電動機教學(xué)設(shè)計
電動機教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
�。ㄒ唬┲R與技能
1。通過實驗，知道磁場對通電導(dǎo)線有力的作用，知道力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。
2。通過實驗觀察，知道磁場能使通電線圈轉(zhuǎn)動，了解換向器的工作原理。
3。了解直流電動機的構(gòu)造、工作原理及能量的轉(zhuǎn)化。
（二）過程與方法
經(jīng)歷探究過程，培養(yǎng)實驗操作技能和實驗操作興趣。
�。ㄈ┣楦袘B(tài)度和價值觀
通過實驗“讓線圈轉(zhuǎn)起來”，體驗在克服種種困難成功解決物理問題時的喜悅。
二、教學(xué)重難點
本節(jié)內(nèi)容包括兩部分：磁場對通電導(dǎo)線的作用、電動機的基本構(gòu)造。電動機的工作原理就是磁場對通電導(dǎo)線有力的作用，通過實驗知道磁場對通電導(dǎo)線有力的作用，它是學(xué)習(xí)電動機的基礎(chǔ)。實驗中引導(dǎo)學(xué)生認真觀察實驗，分析實驗現(xiàn)象，得出通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系的結(jié)論。電動機在實際中應(yīng)用廣泛，但學(xué)生對其內(nèi)部構(gòu)造并不熟悉，通過線圈在磁場中受力運動，了解實際的電動機是如何工作的。電動機的轉(zhuǎn)子能連續(xù)轉(zhuǎn)動是由于安裝了換向器，線圈轉(zhuǎn)過平衡位置，改變線圈中電流方向，使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動，知道換向器的作用是了解電動機工作原理的關(guān)鍵。
重點：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。
難點：直流電動機的構(gòu)造和工作原理
三、教學(xué)策略
學(xué)生對電動機在實際中的應(yīng)用比較熟悉，能說出一些應(yīng)用電動機的實例，提出電動機工作的原理。演示磁場對通電導(dǎo)線的作用這個實驗是關(guān)鍵，可以利用課本的實驗裝置，金屬棒的質(zhì)量要小，可以用錫箔紙卷成空心棒，效果會更好，也可以利用懸掛的輕質(zhì)金屬棒進行實驗。改變導(dǎo)線中電流方向，觀察其運動方向;保持電流方向不變，改變磁場方向，觀察導(dǎo)線的運動方向�？梢缘贸觥巴妼�(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流方向、磁感線的方向都有關(guān)系”的結(jié)論。在此實驗中，給導(dǎo)線通電，消耗電能，金屬棒會運動，獲得機械能，這是一個把電能轉(zhuǎn)化為機械能的過程。利用學(xué)生分組實驗“讓線圈轉(zhuǎn)來”，知道通電線圈在磁場會發(fā)生轉(zhuǎn)動，知道線圈的平衡位置，為電動機的構(gòu)造和原理作基礎(chǔ)。演示線圈在磁場中受力，提出如何讓線圈在磁場中連續(xù)轉(zhuǎn)動的問題。一種方法就是利用前面的分組實驗，采取半圈受力的方法，但對實際應(yīng)用有較大限制;另一種方法就是利用換向器，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時改變線圈中電流方向，使線圈的'受力方向改變，讓線圈持續(xù)受力轉(zhuǎn)動，實際應(yīng)用中可以采用多組線圈的方法使轉(zhuǎn)子均勻受力。
四、教學(xué)資源準(zhǔn)備
校園局域網(wǎng)、多媒體課件整合網(wǎng)絡(luò)、漆包線、通電導(dǎo)線在磁場中受力演示裝置、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、線圈、換向器、電動機模型、U形磁鐵、滑動變阻器、微風(fēng)吊扇等。
五、教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
創(chuàng)設(shè)情景
（5分鐘）
視頻展示各種電動機，了解電動機在實際中的應(yīng)用。如機床、電力機車、洗衣機、風(fēng)扇等。
學(xué)生觀察各種圖片，知道電動機在生活中應(yīng)用非常廣泛！
創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。
引入新課
（5分鐘）
展示一個小電動機，給電動機通電，可以看到電動機能轉(zhuǎn)動，思考：
電動機工作時輸入了什么能？獲得了什么能？
電動機為什么能轉(zhuǎn)動？
電動機工作時需要消耗電能，輸出的是機械能，工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能。
學(xué)生思考。
聯(lián)系實際，貼近生活，培養(yǎng)分析與總結(jié)能力。
新課內(nèi)容（25分鐘）
磁場對通電導(dǎo)線的作用
提出問題：磁體在磁場中會受力的作用，磁體間通過磁場相互作用，那么通電導(dǎo)線周圍存在磁場，它是否會受到力的作用呢？
猜想：通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用。
設(shè)計實驗：在磁場中放一通電直導(dǎo)線，觀察直導(dǎo)線是否受力運動。設(shè)計電路。
進行實驗：連接電路，快速的閉合開關(guān)再斷開，觀察現(xiàn)象。
提出新的問題，通電導(dǎo)體在磁場中運動方向是固定的嗎？可能與什么因素有關(guān)？
演示實驗，在前面實驗的基礎(chǔ)上，只改變電流方向，再改變磁場方向。觀察金屬棒的運動方向。
綜合前面的實驗，請說說你對磁場對通電導(dǎo)線的作用的認識。
學(xué)生猜想
實驗中金屬棒要盡量輕一些。
學(xué)生觀察實驗，閉合開關(guān)，金屬棒會運動。說明通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。
學(xué)生討論：通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，作用方向可能與電流方向有關(guān)，也可能與磁場方向有關(guān)。
學(xué)生觀察現(xiàn)象，當(dāng)通電導(dǎo)線中的電流方向改變或磁場方向改變，通電導(dǎo)線的受力方向會發(fā)生改變，若同時改變電流方向和磁場方向，則受力方向不變。
學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)論。
