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【课题名称】
《电磁转换》复习课(“苏科版”九年级下册第十六章)
【复习目标】
1.以“电和磁”为线索,让学生对电磁转换的知识进行回顾与再现.
2.通过实验,培养学生提出问题、设计实验和归纳、分析的能力.
3.通过对实验过程的反思来引领知识提升,培养学生思维意识和思维能力.
【教学设计】
(1)教学重点:以实验为基础,将物理知识融于具体的物理情境,以唤起学生对物理规律的再现与理解.
(2)教学难点:在物理情境中,能提出新的问题并进行合理的假设与猜想,进而设计实验,探讨实验方法,培养学生正确的物理思维方式.
【教学片段】
第一环节通过实验,认识磁体与磁场.
活动一:使静止的小磁针发生偏转
器材:小磁针、条形磁铁、大铁钉.
师:(指着讲台上静止的小磁针,如图1),同学们,这节课我们就从这枚小磁针开始.对于小磁针,你有哪些认识?请小组讨论一下.
生:它是磁体.
生:它周围有磁场.
生:它静止时指南北方向.
生:……
师:它静止时为何只指南北方向?
生:是因为地磁场的缘故.
师:如果要使小磁针发生偏转,你有哪些方法?请同学们相互讨论.
师:请各小组派一名代表来介绍一下你们小组设计的方法.
学生汇报.
师:同学们说得非常好,下面我们就通过实验来验证一下.
师:用手推动小磁针,小磁针偏转.
师:这说明什么?
生:说明力是改变物体运动状态的原因.
师:将一枚铁钉靠近小磁针,你看到什么现象?说明什么?
生:小磁针也发生偏转.说明磁体能够吸引铁、钴、镍等物质.
师:用条形磁铁的一端靠近小磁针,小磁针也发生了偏转,这又说明了什么?
生:条形磁体对小磁针有力的作用.
师:说得很棒.那如果还用条形磁铁的这一端去靠近小磁针的另一端时,你又有什么新的发现?
生:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
师:但是这种相互作用却没有接触,为什么?
生:磁体周围存在磁场.
【设计意图】从寻找让小磁针由静止到发生偏转的方法为突破口,通过讨论不仅让学生认识了磁体的指向性、吸铁性、磁极间相互作用规律以及磁场等基本知识,而且培养了学生的发散性思维.
第二环节通过实验,了解电流周围存在磁场.
活动二:探究通电直导线周围的磁场
活动三:安培定则的应用
器材:自制固定导线、小磁针、电源、开关、导线若干.
师:这根导线通以电流后靠近小磁针,应怎样放置?
生:与小磁针平行,南北放置.
师:请一名同学来帮助放置一下(如图2).通电后,小磁针偏转了吗?说明了什么?
生:小磁针偏转,说明通电导体周围也存在着磁场.
师:这就是奥斯特实验.若此时只将小磁针移走,该结论是否成立?
生:成立.
师:小磁针的作用是什么?
生:检验磁场的存在.
师:要使小磁针的偏转方向发生改变,怎么办?
生:改变电流方向.
师:把通电导线绕在圆筒上就变成了螺线管,它的周围也存在着磁场,它的磁极分布与电流方向之间可以通过什么方法来判断?
生:安培定则.
师:请同学们用安培定则完成学案上的练习.
生:作业.
师:我们来选取几名同学的作业,并投影在屏幕上.请同学们来做评判.
生:……
师:如果要画出磁感线上某点的磁场方向,如何画?
生:画出该点的切线方向.
【设计意图】通过对奥斯特实验的再探究,让学生认识到小磁针对研究磁场的重要性,体验到转换法的物理思想.通过对安培定则的复习,使学生能比较熟练掌握通电螺线管的极性与电流方向之间的关系.
第三环节通过实验,了解磁场对电流的作用.
活动四:观察磁场对通电直导线的作用
活动五:探究通电导体在磁场中所受力的大小与电流大小的关系
器材:线圈、U形蹄铁、电源、开关、导线,滑动变阻器,自制的电动机模型.
师:磁体周围存在磁场,通电导体周围也存在磁场,它们之间必然会发生相互作用.
师:演示磁场对电流作用.你看到什么现象?说明了什么?
生:导体(线圈)运动起来,说明通电导体在磁场中受到力的作用.
师:这个实验在生活中有哪些应用?
生:制造电动机.
师:老师这里也制作了一个电动机模型(如图3).请大家观察一下是不是真的能转动?如果不能,请分析其原因.
生:……
师:能量是如何转化的?
生:电能转化为机械能.
师:如果要改变导体的运动方向,你有哪些方法?
生:改变电流方向或改变磁场方向.
师:两者都改变?
生:只改变其中一个.
师:请两名同学来给大家验证一下.
