(共20张PPT)
4.4《能量——电能和磁能》
（教科版）六年级
上
4.4 《能量——电能和磁能》
这些设备如何‘隔空吸物’？电能咋变成磁能控制磁性？
新知导入
聚集
磁铁也具有 "能量" , 从磁悬浮列车、 电磁起重机, 到耳机、 电磁炉 , 到处都有磁能的影子。 其实, 通过适当的装置, 生活中的大部分磁能都可以由电能转换而来。什么样的装置可以将电能转换为磁能呢 的大门。奥斯特发现了什么 怎样解释这种现象呢
探究新知
电磁铁：在铁芯外绕导线，通电后导线产生磁场，铁芯被磁化增强磁性，断电后磁性消失，如电磁起重机的核心部件，通电时吸起钢铁，断电时释放。
电感线圈：由导线绕制而成，通电时线圈周围产生磁场，储存磁能，常见于耳机、电磁炉中，为设备运行提供磁能支持。
1.在铁钉上绕线圈, 并通电测试。
用有绝缘皮的导线在大铁钉上缠绕50 100圈,两头留出10 15厘米做连接线。 固定连接线与线圈,避免线圈松开。 用砂纸把接线头打磨光亮。
给线圈通上电流,铁钉能吸起大头针吗 断开电流呢 重复几次, 看看现象是否相同。
我们制作铁钉电磁铁所用的导线较短, 连接在电池上有点像短路连接, 耗电大, 电池容易发热,所以不能把它长时间连接在电池上。
2.用电磁铁将大头针搬运至指定位置。
电磁铁是怎样搬运大头针的 怎样控制大头针能让它掉落在指定位置
3.电磁铁也能指南北吗
给铁钉电磁铁通电,用钉尖和钉帽靠近指南针,各组的电磁铁钉尖是什么极 钉帽是什么极
资料：钉尖和钉帽指南北的方向，与电流的方向有关。在不改变接线方式的情况下，按不同的方向绕线圈，得到的方向结果不同。
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
了解磁能如何转换为电能。
课堂练习
选择题
1. 电磁铁的核心原理是（ ）
A. 电能转化为磁能（电流通过线圈产生磁性 ）
B. 磁能转化为电能（与电磁铁原理相反 ）
C. 机械能转化为电能（无关 ）
2. 要增强电磁铁磁性，可行的方法是（ ）
A. 增加电池节数（增大电流，增强磁能 ）
B. 减少线圈匝数（削弱磁能 ）
C. 断开开关（无磁 ）
3. 电磁铁与普通磁铁相比，最大特点是（ ）
A. 磁性强弱不可控（普通磁铁磁性固定 ）
B. 磁性有无、强弱可通过电流控制（电磁铁优势 ）
C. 只能吸铁（普通磁铁也能吸铁，非最大特点 ）
B
A
A
（二）判断题
1. 电磁铁通电时有磁性，断电后磁性立刻消失。（ ）
2. 电磁铁吸大头针数量越多，说明电能转化的磁能越弱。（ ）
3. 探究电磁铁磁性时，不需要控制变量，直接测试即可。（ ）
√
×
×
课堂总结
今天制作了电磁铁，谁能总结电能与磁能的转化规律，以及电磁铁的特点？电能通过线圈转化为磁能（电磁铁原理 ）；电池越多、匝数越多，磁能越强；电磁铁磁性可通过电流控制，很神奇！
板书设计
4.4 电能和磁能
核心装置：电磁铁（线圈+铁芯 ）
能量转化：电能→磁能（电流通过线圈产生磁性 ）
影响因素：
电流大小（电池节数越多，磁性越强 ）
线圈匝数（匝数越多，磁性越强 ）
技术特点：磁性有无、强弱可控（通断电、变量调节 ）
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教科版六年级科学上册核心素养教学设计
教材分析
《电能和磁能》聚焦电能与磁能的相互转化，以电磁铁为探究载体，通过“制作电磁铁探究磁能产生应用能量转化”的流程，引导学生理解“电能→磁能”的转化及电磁铁的特性（电流、匝数影响磁性 ），是“电和磁”单元的实践深化课，为理解电磁技术（如电磁起重机 ）奠定基础。
学情分析
六年级学生已了解“电生磁”（奥斯特实验 ），但对“电能→磁能的可控转化（电磁铁 ）”认知浅显。具备动手制作（如线圈绕制 ）和实验观察能力，不过在“控制变量探究电磁铁磁性影响因素归纳能量转化规律”上需指导。对“电磁铁的神奇应用（磁悬浮、电磁起重机 ）”兴趣浓厚，可借制作与探究，构建“电能磁能技术应用”的关联认知。
核心素养分析