了解科學(xué)探究的一般步驟，有利用科學(xué)的方法解決實際問題的意識。
學(xué)會實驗總結(jié)、提升。
如果把一個通電的線框放到磁場中，它會怎樣運動呢？
演示：如圖，利用此裝置進行演示實驗，發(fā)現(xiàn)線圈轉(zhuǎn)動了起來。
討論：為什么線圈是轉(zhuǎn)動而不是直線運動呢？
學(xué)生分組實驗“讓線圈轉(zhuǎn)起來”，提醒學(xué)生漆包線刮的方法及位置。
學(xué)生觀察實驗
討論后總結(jié)，由于線圈兩邊的導(dǎo)線中的電流的方向是不一樣的，所以它們受到力的方向也就不一樣，受到方向相反的力所以轉(zhuǎn)動起來。
學(xué)生分組進行實驗，線圈兩端的漆包線，一端的絕緣漆全部刮掉，另一端只刮半周。
可以看到線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來。
學(xué)生實驗有可能會不成功，可能原因有刮的方法不對，線圈與磁體間的距離等因素有關(guān)。教師可以進行指導(dǎo)。
培養(yǎng)觀察思考、自學(xué)能力。
培養(yǎng)學(xué)生動手實驗的能力。
體驗實驗成功的喜悅、總結(jié)實驗失敗的教訓(xùn)。
電動機的基本構(gòu)造
如果把想想做做中線圈兩端的絕緣漆全部刮去，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？
演示：接觸電源，小線圈在磁場中發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到某位置擺動幾下就不動了。
投影實驗圖。討論：為什么線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)下去？
在本實驗中線圈靜止時所處的位置叫平衡位置。如何讓線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后，受力方向發(fā)生改變而持續(xù)轉(zhuǎn)動呢？
在“讓電動機轉(zhuǎn)起來”的實驗中，線圈只有半圈有電流，如果在平衡位置時改變電流方向即可。如何能及時改變電流呢？
展示直流電動機模型。請大家閱讀課本上有關(guān)換向器工作原理的內(nèi)容，思考換向器是如何改變線圈中的電流的？
換向器在電動機中起什么作用？
展示一個實際電動機，觀察其結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)實際的電動機有多匝線圈，每個線圈都接在一對換向片上，以保證每個線圈在轉(zhuǎn)動的過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動。
展示一個微型吊扇，拆開風(fēng)扇罩子，可以看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它也是由線圈及磁體組成的，線圈位置固定不變，磁鐵在繞線圈轉(zhuǎn)動。
學(xué)生對照圖片，從力的角度對線圈進行分析。
當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場垂直時，線圈受到磁場的作用力方向相反，大小相等，并且在同一直線上，所以這兩個力是一對平衡力。線圈保持平衡狀態(tài)。
學(xué)生思考：
線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時改變線圈中電流方向或磁場方向。
學(xué)生閱讀課本，了解換向器的工作原理。
換向器是當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡時，改變線圈中電流方向，使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動。
了解實際電動機結(jié)構(gòu)。它主要是由能夠轉(zhuǎn)動的線圈和固定不動的磁體。在電動機里，能夠轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，固定不動的部分叫定子。
學(xué)生觀察微型吊扇。
培養(yǎng)學(xué)生觀察思考、分析問題的能力。
培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
把物理與實際聯(lián)系起來，體會物理與生活是密不可分的。
介紹不同的電機，加強物理與實際的聯(lián)系。
總結(jié)（5分鐘）
課堂小結(jié)：
1．通過這節(jié)課你學(xué)到了什么？
2．說說你對磁場對通電導(dǎo)線的作用的認識。
3．你能說出電動機的工作原理、能量轉(zhuǎn)化嗎？
4．電動機的線圈為什么能在磁場中連續(xù)轉(zhuǎn)動？
拓展：科學(xué)世界“揚聲器是怎樣發(fā)聲的”。
閱讀課本中本節(jié)的科學(xué)世界，揚聲器是怎樣發(fā)聲，了解揚聲器的工作原理也是利用了通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。
學(xué)生梳理本節(jié)課知識內(nèi)容。
1．認識電能表、電能的單位及計算。
2．磁場對通電導(dǎo)線有力的作用，并且作用的方向與電流方向、磁場方向有關(guān)，當(dāng)電流方向或磁場方向改變，作用的方向改變，若同時改變，則作用方向不變。
3．電動機就是利用了磁場對通電導(dǎo)線的作用來工作的，它是把電能轉(zhuǎn)化為機械能。
4．電動機的線圈在磁場中要能持續(xù)轉(zhuǎn)動，是靠換向器，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，改變線圈中電流方向。
學(xué)生閱讀“揚聲器是怎樣發(fā)聲的”，知道揚聲器也是利用了通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。
培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的能力
利用物理方法解決實際問題，加強理論聯(lián)系實際。
作業(yè)布置
1．完成《動手動腦學(xué)物理》
第1、3題。
2．思考：線圈在磁場中要持續(xù)轉(zhuǎn)動，需要利用換向器改變線圈中電流，能否使用改變磁場的方法來使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動？說說你的設(shè)計思路。
按要求完成。
知識鞏固。
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