资源简介

第二十章 电与磁
第4节 电动机
教学目标
一、物理观念
1.知道通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。
2.知道电动机的构造和工作原理。
二、科学思维
1.根据对实验现象进行分析，得出的相应的观点。
2.通过分析线圈停止转动的现象，思考得出如何克服阻碍使其持续转动的方法并论证其可行性。
3.进一步引导思考，讨论得出线圈转动动力更足的可行性方法，并对他人方法进行质疑论证。
三、科学探究
1.通过观察演示实验，培养观察能力与分析能力。
2.通过小组合作探究，分析线圈停止转动的方法，提升动手操作、交流合作以及分析的能力。
3.通过制作小电动机，全面培养学生的创新能力与动手能力。
四、科学态度与责任
通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，激发学生思维，提升物理学习的兴趣，并使学生在此过程中体验获取知识、探究新事物的方法。
教学重点
磁场对通电导线的作用。
教学难点
直流电动机的构造和工作原理。
教具准备
电源、导线、开关、蹄形磁体、导轨、导体棒、线圈、漆包线、小电动机（可拆解）、手工简易小电动机（电池和纽扣磁体外加铜丝线框组成）、多媒体课件。
教学过程
新课引入
展示制作的手工简易小电动机：将铜丝线框套在线圈上，铜丝线框转动了起来。向学生讲述这就相当于一个小电动机。提出问题：生活中的各种电器都用到了电动机，电动机的是如何工作的呢？导入新课。
新课讲授
探究点一：磁场对通电导线的作用
活动1：明确本节课的一个任务，造出一个小电动机。接着回顾问题：还记得之前的实验中会有什么现象？说明了什么？
学生思考并进行分析，磁体在磁场中受到了力的作用，通电导线周围存在磁场。
活动2：提出问题：通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？
学生进行猜想。
进行演示实验：演示1：把导线ab放在磁场中，接通电源观察导线的运动；
通过现象验证猜想。
接着继续提问：通电导体在磁场中受力的方向可能与哪些因素有关？哪些条件可改变的？由此你想到了什么？
学生进行猜想。
进行演示实验：演示2：接着把电源正负极对调，闭合开关，观察实验现象；演示3：再接着把蹄形磁体上下磁极调换，观察实验现象。
归纳总结：①通电导线在磁场中要受到力的作用。 ②通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
例题训练：见课件
知识拓宽：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。
活动3：提出问题：通电导线只能在磁场中往一个方向移动，而电动机是可以转动的，那么应该怎么办呢？展示电动机的图片。
学生联想到用线圈说不定可以实现转动。
进行演示实验：将线圈放置在蹄形磁体之间，并通电。接着改变电流方向与磁场方向，再次实验。
归纳总结：通电导体在磁场中会转动，转动方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。但是无法继续转动。
探究点二：电动机的基本构造
活动1：提出问题：为什么无法持续转动呢？
组织学生进行实验：闭合电路，观察线圈是否转动。若不转动则记录此时的位置；调整线圈的方向，使其转动。分析线圈中的电流方向，以及线圈受力情况。
引导学生分析导线各处受力情况。分析观察线圈是如何停下的。
归纳总结：①图1：线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生顺时针转动。
②通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。由于惯性，线圈还会继续转动。③线圈越过平衡位置后，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。
活动2：提出问题：如何使通电线圈在磁场中持续转动？
引导学生分析得出，越过平衡位置之后，不能再受到力，因此需要断电。
继续提出问题：如何使后半圈断电？（提示：漆包线的绝缘层可以刮掉）论证得出：将一边绝缘层全部挂掉，一边只刮掉一半。
组织学生自己动手制作小电动机。
归纳总结：展示作品。
活动3：提出问题：这样的电动机不够完美，每次只获得半圈的动力，转得不够平稳，有什么更好的方法让它后半圈也转动吗？
学生进行讨论和论证分析得出：可以在转完半圈之后改变电流方向或者磁场方向，多次进行，可以进行转动。
归纳总结：改变磁场方向比较麻烦，因此在实际的电动机中，电动机是分为两个部分的。
活动4：介绍电动机结构。
归纳总结：①转子：电动机中能转动的部分。②定子：电动机中固定不动的部分。③换向器：由断开的两个铜半环组成，可以自动改变电流方向。④电刷：与铜半环接触，使电源和线圈组成闭合回路。⑤铜半环：自动改变线圈中电流方向（每半周改变一次）。
活动5：分析加了换向器的电动机的工作原理。
归纳总结：接通电路后，电流流向为a→b→c→d，ab受力向上，cd受力向下，线圈顺时针转动。靠惯性越过平衡位置后，电流流向为d→c→b→a，dc受力向上，ba受力向上，线圈顺时针转动。重新到达平衡位置并依靠惯性越过，再次到达图1情况。这就是整个电动机的工作过程。
活动6：展示实际的电动机。
归纳总结：实际电动机的有多个线圈，这样转起来动力更足，也不会恰巧处于平衡位置而不动，还能转得更加平稳。
活动7：走进生活，列举出生活中的电动机有哪些？在使用的过程中有什么优点？
学生们思考并回答。
归纳总结：①应用：电风扇、洗衣机等多数用交流电动机。电动玩具、录音机等小型电器多使用直流电动机。②电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、价格便宜、无污染。
例题训练：见课件
课堂小结（板书设计）
第4节 电动机
教学反思
本节内容是由两部分组成，教学的重点是“磁场对通电导线的作用”，做好教学重点的关键环节是是做好“通电导体在磁场中受到力的作用”的实验。在设计实验上，我首先让学生根据实验装置做出猜想，然后再进行实验验证，进而得出磁场对通电导体有力的作用。在处理电动机的工作原理时，由于这一部分知识比较抽象，我把线圈分解为通电的直导线，这一对学生来说就化抽象为形象、化复杂为简单，就很容易接受了。但线圈在磁场中不能够持续转动？怎么办。此时让学生出谋划策，这样就使得学生在不知不觉中接受了换向器这一知识点。由于本节内容较多，在让学生经历探究实验的过程时间给得不够充分，没有让学生亲自动手操作，对少中下水平学生来说显得节奏过快。

展开更多......

收起↑