生:……
师:既然通电导体在磁场中受到力的作用.那么力的大小可能与哪些因素有关?请同学们相互讨论一下,提出合理的猜想.
生:磁场强弱.
生:电流大小. 生:线圈匝数.
生:……
师:同学说得都很好.若要研究力的大小与电流大小关系?我们怎样研究?你能否在这个电路的基础上添加一个元件来完成任务?写出你的器材、实验步骤和判断方法.
生:……
师:如何改变电流大小?
生:添加一个滑动变阻器后移动其滑片.
师:如何知道力的大小有没有改变?
生:观察比较金属导体(线圈)的摆动幅度.
师:请两名同学来实际探究一下(如图4).
生:……
师:请大家根据所观察的现象说出你的结论.
生:……
师:对刚才这两名同学的探究进行合理的评价.
生:需要采用控制变量法进行探究.
【设计意图】在电能生磁的基础上,让学生认识到磁场对电流有力的作用.通过老师制作的电动机模型展示,激发起学生好奇心、求知欲.通过对“影响通电导体在磁场中所受力大小的因素”进行合理的猜想,以及对其中某一个影响因素的探究,培养学生分析问题,设计实验,归纳总结的能力,以达到物理研究方法的渗透,从而引领知识提升.
第四环节通过实验,了解电磁感应.
活动六:探究感应电流产生的条件
器材:线圈、U形蹄铁、小量程电流表、开关、导线.
师:电能生磁,那磁能否生电?
生:能.
师:你能否对刚才的实验装置进行改进来研究磁生电,也就是电磁感应?
生:将电源换成小量程电流表(如图5).
师:如何才能产生感应电流?请一名同学来实际操作一下.
生:展示.
师:你认为产生感应电流的条件是什么?
生:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动.
师:刚才这位同学只让导体(或线圈)沿水平方向左右运动以切割磁感线,发现小量程电流表的指针发生了偏转.这样就得出了产生感应电流的条件,合理吗?
生:不合理,因为没有让导体在磁场中沿其它方向运动,以判断导线不切割磁感线时是否会产生感应电流.
师:这位同学说得很好.只有让导体在磁场中沿不同的方向运动,这样所得到的结论才能避免偶然性,使之具有普遍性.
师:那么我们可以通过什么方法改变感应电流的方向?
生:改变导体运动的方向或改变磁场的方向.
师:我请一位同学来实际操作一下.
生:展示.
师:这个实验在实际生活有何应用?
生:制造发电机.
师:能量是如何转化的?
生:机械能转化为电能.
【设计意图】通过对感应电流产生条件的再探究,让学生认识到要使得出的结论更具有普遍性需要有充分的理由,这不仅需要多次实验,而且有时需要从正反两个方面来进行比较、验证.
第五环节通过反思,引领提升.
活动七:反思与评价
师:正是发电机的发明,使得人们能大规模的使用电能,给人们带来了极大的方便.这也得益于科学家在探索的道路上不断总结,不断反思.那我们在平时的学习中如果也能对所学知识进行反思,将使我们受益匪浅.
师:反思1:电与磁之间看上去没有什么关系,你是怎么知道电与磁是有联系的?
生:通过奥斯特实验和电磁感应现象,可以知道电与磁之间是有联系的.
师:反思2:通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似,你是怎么知道的?可用什么来描述磁场的特点?
生:通过铁屑在磁场中有序分布,且分布的规律大致相同等实验现象,可以发现两者的磁场相似.可以用磁感线来描述磁场的特点.
师:我们研究磁场一般用小磁针,那为什么能用铁屑代替小磁针?
生:因为铁屑能被磁场磁化为像小磁针一样的磁体.
师:能用铜屑代替小磁针吗?为什么?
生:不能,因为铜屑不能被磁化.
师:那如何操作?
生:将铁屑均匀撒在玻璃板上,轻敲玻璃板,观察铁屑的排列情况.
师:为什么铁屑的分布有疏密之分,说明什么?
生:不同位置磁场强弱不同,铁屑分布越密的地方,说明磁场越强.
师:反思3:请同学们从实验装置、实验步骤、实验结论、能量转化、应用的角度谈谈“观察磁场对通电直导线的作用”和“探究感应电流产生的条件”两个活动有什么异同.
生:交流、讨论.
【设计意图】通过反思,使学生认识到电与磁之间有联系,了解研究磁场的方法,培养学生转换的思想,领会物理学的研究方法,提升学生的科学素养,养成反思与评价的思维习惯.
总之,物理学是一门以实验为基础的科学,无论是新授课还是复习课,都应将物理规律融于一定的物理情境,通过实验让学生亲身去体验、去感知,这远比就知识梳理知识、对物理规律进行机械式、重复式的记忆要好很多,同时更要注重复习课中对知识的引领提升和物理思维方法的引导,以培养学生科学的探究意识和探究方法.
