电和磁教学设计

电和磁教学设计一、教学目标1.知识与技能目标知道电流周围存在磁场，了解电流的磁效应，能说出通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。理解电磁铁的构造和工作原理，知道电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关。了解电磁继电器的结构和工作原理，能举例说明电磁继电器在生产生活中的应用。知道磁场对通电导体有力的作用，了解电动机的基本构造和工作原理，能说明电动机是将电能转化为机械能的装置。知道电磁感应现象，了解发电机的基本构造和工作原理，能说明发电机是将机械能转化为电能的装置。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生的观察能力、动手能力和分析归纳能力，体会科学探究的过程和方法。通过观察、分析和比较，培养学生的逻辑思维能力和类比学习能力。3.情感态度与价值观目标通过了解电与磁的相互联系，使学生认识到自然现象之间是相互联系的，培养学生的辩证唯物主义观点。通过了解电磁学在生产生活中的广泛应用，激发学生学习物理的兴趣，培养学生热爱科学、勇于探索的精神。

二、教学重难点1.教学重点电流的磁效应、电磁铁的工作原理和应用。磁场对通电导体的作用、电动机的工作原理。电磁感应现象、发电机的工作原理。2.教学难点通电螺线管的磁场方向与电流方向的关系。电磁铁磁性强弱的影响因素。电动机和发电机的工作过程及能量转化。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、演示法

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）1.展示一些与电和磁相关的生活实例图片，如：电磁起重机、扬声器、电动机、发电机等，引导学生观察并思考这些装置中电和磁是如何相互作用的。2.提问学生：在日常生活中，你们有没有注意到电和磁之间存在什么联系呢？从而引发学生对电和磁关系的兴趣，导入新课。

（二）电流的磁效应（15分钟）1.奥斯特实验演示奥斯特实验：将一根导线平行地放在小磁针的上方，观察当导线通电时小磁针的偏转情况；当导线断电时小磁针的状态。引导学生思考：小磁针为什么会发生偏转？这说明了什么？总结奥斯特实验现象：通电导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关。强调奥斯特实验的重要意义：它揭示了电与磁之间的联系，打开了电磁学的大门。2.电流磁效应的应用展示一些利用电流磁效应工作的电器设备图片，如：电铃、电磁继电器等，让学生观察并分析它们是如何利用电流的磁效应工作的。讲解电铃的工作原理：当电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使小锤敲击铃碗发声；同时电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧片的作用下回到原来位置，电路又重新接通，如此反复，电铃就不断发声。

（三）电磁铁（20分钟）1.电磁铁的构造展示电磁铁的实物模型，介绍电磁铁主要由螺线管和铁芯组成。让学生观察电磁铁的结构，思考：电磁铁与普通螺线管有什么不同？为什么要插入铁芯？2.电磁铁的工作原理演示实验：给电磁铁通电，观察它能够吸引大头针等铁磁性物质；断电后，电磁铁失去磁性。引导学生分析得出：电磁铁是利用电流的磁效应工作的，通电时有磁性，断电时无磁性。3.电磁铁磁性强弱的影响因素提出问题：电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？引导学生进行猜想，如：可能与电流大小、线圈匝数、有无铁芯等因素有关。设计实验进行探究：实验器材：电磁铁、电源、滑动变阻器、电流表、开关、大头针若干。实验方法：控制变量法。实验步骤：研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系：保持线圈匝数和铁芯不变，通过调节滑动变阻器改变电流大小，观察电磁铁吸引大头针的数量。研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系：保持电流大小和铁芯不变，改变线圈匝数，观察电磁铁吸引大头针的数量。研究电磁铁磁性强弱与有无铁芯的关系：保持电流大小和线圈匝数不变，分别观察有铁芯和无铁芯时电磁铁吸引大头针的数量。学生分组进行实验，记录实验数据并分析实验结果。总结实验结论：电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，电流越大，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强；电磁铁有铁芯时比无铁芯时磁性强。4.电磁铁的应用展示电磁起重机、电磁选矿机、电话听筒等利用电磁铁工作的设备图片，让学生了解电磁铁在生产生活中的广泛应用。结合图片讲解电磁起重机的工作原理：电磁起重机的主要部件是电磁铁，当接通电流时，电磁铁具有强大的磁性，能够吸引钢铁等重物；当断电时，电磁铁失去磁性，重物就会被放下。

