《电动机》教学设计

《电动机》教学设计江苏南京29中致远校区殷发金一、教学目标（一）知识与技能1．通过实验，知道磁场对通电导线有力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。2．通过实验观察，知道磁场能使通电线圈转动，了解换向器的工作原理。3．了解直流电动机的构造、工作原理及能量的转化。（二）过程与方法经历探究过程，培养实验操作技能和实验操作兴趣。（三）情感态度和价值观通过实验“让线圈转起来”，体验在克服种种困难成功解决物理问题时的喜悦。二、教学重难点本节内容包括两部分：磁场对通电导线的作用、电动机的基本构造。电动机的工作原理就是磁场对通电导线有力的作用，通过实验知道磁场对通电导线有力的作用，它是学习电动机的基础。实验中引导学生认真观察实验，分析实验现象，得出通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系的结论。电动机在实际中应用广泛，但学生对其内部构造并不熟悉，通过线圈在磁场中受力运动，了解实际的电动机是如何工作的。电动机的转子能连续转动是由于安装了换向器，线圈转过平衡位置，改变线圈中电流方向，使线圈能连续转动，知道换向器的作用是了解电动机工作原理的关键。重点：通电导线在磁场中受到力的作用。难点：直流电动机的构造和工作原理三、教学策略学生对电动机在实际中的应用比较熟悉，能说出一些应用电动机的实例，提出电动机工作的原理。演示磁场对通电导线的作用这个实验是关键，可以利用课本的实验装置，金属棒的质量要小，可以用锡箔纸卷成空心棒，效果会更好，也可以利用悬挂的轻质金属棒进行实验。改变导线中电流方向，观察其运动方向；保持电流方向不变，改变磁场方向，观察导线的运动方向。可以得出“通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁感线的方向都有关系”的结论。在此实验中，给导线通电，消耗电能，金属棒会运动，获得机械能，这是一个把电能转化为机械能的过程。利用学生分组实验“让线圈转来”，知道通电线圈在磁场会发生转动，知道线圈的平衡位置，为电动机的构造和原理作基础。演示线圈在磁场中受力，提出如何让线圈在磁场中连续转动的问题。一种方法就是利用前面的分组实验，采取半圈受力的方法，但对实际应用有较大限制；另一种方法就是利用换向器，当线圈转过平衡位置时改变线圈中电流方向，使线圈的受力方向改变，让线圈持续受力转动，实际应用中可以采用多组线圈的方法使转子均匀受力。四、教学资源准备校园局域网、多媒体课件整合网络、漆包线、通电导线在磁场中受力演示装置、电源、开关、导线、线圈、换向器、电动机模型、U形磁铁、滑动变阻器、微风吊扇等。五、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图创设情景（5分钟）视频展示各种电动机，了解电动机在实际中的应用。如机床、电力机车、洗衣机、风扇等。学生观察各种图片，知道电动机在生活中应用非常广泛！创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。引入新课（5分钟）展示一个小电动机，给电动机通电，可以看到电动机能转动，思考：电动机工作时输入了什么能？获得了什么能？电动机为什么能转动？电动机工作时需要消耗电能，输出的是机械能，工作时把电能转化为机械能。学生思考。联系实际，贴近生活，培养分析与总结能力。新课内容（25分钟）磁场对通电导线的作用提出问题：磁体在磁场中会受力的作用，磁体间通过磁场相互作用，那么通电导线周围存在磁场，它是否会受到力的作用呢？猜想：通电导线在磁场中会受到力的作用。设计实验：在磁场中放一通电直导线，观察直导线是否受力运动。设计电路。进行实验：连接电路，快速的闭合开关再断开，观察现象。提出新的问题，通电导体在磁场中运动方向是固定的吗？可能与什么因素有关？演示实验，在前面实验的基础上，只改变电流方向，再改变磁场方向。观察金属棒的运动方向。综合前面的实验，请说说你对磁场对通电导线的作用的认识。学生猜想实验中金属棒要尽量轻一些。学生观察实验，闭合开关，金属棒会运动。说明通电导线在磁场中受到力的作用。