发现电磁感应现象后，电磁学如何引发了第二次工业革命。以案例方式说明在我国的科技成就中，哪些是与电磁学知识有关的？电磁学给我们的生产、生活带来了哪些变化？完成一篇与电磁学如何影响人举社会发展相关的调研报告。 （2）任务二：成立兴趣小组，制作一台小型风力发电机，看看你们的发电机能否让一个小灯泡（或发光二极管）发光。经历此活动后，你有怎样的感受。 任务一 ： 项目实施 活动推进 查阅资料，调研自法拉第发现电磁感应现象后，电磁学如何引发了第二次工业革命。以案例方式说明在我国的科技成就中，哪些是与电磁学知识有关的？电磁学给我们的生产、生活带来了哪些变化？完成一篇与电磁学如何影响人举社会发展相关的调研报告。 1.我国在电磁学方面的科技成就案例 （1）案例1：稳态强磁场技术 中国科学院合肥物质科学研究院的科研团队成功创造了42.02万高斯的稳态磁场，超越美国2017年创造的41.4万高斯世界纪录。稳态强磁场在信息传输、物态搜索、反电子侦察以及战斗机隐身能力等方面具有重要应用。 （2）案例2：…… 项目实施 活动推进 2.观看视频，感受电磁波与人类社会发展间的关系： 3.调研报告：电磁学如何影响人类社会发展 （1）通过上网查阅资料，到图书馆查阅资料，实地参观电器生产工厂，采访有关人员等方式，了解调研电磁学对人类社会发展的影响。 （2）本调研报告格式遵循常规格式，包括但不限于调研背景分析、调研方法介绍、具体调研内容、形成调研结论等。教研内容建议包括调研电磁学发展历程、对应人类社会发展阶段，理清电磁学与人类社会发展的关系，电磁学具体应用案例等。 任务二 ： 成立兴趣小组，制作一台小型风力发电机，看看你们的发电机能否让一个小灯泡（或发光二极管）发光。经历此活动后，你有怎样的感受。 项目实施 活动推进 1.方案1：在家长知晓并同意情况下，购买材料包进行组装制作。 2.法案2：上网搜索方案或小组讨论提出方案并画出图纸，自行准备工具、材料进行制作。 附：网上制作视频： 项目实施 活动推进 3.方案3：“豆包”AI生成方案 （1）所需材料 电机：推荐使用废弃的直流电机，比如玩具车、CD 光驱中的电机。 扇叶：可以使用轻质塑料板、薄木板或者泡沫板制作。 支架：准备金属杆或木质杆作为支架，用于支撑整个风力发电机结构。 充电电池：选择合适电压的可充电电池，用于储存风力发电机产生的电能。 导线：若干绝缘导线，用于连接电机、电池和其他电子元件。 控制器：虽然不是必需的，但安装一个简单的控制器可以更好地保护电池，防止过充过放。 （2）工具：剪刀、螺丝刀、热熔胶枪、钳子、电钻等。 （3）制作步骤 ①制作扇叶：根据电机轴的尺寸和形状，设计并裁剪出扇叶的形状，数量为3 - 4片较为合适。将裁剪好的扇叶用胶水或螺丝固定在电机的转轴上。 项目实施 活动推进 ②安装电机：使用螺丝或其他固定装置将电机牢固地安装在支架上。 ③连接导线：将电机的正负极分别用导线引出，然后将导线连接到控制器的输入端。 ④安装支架。 ⑤测试与调试：完成安装后，将风力发电机放置在有风的地方，观察扇叶是否能够正常旋转，电机是否能够产生电流。使用万用表测量电池两端的电压，检查是否有充电现象。如果发现问题，及时检查各个部件的连接是否牢固，扇叶的安装是否平衡等。 （4）成果展示：看发电机能否使小灯泡或LED小灯珠发光。有条件的可测试发电机电压、电流。 （5）注意事项 在制作过程中，要注意安全，避免使用工具时造成意外伤害；确保电机和电池的电压匹配；在雷雨天气，应将风力发电机拆卸下来，避免遭受雷击。 4.确定方案，准备材料，分工制作，并记录制作感受，事后交流分享。 