《电磁转换》复习课(“苏科版”九年级下册第十六章)
【复习目标】
1.以“电和磁”为线索,让学生对电磁转换的知识进行回顾与再现.
2.通过实验,培养学生提出问题、设计实验和归纳、分析的能力.
3.通过对实验过程的反思来引领知识提升,培养学生思维意识和思维能力.
【教学设计】
(1)教学重点:以实验为基础,将物理知识融于具体的物理情境,以唤起学生对物理规律的再现与理解.
(2)教学难点:在物理情境中,能提出新的问题并进行合理的假设与猜想,进而设计实验,探讨实验方法,培养学生正确的物理思维方式.
【教学片段】
第一环节通过实验,认识磁体与磁场.
活动一:使静止的小磁针发生偏转
器材:小磁针、条形磁铁、大铁钉.
师:(指着讲台上静止的小磁针,如图1),同学们,这节课我们就从这枚小磁针开始.对于小磁针,你有哪些认识?请小组讨论一下.
生:它是磁体.
生:它周围有磁场.
生:它静止时指南北方向.
生:……
师:它静止时为何只指南北方向?
生:是因为地磁场的缘故.
师:如果要使小磁针发生偏转,你有哪些方法?请同学们相互讨论.
师:请各小组派一名代表来介绍一下你们小组设计的方法.
学生汇报.
师:同学们说得非常好,下面我们就通过实验来验证一下.
师:用手推动小磁针,小磁针偏转.
师:这说明什么?
生:说明力是改变物体运动状态的原因.
师:将一枚铁钉靠近小磁针,你看到什么现象?说明什么?
生:小磁针也发生偏转.说明磁体能够吸引铁、钴、镍等物质.
师:用条形磁铁的一端靠近小磁针,小磁针也发生了偏转,这又说明了什么?
生:条形磁体对小磁针有力的作用.
师:说得很棒.那如果还用条形磁铁的这一端去靠近小磁针的另一端时,你又有什么新的发现?
生:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
师:但是这种相互作用却没有接触,为什么?
生:磁体周围存在磁场.
【设计意图】从寻找让小磁针由静止到发生偏转的方法为突破口,通过讨论不仅让学生认识了磁体的指向性、吸铁性、磁极间相互作用规律以及磁场等基本知识,而且培养了学生的发散性思维.
第二环节通过实验,了解电流周围存在磁场.
活动二:探究通电直导线周围的磁场
活动三:安培定则的应用
器材:自制固定导线、小磁针、电源、开关、导线若干.
师:这根导线通以电流后靠近小磁针,应怎样放置?
生:与小磁针平行,南北放置.
师:请一名同学来帮助放置一下(如图2).通电后,小磁针偏转了吗?说明了什么?
生:小磁针偏转,说明通电导体周围也存在着磁场.
师:这就是奥斯特实验.若此时只将小磁针移走,该结论是否成立?
生:成立.
师:小磁针的作用是什么?
生:检验磁场的存在.
师:要使小磁针的偏转方向发生改变,怎么办?
生:改变电流方向.
师:把通电导线绕在圆筒上就变成了螺线管,它的周围也存在着磁场,它的磁极分布与电流方向之间可以通过什么方法来判断?
生:安培定则.
师:请同学们用安培定则完成学案上的练习.
生:作业.
师:我们来选取几名同学的作业,并投影在屏幕上.请同学们来做评判.
生:……
师:如果要画出磁感线上某点的磁场方向,如何画?
生:画出该点的切线方向.
【设计意图】通过对奥斯特实验的再探究,让学生认识到小磁针对研究磁场的重要性,体验到转换法的物理思想.通过对安培定则的复习,使学生能比较熟练掌握通电螺线管的极性与电流方向之间的关系.
第三环节通过实验,了解磁场对电流的作用.
活动四:观察磁场对通电直导线的作用
活动五:探究通电导体在磁场中所受力的大小与电流大小的关系
器材:线圈、U形蹄铁、电源、开关、导线,滑动变阻器,自制的电动机模型.
师:磁体周围存在磁场,通电导体周围也存在磁场,它们之间必然会发生相互作用.
师:演示磁场对电流作用.你看到什么现象?说明了什么?
生:导体(线圈)运动起来,说明通电导体在磁场中受到力的作用.
师:这个实验在生活中有哪些应用?
生:制造电动机.
师:老师这里也制作了一个电动机模型(如图3).请大家观察一下是不是真的能转动?如果不能,请分析其原因.
生:……
师:能量是如何转化的?
生:电能转化为机械能.
师:如果要改变导体的运动方向,你有哪些方法?
生:改变电流方向或改变磁场方向.
师:两者都改变?
生:只改变其中一个.
师:请两名同学来给大家验证一下.
