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 ... ...
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