学生讨论：通电导体在磁场中受力的作用，作用方向可能与电流方向有关，也可能与磁场方向有关。学生观察现象，当通电导线中的电流方向改变或磁场方向改变，通电导线的受力方向会发生改变，若同时改变电流方向和磁场方向，则受力方向不变。学生总结实验结论。了解科学探究的一般步骤，有利用科学的方法解决实际问题的意识。学会实验总结、提升。如果把一个通电的线框放到磁场中，它会怎样运动呢？演示：如图，利用此装置进行演示实验，发现线圈转动了起来。学生观察实验讨论后总结，由于线圈两边的培养观察思考、自学能力。讨论：为什么线圈是转动而不是直线运动呢？学生分组实验“让线圈转起来”，提醒学生漆包线刮的方法及位置。导线中的电流的方向是不一样的，所以它们受到力的方向也就不一样，受到方向相反的力所以转动起来。学生分组进行实验，线圈两端的漆包线，一端的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮半周。可以看到线圈能连续转动起来。学生实验有可能会不成功，可能原因有刮的方法不对，线圈与磁体间的距离等因素有关。教师可以进行指导。培养学生动手实验的能力。体验实验成功的喜悦、总结实验失败的教训。电动机的基本构造如果把想想做做中线圈两端的绝缘漆全部刮去，会出现什么现象呢？演示：接触电源，小线圈在磁场中发生转动，转到某位置摆动几下就不动了。投影实验图。讨论：为什么线圈不能持续转下去？在本实验中线圈静止时所处的位置叫平衡位置。如何让线圈转过平衡位置后，受力方向发生改变而持续转动呢？在“让电动机转起来”的实验中，线圈只有半圈有电流，如果在平衡位置时改变电流方向即可。如何能及时改变电流呢？展示直流电动机模型。请大家阅读课本上有关换向器工作原理的内容，思考换向器是如何改变学生对照图片，从力的角度对线圈进行分析。当线圈平面转到与磁场垂直时，线圈受到磁场的作用力方向相反，大小相等，并且在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力。线圈保持平衡状态。学生思考：线圈转过平衡位置时改变线培养学生观察思考、分析问题的能力。培养学生解决实际问题的能线圈中的电流的？换向器在电动机中起什么作用？展示一个实际电动机，观察其结构，发现实际的电动机有多匝线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。展示一个微型吊扇，拆开风扇罩子，可以看到内部结构，它也是由线圈及磁体组成的，线圈位置固定不变，磁铁在绕线圈转动。圈中电流方向或磁场方向。学生阅读课本，了解换向器的工作原理。换向器是当线圈转过平衡时，改变线圈中电流方向，使线圈能持续转动。了解实际电动机结构。它主要是由能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。学生观察微型吊扇。力。把物理与实际联系起来，体会物理与生活是密不可分的。介绍不同的电机，加强物理与实际的联系。总结（5分钟）课堂小结：1．通过这节课你学到了什么？2．说说你对磁场对通电导线的作用的认识。3．你能说出电动机的工作原理、能量转化吗？4．电动机的线圈为什么能在磁场中连续转动？拓展：科学世界“扬声器是怎样发声的”。阅读课本中本节的科学世界，扬声器是怎样发声，了解扬声器的工作原理也是利用了通电导线在磁场中受到力的作用。学生梳理本节课知识内容。1．认识电能表、电能的单位及计算。2．磁场对通电导线有力的作用，并且作用的方向与电流方向、磁场方向有关，当电流方向或磁场方向改变，作用的方向改变，若同时改变，则作用方向不变。3．电动机就是利用了磁场对通电导线的作用来工作的，它是把电能转化为机械能。4．电动机的线圈在磁场中要能持续转动，是靠换向器，当线圈转过平衡位置时，改变线圈中电流方向。学生阅读“扬声器是怎样发声的”，知道扬声器也是利用了通电导线在磁场中受到力的作用。培养学生总结归纳的能力利用物理方法解决实际问题，加强理论联系实际。作业布置1．完成《动手动脑学物理》第1、3题。2．思考：线圈在磁场中要持续转动，需要利用换向器改变线圈按要求完成。知识巩固。中电流，能否使用改变磁场的方法来使线圈持续转动？说说你的设计思路。