生:……
师:既然通电导体在磁场中受到力的作用.那么力的大小可能与哪些因素有关?请同学们相互讨论一下,提出合理的猜想.
生:磁场强弱.
生:电流大小. 生:线圈匝数.
生:……
师:同学说得都很好.若要研究力的大小与电流大小关系?我们怎样研究?你能否在这个电路的基础上添加一个元件来完成任务?写出你的器材、实验步骤和判断方法.
生:……
师:如何改变电流大小?
生:添加一个滑动变阻器后移动其滑片.
师:如何知道力的大小有没有改变?
生:观察比较金属导体(线圈)的摆动幅度.
师:请两名同学来实际探究一下(如图4).
生:……
师:请大家根据所观察的现象说出你的结论.
生:……
师:对刚才这两名同学的探究进行合理的评价.
生:需要采用控制变量法进行探究.
【设计意图】在电能生磁的基础上,让学生认识到磁场对电流有力的作用.通过老师制作的电动机模型展示,激发起学生好奇心、求知欲.通过对“影响通电导体在磁场中所受力大小的因素”进行合理的猜想,以及对其中某一个影响因素的探究,培养学生分析问题,设计实验,归纳总结的能力,以达到物理研究方法的渗透,从而引领知识提升.
第四环节通过实验,了解电磁感应.
活动六:探究感应电流产生的条件
器材:线圈、U形蹄铁、小量程电流表、开关、导线.
师:电能生磁,那磁能否生电?
生:能.
师:你能否对刚才的实验装置进行改进来研究磁生电,也就是电磁感应?
生:将电源换成小量程电流表(如图5).
师:如何才能产生感应电流?请一名同学来实际操作一下.
生:展示.
师:你认为产生感应电流的条件是什么?
生:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动.
师:刚才这位同学只让导体(或线圈)沿水平方向左右运动以切割磁感线,发现小量程电流表的指针发生了偏转.这样就得出了产生感应电流的条件,合理吗?
生:不合理,因为没有让导体在磁场中沿其它方向运动,以判断导线不切割磁感线时是否会产生感应电流.
师:这位同学说得很好.只有让导体在磁场中沿不同的方向运动,这样所得到的结论才能避免偶然性,使之具有普遍性.
师:那么我们可以通过什么方法改变感应电流的方向?
生:改变导体运动的方向或改变磁场的方向.
师:我请一位同学来实际操作一下.
生:展示.
师:这个实验在实际生活有何应用?
生:制造发电机.
师:能量是如何转化的?
生:机械能转化为电能.
【设计意图】通过对感应电流产生条件的再探究,让学生认识到要使得出的结论更具有普遍性需要有充分的理由,这不仅需要多次实验,而且有时需要从正反两个方面来进行比较、验证.
第五环节通过反思,引领提升.
活动七:反思与评价
师:正是发电机的发明,使得人们能大规模的使用电能,给人们带来了极大的方便.这也得益于科学家在探索的道路上不断总结,不断反思.那我们在平时的学习中如果也能对所学知识进行反思,将使我们受益匪浅.
师:反思1:电与磁之间看上去没有什么关系,你是怎么知道电与磁是有联系的?
生:通过奥斯特实验和电磁感应现象,可以知道电与磁之间是有联系的.
师:反思2:通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似,你是怎么知道的?可用什么来描述磁场的特点?
生:通过铁屑在磁场中有序分布,且分布的规律大致相同等实验现象,可以发现两者的磁场相似.可以用磁感线来描述磁场的特点.
师:我们研究磁场一般用小磁针,那为什么能用铁屑代替小磁针?
生:因为铁屑能被磁场磁化为像小磁针一样的磁体.
师:能用铜屑代替小磁针吗?为什么?
生:不能,因为铜屑不能被磁化.
师:那如何操作?
生:将铁屑均匀撒在玻璃板上,轻敲玻璃板,观察铁屑的排列情况.
师:为什么铁屑的分布有疏密之分,说明什么?
生:不同位置磁场强弱不同,铁屑分布越密的地方,说明磁场越强.
师:反思3:请同学们从实验装置、实验步骤、实验结论、能量转化、应用的角度谈谈“观察磁场对通电直导线的作用”和“探究感应电流产生的条件”两个活动有什么异同.
生:交流、讨论.
【设计意图】通过反思,使学生认识到电与磁之间有联系,了解研究磁场的方法,培养学生转换的思想,领会物理学的研究方法,提升学生的科学素养,养成反思与评价的思维习惯.
总之,物理学是一门以实验为基础的科学,无论是新授课还是复习课,都应将物理规律融于一定的物理情境,通过实验让学生亲身去体验、去感知,这远比就知识梳理知识、对物理规律进行机械式、重复式的记忆要好很多,同时更要注重复习课中对知识的引领提升和物理思维方法的引导,以培养学生科学的探究意识和探究方法.