6.1电能的获得和转化 教案
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文档简介
电能的获得和转化（一）教学设计
【设计理念】 本课设计时注重知识来源于生活而高于生活的特点，通过列举大量的生活体会浅出新知识，通过温故知已有的知识来提出猜想并验证自己的猜想，通过体验和实验总结出新知识，努力在课堂的教学过程中就完成知识的内化。在整个教学过程中，教师是学生学习的合作者，引导者和参与者。教学过程是师生交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨他们的思维，调动学生的积极性，培养学生的探究能力。
【教学目标】
1． 知识与技能目标：
(1)了解电能的各种来源及应用；
(2)知道利用发电机可以大规模生产电能。知道发电机是把机械能转化为电能的装置；
(3)知道通电导体在磁场中受力（安培力）的方向与磁场方向、电流方向有关。
2． 过程与方法目标：
(1)通过调查电能的各种来源及应用，学习收集和处理信息的方法；
(2)通过参与科学探究活动，体验科学探究的乐趣，学习科学探究的方法。
3． 情感态度与价值观目标：
(1)初步认识科学技术的进步对人类社会的发展具有巨大的促进作用；
(2)激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，增强学生对知识获得过程的体验，感受科学家研究的艰辛。
【教学器材准备】
手摇发电机 通电导体在磁场中受到安培力的作用的实验装置 电磁感应装置 遥控玩具车2辆 静电球一个
【教学重难点】
重 点： 发电机是将机械能转化为电能的装置；通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与它所在的磁场方向和电流方向有关。
难 点： 导体在磁场中受到安培力的作用及其方向的决定因素
【教学方法】 谈话法，引导法，观察法、实验法、阅读资料法
【教学过程】
一 引入
师：今天老师带来一个神奇的魔法球，只要老师一发功，它就能释放漂亮的光电，还能随着老师的歌声跳舞（光电随声音变化）。你们相信吗？
生：不相信。
师：先不将开关闭合，演示失败。然后再用脚将开关闭合，演示成功。
生：学生惊呼
师：你知道老师第一次为什么会失败吗？
生：异口同声说因为没通电，哈哈！
师：你们真聪明，这个魔法球其实就是一个静电球，是利用电能来进行工作，那你们知道生活中还有那些电的应用吗？
分组讨论，讨论结束后请小组代表发言。
教师总结：今天，我们的生活几乎每时每刻都无法与电分离。电给我们带来了光，带来了热，带来了声，带来了几乎一切所需的舒适和方便，可以说电已成为现代人的生活必需品。
我们的社会一刻也离不开电能。在这一章我们一起来学电能，来了解电能是如何获得、转化和量度。
师：在课前老师要求大家去收集有关电能有哪些来源，现在把资料整理一下，在小组里讨论交流，然后展示你们组的成果。
生：（交流、讨论、整理）
二 新课教学
老师总结：现在我们知道电能的来源广泛，总的来说它的来源可以分为两类，一类是发电机，另一类是电池。接下来让我们一起来学习一下发电机吧。
（一） 发电机的结构和原理
1 展示手摇式发电机，要求学生通过书本阅读完成发电机结构的填空
引导学生观察和思考：(A)发电机的组成：_______________________
(B)发电机的能量转化情况：________________________
2 展示发电机的工作
邀请一位同学上台演示，其他同学注意观察灯泡的变化。（要求：按照一定方向摇动，并且改变摇动的速度）
展示完毕后，请同学描述现象
生：当按照一定方向摇动时，灯泡开始发光，并且速度改变时，灯泡的亮度也会随之改变。
师：观察的非常细致，描述的也很全面。那么大家思考一下为什么在摇动手柄时灯会发光呢？摇动的越快灯为什么越亮？利用桌上的器材进行探究。
活动一 发电机原理的探究
器材： 马蹄形磁体 灵敏电流计 滑动变阻器 导线若干
学生按照实验步骤进行实验，小组讨论得出结论。
教师请学生代表发言
生：发光的原因是当摇动手柄时，皮带带动了线圈转动，满足了电磁感应的条件，所以电路中产生了电流。而且在实验中我们改变了切割的速度，发现灵敏电流计指针的偏转幅度也随之发生改变，所以我们得出电流的大小与切割速度有关，也就可以解释为什么灯的亮度会发生改变
教师小结：通过上面的探究，我们发现发电机的原理是法拉第所发现的电磁感应现象，从能量转化的角度看到，发电机是将机械能转化为电能的装置。
活动二：讨论哪些能也可以用来发电
将一个重物与手摇发电机的手柄相连，将手柄移到最高点附近松手，转盘开始转动，带动线圈转动，灯微微发光。
思考：（1）这是利用什么能在发电？
生：这是将重物的重力势能转化为动能最后转化为电能。
（2）你还能找到可以用来发电的能吗？