（一）科学观念 通过制作电磁铁并探究其磁性，理解“电能可转化为磁能（电磁铁原理 ）”；认识电磁铁磁性强弱与电流、线圈匝数的关联，构建“电能→磁能的可控转化”观念，深化能量转化认知。 （二）科学思维 观察“电磁铁吸大头针数量”的现象，分析电流大小（电池节数 ）、线圈匝数对磁性的影响，归纳能量转化规律；从电磁铁应用（电磁起重机 ）推理“磁能大小与技术功能”的关联，提升分析、归纳与推理能力。 （三）探究实践 经历“制作电磁铁（绕线圈通电测试 ） 探究磁性影响因素（控制变量实验 ） 应用搬运大头针”的完整过程，提升动手操作、实验设计与问题解决素养；学会用“控制变量法”探究能量转化，培养实证探究习惯。 （四）态度责任 感受电磁铁在生活（耳机、电磁炉 ）和工业（电磁起重机 ）中的广泛应用，理解电能与磁能转化对技术发展的推动作用；激发对电磁技术创新的兴趣，增强“关注能量转化与技术应用”的责任意识，树立科学技术服务社会的观念。
教学重点
1. 制作电磁铁，理解其“电能→磁能”的转化原理（电流通过线圈产生磁性 ）。 2. 探究电磁铁磁性强弱的影响因素（电流大小、线圈匝数 ），归纳能量转化规律。
教学难点
1. 深度理解电磁铁“电能→磁能”的可控转化（电流通断、大小控制磁性有无与强弱 ），突破“抽象能量转化→ 具体技术应用”的思维跨越。 2. 精准控制实验变量（如线圈匝数、电池节数 ），从复杂现象中归纳“电流、匝数与磁性强弱”的清晰规律，实现“实验操作→ 科学结论”的有效推导。
教具准备
电磁铁制作材料：铁钉、绝缘导线（多匝数 ）、砂纸、电池、开关、大头针 实验记录单（电磁铁磁性影响因素表 ） 电磁铁应用资料（电磁起重机、磁悬浮列车视频 ）
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 教师活动：播放“电磁起重机搬运钢铁、磁悬浮列车运行”的视频，提问：“这些设备如何‘隔空吸物’？电能咋变成磁能控制磁性？” 引发学生对“电能→磁能的可控转化（电磁铁 ）”的探究兴趣。 学生活动：观察视频，联系“电生磁”前认知，猜想“设备里有特殊装置（电磁铁 ）控制磁能”，聚焦探究任务（制作电磁铁，探究电能→磁能 ）。 设计意图：以电磁技术的神奇应用导入，制造认知悬念（电能如何精准控制磁能 ），唤醒“电生磁”前经验，聚焦“电磁铁制作与能量转化”的核心任务。
二、讲授新课 （1）聚焦（5分钟） 教师活动：呈现教材“电磁铁应用（耳机、电磁炉 ）”的图片，提问：“哪些装置能把电能转成磁能？电磁铁如何实现这种转化？” 引导明确“通过制作电磁铁探究磁性，理解电能→磁能”的核心。 学生活动：观察图片，思考电能→磁能的装置（电磁铁 ），初步梳理探究路径（制作测试分析 ）。 设计意图：依托教材素材，关联生活应用与科学探究，聚焦“电磁铁制作与能量转化规律”的关键环节，为实验操作做铺垫。 （2）探索（20分钟） 教师活动： 任务1：制作电磁铁并测试 1. 指导制作：用绝缘导线在铁钉上绕50100圈（预留接线头 ），砂纸打磨接线头，连接电池、开关组成电路。 2. 实验操作：闭合开关，测试电磁铁吸大头针的数量；断开开关，观察磁性消失。记录现象（通电有磁，断电无磁 ）。 任务2：探究磁性影响因素（控制变量实验 ） 1. 电流大小影响：保持线圈匝数不变，分别用1节、2节电池供电，测试吸大头针数量，记录差异。 2. 线圈匝数影响：保持电池节数不变，分别用50圈、100圈线圈，测试吸大头针数量，记录差异。 巡视指导：纠正“线圈绕制松散（影响磁性 ）”“短路（电池过热 ）”等问题；强调“短时通电（保护电池 ）”，规范实验操作；引导用“数量对比法”记录数据（如1节电池吸5枚，2节吸10枚 ）。 学生活动： 分组制作：绕线圈、连电路，成功制作电磁铁，观察“通电吸针，断电掉落”，验证电能→磁能转化。 变量探究：通过“改变电池节数、线圈匝数”，发现“电池越多、匝数越多，吸针数量越多（磁性越强 ）”，归纳能量转化规律（电能输入越多，磁能输出越强 ）。 设计意图：通过“制作→ 基础测试→ 变量探究”的分层实验，让学生亲历“电能→磁能的转化与控制”过程，从定性观察（有磁/无磁 ）到定量分析（吸针数量 ），逐步构建电磁铁的科学认知，落实探究实践与科学思维培养。 （3）研讨（12分钟） 教师活动： 组织小组汇报实验数据（吸大头针数量与电流、匝数的关系 ），围绕以下问题研讨： ① 能量转化本质：“电磁铁吸针的现象说明什么？如何解释电能与磁能的转化？”