（四）电磁继电器（15分钟）1.电磁继电器的结构展示电磁继电器的实物模型，介绍电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点等组成。结合实物模型讲解电磁继电器各部分的作用。2.电磁继电器的工作原理演示电磁继电器控制电路的实验：将电磁继电器的控制电路与一个低压电源、开关、滑动变阻器等组成闭合电路，将工作电路与一个高压电源、灯泡等组成闭合电路。当闭合控制电路中的开关时，观察工作电路中灯泡的亮灭情况。引导学生分析电磁继电器的工作过程：当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使动触点与静触点接触，工作电路接通，灯泡发光；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下回到原来位置，动触点与静触点分离，工作电路断开，灯泡熄灭。总结电磁继电器的工作原理：电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路通断的开关。它可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，还可以实现远距离操作和自动控制。3.电磁继电器的应用展示一些利用电磁继电器实现自动控制的实例图片，如：水位自动报警器、温度自动控制装置等，让学生分析这些装置中电磁继电器是如何工作的。结合图片讲解水位自动报警器的工作原理：当水位上升到一定高度时，使控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使报警电路接通，电铃发出警报；当水位下降到安全位置时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧作用下回到原来位置，报警电路断开，电铃停止发声。

（五）磁场对通电导体的作用（20分钟）1.实验探究演示实验：将一根直导线放在蹄形磁体的磁场中，接通电源，观察导线的运动情况；改变电流方向或磁场方向，再次观察导线的运动情况。引导学生思考：导线为什么会运动？运动方向与哪些因素有关？总结实验现象：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。2.左手定则介绍左手定则：伸出左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受安培力的方向。教师演示左手定则的使用方法，让学生模仿练习，加深对左手定则的理解。3.电动机的工作原理展示直流电动机的模型，介绍电动机主要由定子（磁体）、转子（线圈）、换向器和电刷等组成。结合模型讲解电动机的工作过程：当给电动机通电时，线圈在磁场中受到力的作用而转动。由于换向器的作用，当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。强调电动机工作时的能量转化：电动机是将电能转化为机械能的装置。4.电动机的应用展示一些常见的电动机应用实例图片，如：电风扇、洗衣机、电动车等，让学生了解电动机在生产生活中的广泛应用。

（六）电磁感应（20分钟）1.电磁感应现象的发现介绍电磁感应现象的发现历程，讲述法拉第经过多年坚持不懈的努力，终于发现了电磁感应现象。强调电磁感应现象发现的重要意义：它进一步揭示了电与磁之间的内在联系，为发电机的发明奠定了基础。2.电磁感应实验演示电磁感应实验：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，观察电流表指针的偏转情况。引导学生思考：电流表指针为什么会偏转？这说明了什么？总结实验现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。3.感应电流的方向提出问题：感应电流的方向与哪些因素有关呢？引导学生进行猜想，如：可能与导体切割磁感线的方向、磁场方向有关。设计实验进行探究：实验器材：蹄形磁体、导线、电流表、金属棒等。实验方法：控制变量法。实验步骤：保持磁场方向不变，改变金属棒切割磁感线的方向，观察电流表指针的偏转方向。保持金属棒切割磁感线的方向不变，改变磁场方向，观察电流表指针的偏转方向。学生分组进行实验，记录实验数据并分析实验结果。总结实验结论：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。4.发电机的工作原理展示交流发电机的模型，介绍发电机主要由定子和转子两部分组成，定子是磁体，转子是线圈。结合模型讲解发电机的工作过程：当线圈在磁场中转动时，做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流。由于线圈不断地转动，线圈中产生的感应电流的方向也不断地变化，这样就得到了交变电流。强调发电机工作时的能量转化：发电机是将机械能转化为电能的装置。5.发电机的应用展示一些发电机的应用实例图片，如：火力发电站、水力发电站、风力发电站等，让学生了解发电机在发电过程中的重要作用。

（七）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括电流的磁效应、电磁铁、电磁继电器、磁场对通电导体的作用、电磁感应、电动机和发电机等知识点。2.请学生用自己的语言总结电与磁之间的相互联系和转化关系，教师进行补充和完善。

（八）课堂练习（10分钟）1.布置适量的课堂练习题，内容涵盖本节课的重点知识，如：判断电流的磁效应现象、分析电磁铁磁性强弱的影响因素、应用左手定则判断通电导体在磁场中的受力方向、根据电磁感应现象判断感应电流的方向等。2.学生进行课堂练习，教师巡视指导，及时发现学生存在的问题并给予解答。

（九）布置作业（5分钟）1.书面作业：让学生完成教材上的课后练习题，巩固本节课所学知识。2.拓展作业：让学生查阅资料，了解电磁学在现代科技中的其他