交流评估 以墙报或小论文的形式展示调研过程与结果，报告中应含数据分析与具体案例；展示制作的风力发电机，从跨学科视角与同学们分享制作过程及心得体会。 实践作业 查阅资料，请将电生磁与磁生电结合起来，创办一个相关的科普活动，进一步说明电磁学与社会发展的关系 $$早在古代，人们就已经发现了一些电现象，比如琥珀摩擦后能吸引小物件。但是直到18世纪，科学家们才开始深入研究电学。当时英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，也就是通过磁场引起电流的现象。这个发现对电磁学的发展起到了重要作用。后来麦克斯韦提出了电磁场理论，认为电和磁不是分开的，而是相互影响的。这个理论揭示了电磁学的本质，也成为了电磁学的基础。现在电磁学已经发展成为一个非常重要的学科，它涉及到电磁波、电磁感应、电磁场等等，电磁学的应用也非常广泛，比如手机还有电视机就是利用电磁波传输信息的，电动机、发电机等则是利用电磁感应原理工作的。电磁学还应用于医学、化学生物学等多个领域，成为现代科技发展的重要支撑。未来电磁学的前景也非常广阔，比如人们正在研究利用电磁波进行通信的新技术，比如5G技术，还有研究利用电磁场治疗癌症等疾病的方法。所以，学好电磁学，将来你也可以为科技进步做出贡献了。 人类的技术在很大程度上依赖于电磁波的应用。电磁波是物理学中的一个重要概念，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等不同频率的电。不是这些电磁波在人类的生活和工作中被广泛利用，从而改变了人类社会的各个方面。首先，电磁波在通信领域中发挥着至关重要的作用。例如，无线电波用于广播电视、无线通信和雷达等，微波用于卫星通信、长距离无线电通信等。这些通信方式利用电磁波的特性进行信息的传输，为人们提供了快速、高效、远距离的通信手段。其次，电磁波在能源领域也有着广泛的应用。例如，太阳能电池板将太阳能转化为电能，红外线用于加热和烘干物体，可见光用于照明和显示等，这些应用都利用了电磁波的特性，为人们提供了清洁、高效的能源利用方式。此外，电磁波在医学物理学、天文学等领域也有着重要的应用。例如X射线和CT等医学影像技术利用了电磁波的穿透性，红外线用于研究分子光谱学等。这些应用为人们提供了深入了解自然界和人类身体内部运作的工具。因此可以说人类的技术在很大程度上就是玩电磁波，通过利用用电磁波的特性和规律实现各种不同的应用，从而推动了人类社会的发展和进步。 制作的第一步，咱们先准备一个PVC管子堵头，这个堵头的直径是50毫米的。材料准备好以后，咱们首先在管的侧面画上定位点，然后用手电钻在画点的位置钻上穿膛孔。孔钻完以后，咱们再准备一台50瓦的直流发电机，然后把刚才做好的堵头拿过来，套在发电机上用螺丝进行固定。固定好以后，咱们再找来一个PVC管和一个便捷头套。在发电机上拧紧以后，咱们继续找来一个PVC管的堵头，还是用手电钻在中心钻上一个穿膛孔，然后再换上细的钻头，在侧面钻上几个小孔。孔钻完以后，咱们再找来一个对接头，拧在发电机的中心轴上，然后再套上PVC管用螺丝进行固定。固定好以后放到一边备用。下面咱们开始制作风力发电机的一轮。首先找了一段粗的PVC管，然后用笔画上标线开始切割，把PVC管从中间切切成两半就可以了。切完以后，风力发电机的叶片就制作好了。下一步咱们拿来手电钻，在叶片上打上穿疼孔。然后用螺丝把叶片固定在中心轴上，一共固定四个叶片，每两个叶片之间的夹角是90度。固定好以后，一个叶轮就制作完成了。下一步咱们继续用PVC管制作一个底座，底座安好以后，一个用PVC管制作而成的风力发电机就全部完工了。