生1：有些是由动能转化而来，比如水力发电和风力发电。
生2：有些是由热能转化而来，比如火力发电和地热发电。
生3：有些是由核能转化而来，比如核电站。
生4：有些是太阳能转化而来，比如太阳能发电
3 展示图片：生活中发电实例
（二） 电动机
活动三： 寻找生活中的用电器
分组讨论，然后请小组代表发言进行组间交流
教师：从所举的例子中挑出电风扇、电瓶车、油烟机等，思考他们能量转化的共同特点。
思考：电动机为什么会转动？
【分组实验】 探究通电导体在磁场中的受力情况
（提示：回顾奥斯特实验并提出猜想：通电导线周围存在磁场，能对小磁针有力的作用，那小磁针对通电导线有力的作用吗？）（提示看情况给出）
学生提出猜想：通电导线在磁场中会受到力的作用。
1 小组成员的分工：一个学生操作，一个同学记录 还有一个同学代表小组发言
2 实验步骤：
（1）按照实验电路图连接电路
（2）闭合开关，观察线圈的运动情况
（3）实验现象记录___________________________________________
（4）通过实验现象分析讨论，得出结论
（5）小组代表发言，组间交流，全班讨论互相补足。
实验结论：通电导体在磁场中受到力的作用，而且受力大小与电流大小有关。
活动四：玩具车操控大赛（请班级中车模爱好者表演如果没有就看视频）
学生按要求完成视屏中的相关动作，思考：玩具车为什么能完成倒车动作？
学生思考回答：电动机的转动方向发生改变，本质上将安培力的方向发生改变。
（1） 活动：探究安培力方向的影响因素
A 实验器材：学生电源 滑动变速器 马蹄形磁铁 线圈 铁架台 若干导线等
B 实验步骤：
a 按照实验要求连接电路图
b 闭合开关，观察线圈的运动方向，并记录现象
c 保持磁场方向不变，切换电源的正负极，然后重复步骤b的实验
d 保持电源正负极不变，对换磁极，重复步骤b的实验
e 通过实验现象的比较和小组讨论得出结论
实验结论：安培力的方向与磁场方向和电流方向有关
（2） 知识拓展：为什么玩具车的速度能够调节？
学生回答：电动机的转速发生改变，实质是安培力的大小发生改变。那么安培力的大小会与哪些因素有关呢？
阅读任务：阅读书本P85页，并根据书本中内容，用实验加以验证。
（3） 左手定则
4 课后思考：电动机和发电机结构很相似，能转换吗？
活动提示：将两个电动机直接用导线相连，其中一个电动机装上小风叶，另一个在中轴上固定一条绳子，然后将细绳有序的缠绕在中轴上。实验时，快速拉动细绳，观察装有小风叶的电动机如何变化。
【设计理念】 本课设计时注重知识来源于生活而高于生活的特点，通过列举大量的生活体会浅出新知识，通过温故知已有的知识来提出猜想并验证自己的猜想，通过体验和实验总结出新知识，努力在课堂的教学过程中就完成知识的内化。在整个教学过程中，教师是学生学习的合作者，引导者和参与者。教学过程是师生交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨他们的思维，调动学生的积极性，培养学生的探究能力。
【教学目标】
1． 知识与技能目标：
(1)了解电能的各种来源及应用；
(2)知道利用发电机可以大规模生产电能。知道发电机是把机械能转化为电能的装置；
(3)知道通电导体在磁场中受力（安培力）的方向与磁场方向、电流方向有关。
2． 过程与方法目标：
(1)通过调查电能的各种来源及应用，学习收集和处理信息的方法；
(2)通过参与科学探究活动，体验科学探究的乐趣，学习科学探究的方法。
3． 情感态度与价值观目标：
(1)初步认识科学技术的进步对人类社会的发展具有巨大的促进作用；
(2)激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，增强学生对知识获得过程的体验，感受科学家研究的艰辛。
【教学器材准备】
手摇发电机 通电导体在磁场中受到安培力的作用的实验装置 电磁感应装置 遥控玩具车2辆 静电球一个
【教学重难点】
重 点： 发电机是将机械能转化为电能的装置；通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与它所在的磁场方向和电流方向有关。
难 点： 导体在磁场中受到安培力的作用及其方向的决定因素
【教学方法】 谈话法，引导法，观察法、实验法、阅读资料法
【教学过程】
一 引入
师：今天老师带来一个神奇的魔法球，只要老师一发功，它就能释放漂亮的光电，还能随着老师的歌声跳舞（光电随声音变化）。你们相信吗？
生：不相信。
师：先不将开关闭合，演示失败。然后再用脚将开关闭合，演示成功。
生：学生惊呼
师：你知道老师第一次为什么会失败吗？
生：异口同声说因为没通电，哈哈！
师：你们真聪明，这个魔法球其实就是一个静电球，是利用电能来进行工作，那你们知道生活中还有那些电的应用吗？
