第十九章 实践调研电磁学对人类社会的影响 教案（表格式）2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

实践调研电磁学对人类社会的影响物理观念: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。知道热机工作过程、能的转化及转化效率。科学思维:对比分析热机跟电动机工作过程、能的转化效率及对环境的污染等,剖析人类从蒸汽时代进入电气时代的深层原因,明确电磁学对人类社会发展的推动作用。科学探究:通过调研和制作活动,培养了学生制订计划、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。能陈述反思实践过程及实践结果,并能提出改进意见和建议,完善实践结果。科学态度与责任:体验科学技术对人类社会的推动作用,具有节约能源、保护环境的意识,有树立学习科学技术服务社会、服务国家的远大抱负。教学重点:调研电磁学对人类社会发展的推动作用。教学难点:制作风力发电机并从跨学科视角分享制作过程。教师准备:视频、课件等。学生准备:剪刀、螺丝刀、热熔胶枪、电机、扇叶、导线、LED灯珠等。教学环节设计意图一、项目提出我们身处电气化时代,电对于我们人类太重要了,电已经深深融入我们的衣、食、住、行等基本生活中。观看视频:电磁学的发展及应用。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。通过播放视频,激发学生实践活动兴趣,创设实践氛围二、知识储备(1)1821年奥斯特发现通电导体周围存在磁场。这种现象叫做电流的磁效应。在通电螺线管内插入一块铁芯,就构成了一个电磁铁。电磁铁的使用优点是:通电有磁性,断电无磁性。

(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流,这就是1831年法拉第发现的电磁感应现象,这一原理在发电机、变压器等很多电路元件中得到广泛应用。

(3)热机:把燃料燃烧释放的内能转变为机械能的装置。其转化效率较低,且需要消耗煤、石油等,都是不可再生能源,且燃料燃烧对环境有污染。

(4)电动机:原理是通电导线在磁场中受到力的作用,电能转化为机械能,其转化效率较高,且对环境基本没有污染。

明确本实践活动的任务和环节及所需知识储备,为活动顺利开展做好准备三、项目实施任务一: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类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某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:微波技术我国科学院某院士提出的一腔多模理论打破传统认识,为通信卫星大发展提供了理论基础;他和助手创造的“林—钟方法”,简化了传输线特性阻抗的计算方法。(3)案例3:电磁弹射技术我国科学院某院士团队在电磁弹射技术上取得突破,使我国在该领域实现“弯道超车”。电磁弹射技术利用电磁力将飞机等物体加速到起飞速度,相比传统的蒸汽弹射具有更高的效率和可靠性,对于提升我国航母的战斗力具有重要意义。(4)案例4:量子科技量子科技是基于量子力学原理,利用量子叠加、量子纠缠等独特性质进行信息处理、传输和测量的一种新兴科技,主要分为量子计算、量子通信、量子精密测量三大领域。2024年,“九章三号”问世,它由255个光子组成,超过目前全球最快的“前沿”超级计算机1亿亿倍。2.观看电磁波改变人类生活的视频,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,电磁学的具体应用案例等。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。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:制作视频“微型风力发电机”。展示学生搜集信息和表述材料能力。老师对学生的汇报要有一定的评价,以鼓励为主了解电磁学发展动向,了解我国在电磁学方面取得的成就,树立努力学习、报效国家、回报社会的信念3.方案3:(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。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。实践活动设计中的内容只是预设内容,并不代表学生就按照预设内容来回答,应该以学生的实际活动方案为准四、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。实践设计一个节能方案一、项目提出二、知识储备三、项目实施四、交流评估查阅资料,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。通过查阅资料、实地参观电器生产工厂、采访相关领域专家以及对日常生活中电磁现象的观察等方式,对电磁学在人类社会中的应用和影响进行了调研。了解到电磁学在电力、通信、医疗、交通等众多领域都发挥着关键作用,极大地推动了社会的进步和发展。通过对具体应用实例的分析,使