（归纳：电能通过线圈转化为磁能，磁性强弱由电能输入决定 ） ② 规律应用：“电磁起重机如何利用电磁铁搬运重物？结合实验规律，说明其技术原理。”（电流大、匝数多→ 磁性强→ 搬运重物 ） ③ 科学方法：“探究中用了什么方法？如何保证实验公平？”（控制变量法：固定一个变量，改变另一个 ） 补充“电磁铁在生活中的应用（耳机的电磁线圈、电磁炉的磁场加热 ）”，强化能量转化的技术价值。 学生活动： 分享实验发现（电流、匝数与磁性正相关 ），推理“电能→磁能的可控转化”；联系电磁起重机，理解“强磁性源于大电流、多匝数”，感悟技术应用与科学规律的关联。 设计意图：通过研讨，将实验数据升华为科学规律（电能→磁能的可控性 ）与技术应用（电磁起重机原理 ），突破“能量转化→ 技术功能”的理解难点，落实核心素养培养。 （4）拓展（5分钟） 教师活动：展示“磁能转化为电能的装置（发电机模型 ）”图片，提问：“磁能如何转回电能？生活中哪些设备用到这种转化？” 鼓励课后查阅“电磁感应”资料，制作“电能与磁能转化”手抄报。 学生活动：观察图片，思考磁能→电能的可能性（如发电机 ），规划课后探究（查阅资料、梳理转化实例 ），延伸能量转化的认知广度。 设计意图：从“电能→磁能”拓展到“磁能→电能”，构建能量转化的完整闭环（电 磁 ），激发对电磁学的持续探究兴趣，呼应单元“能量转化与守恒”的主题。
三、课堂练习 选择题 1. 电磁铁的核心原理是（ ） A. 电能转化为磁能（电流通过线圈产生磁性 ） B. 磁能转化为电能（与电磁铁原理相反 ） C. 机械能转化为电能（无关 ） 答案：A 2. 要增强电磁铁磁性，可行的方法是（ ） A. 增加电池节数（增大电流，增强磁能 ） B. 减少线圈匝数（削弱磁能 ） C. 断开开关（无磁 ） 答案：A 3. 电磁铁与普通磁铁相比，最大特点是（ ） A. 磁性强弱不可控（普通磁铁磁性固定 ） B. 磁性有无、强弱可通过电流控制（电磁铁优势 ） C. 只能吸铁（普通磁铁也能吸铁，非最大特点 ） 答案：B 判断题 1. 电磁铁通电时有磁性，断电后磁性立刻消失。（√ ） 解析：电磁铁磁性由电流控制，断电后无电流，磁性消失，符合原理。 2. 电磁铁吸大头针数量越多，说明电能转化的磁能越弱。（× ） 解析：吸针数量多说明磁性强，磁能转化多，故错误。 3. 探究电磁铁磁性时，不需要控制变量，直接测试即可。（× ） 解析：需控制电流、匝数等变量，才能准确归纳规律，故错误。
四、课堂小结 教师引导：“今天制作了电磁铁，谁能总结电能与磁能的转化规律，以及电磁铁的特点？” 学生总结：“电能通过线圈转化为磁能（电磁铁原理 ）；电池越多、匝数越多，磁能越强；电磁铁磁性可通过电流控制，很神奇！” 设计意图：简洁回顾实验核心发现（电能→磁能的转化与控制 ），强化知识体系与科学观念培养。
板书设计
电能和磁能 核心装置：电磁铁（线圈+铁芯 ） 能量转化：电能→磁能（电流通过线圈产生磁性 ） 影响因素： 电流大小（电池节数越多，磁性越强 ） 线圈匝数（匝数越多，磁性越强 ） 技术特点：磁性有无、强弱可控（通断电、变量调节 ）
教学反思
（1）成功之处 以“制作电磁铁”为驱动，让学生亲历电能→磁能的转化过程，实验分层设计（制作→ 变量探究 ）符合认知规律，多数学生清晰理解电磁铁原理与能量转化规律。 研讨环节关联技术应用（电磁起重机 ），深化“能量转化→ 技术功能”的认知，落实核心素养；拓展磁能→电能，构建能量转化闭环，延伸学习价值。 （2）不足之处 部分学生绕线圈时松散，导致磁性弱、实验现象不明显，需提前示范“紧密绕制”；对“电磁铁在复杂设备（如耳机 ）中的微观能量转化（电→磁→声 ）”讲解不足，学生理解可能浅显。 废电池检测（教材探索3 ）环节未充分开展，错过“磁能反向验证（检测电流 ）”的拓展机会，能量转化的双向性体现不足。 （3）教学建议 下次教学增加“线圈绕制示范”，强调紧密绕制的重要性；补充“耳机中电磁转化（电→磁→振动发声 ）”的简单动画，帮助理解微观能量转化；完善废电池检测实验，验证磁能→电能的反向转化，强化能量闭环认知。 引入“电磁铁创意设计”活动（如电磁门、磁悬浮笔 ），激发技术创新思维，提升实践与态度责任培养的深度。
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