分组讨论，讨论结束后请小组代表发言。
教师总结：今天，我们的生活几乎每时每刻都无法与电分离。电给我们带来了光，带来了热，带来了声，带来了几乎一切所需的舒适和方便，可以说电已成为现代人的生活必需品。
我们的社会一刻也离不开电能。在这一章我们一起来学电能，来了解电能是如何获得、转化和量度。
师：在课前老师要求大家去收集有关电能有哪些来源，现在把资料整理一下，在小组里讨论交流，然后展示你们组的成果。
生：（交流、讨论、整理）
二 新课教学
老师总结：现在我们知道电能的来源广泛，总的来说它的来源可以分为两类，一类是发电机，另一类是电池。接下来让我们一起来学习一下发电机吧。
（一） 发电机的结构和原理
1 展示手摇式发电机，要求学生通过书本阅读完成发电机结构的填空
引导学生观察和思考：(A)发电机的组成：_______________________
(B)发电机的能量转化情况：________________________
2 展示发电机的工作
邀请一位同学上台演示，其他同学注意观察灯泡的变化。（要求：按照一定方向摇动，并且改变摇动的速度）
展示完毕后，请同学描述现象
生：当按照一定方向摇动时，灯泡开始发光，并且速度改变时，灯泡的亮度也会随之改变。
师：观察的非常细致，描述的也很全面。那么大家思考一下为什么在摇动手柄时灯会发光呢？摇动的越快灯为什么越亮？利用桌上的器材进行探究。
活动一 发电机原理的探究
器材： 马蹄形磁体 灵敏电流计 滑动变阻器 导线若干
学生按照实验步骤进行实验，小组讨论得出结论。
教师请学生代表发言
生：发光的原因是当摇动手柄时，皮带带动了线圈转动，满足了电磁感应的条件，所以电路中产生了电流。而且在实验中我们改变了切割的速度，发现灵敏电流计指针的偏转幅度也随之发生改变，所以我们得出电流的大小与切割速度有关，也就可以解释为什么灯的亮度会发生改变
教师小结：通过上面的探究，我们发现发电机的原理是法拉第所发现的电磁感应现象，从能量转化的角度看到，发电机是将机械能转化为电能的装置。
活动二：讨论哪些能也可以用来发电
将一个重物与手摇发电机的手柄相连，将手柄移到最高点附近松手，转盘开始转动，带动线圈转动，灯微微发光。
思考：（1）这是利用什么能在发电？
生：这是将重物的重力势能转化为动能最后转化为电能。
（2）你还能找到可以用来发电的能吗？
生1：有些是由动能转化而来，比如水力发电和风力发电。
生2：有些是由热能转化而来，比如火力发电和地热发电。
生3：有些是由核能转化而来，比如核电站。
生4：有些是太阳能转化而来，比如太阳能发电
3 展示图片：生活中发电实例
（二） 电动机
活动三： 寻找生活中的用电器
分组讨论，然后请小组代表发言进行组间交流
教师：从所举的例子中挑出电风扇、电瓶车、油烟机等，思考他们能量转化的共同特点。
思考：电动机为什么会转动？
【分组实验】 探究通电导体在磁场中的受力情况
（提示：回顾奥斯特实验并提出猜想：通电导线周围存在磁场，能对小磁针有力的作用，那小磁针对通电导线有力的作用吗？）（提示看情况给出）
学生提出猜想：通电导线在磁场中会受到力的作用。
1 小组成员的分工：一个学生操作，一个同学记录 还有一个同学代表小组发言
2 实验步骤：
（1）按照实验电路图连接电路
（2）闭合开关，观察线圈的运动情况
（3）实验现象记录___________________________________________
（4）通过实验现象分析讨论，得出结论
（5）小组代表发言，组间交流，全班讨论互相补足。
实验结论：通电导体在磁场中受到力的作用，而且受力大小与电流大小有关。
活动四：玩具车操控大赛（请班级中车模爱好者表演如果没有就看视频）
学生按要求完成视屏中的相关动作，思考：玩具车为什么能完成倒车动作？
学生思考回答：电动机的转动方向发生改变，本质上将安培力的方向发生改变。
（1） 活动：探究安培力方向的影响因素
A 实验器材：学生电源 滑动变速器 马蹄形磁铁 线圈 铁架台 若干导线等
B 实验步骤：
a 按照实验要求连接电路图
b 闭合开关，观察线圈的运动方向，并记录现象
c 保持磁场方向不变，切换电源的正负极，然后重复步骤b的实验
d 保持电源正负极不变，对换磁极，重复步骤b的实验
e 通过实验现象的比较和小组讨论得出结论
实验结论：安培力的方向与磁场方向和电流方向有关
（2） 知识拓展：为什么玩具车的速度能够调节？
学生回答：电动机的转速发生改变，实质是安培力的大小发生改变。那么安培力的大小会与哪些因素有关呢？
阅读任务：阅读书本P85页，并根据书本中内容，用实验加以验证。
（3） 左手定则
4 课后思考：电动机和发电机结构很相似，能转换吗？
活动提示：将两个电动机直接用导线相连，其中一个电动机装上小风叶，另一个在中轴上固定一条绳子，然后将细绳有序的缠绕在中轴上。实验时，快速拉动细绳，观察装有小风叶的电动机如何变化。