人教版物理九年级下册第4节 电动机教案

20.4 电动机 教学目标 一、知识与技能 1.通过实验，了解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.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。 二、过程与方法 通过实验探究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。 三、情感、态度与价值观 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。 课前准备 电源、滑动变阻器、开关、蹄形磁体、导体棒、开关、导线、矩形线圈、多媒体课件。 教学过程 新课引入 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动 骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．你知道电动机的工作原理吗？从 学生的质疑中导入新课。 合作探究 探究点一 磁场对电流的作用 活动 1：展示如图所示的装置，让学生猜想一下，当开关闭合后，将会观察到什么现象？ 学生诧异？闭合开关，让学生观察实验现象？根据实验现象讨论、交流产生此现象的原因是 什么？ 师适当点拨： 现象 → 原因 → 有磁场 ↓ ↓ ↓ 导线运动 →受力的作用→ 通电导体是磁体 归纳总结：磁场对通电导体有力的作用。 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 2：要想改变导体在磁场中的运动方向，如何操作？学生交流、讨论，发表自己的观 点，师总结。 总结：改变磁场的方向；可以改变电流的方向。 活动 3：根据学生的猜想，进行验证。让学生观察实验现象，讨论得出实验结论。 归纳总结：通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、 磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变。 活动 4：根据实验现象，大家讨论一下，在这个装置在能量的转化是怎样的？在生活中哪 些用电器是利用这一原理来工作的？学生交流、讨论，发表自己的观点。 归纳总结： （1）将电能转化为机械能； （2）生活中的电动车、电风扇、电动机等工作时的原理与此相同。 探究点二 电动机的基本构造 活动 1：一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？展示如 图所示的装置，让同学们猜想，然后再展示。 总结：通电的线圈在磁场中会转动。 活动 2：让学生讨论、交流转动的原因。然后各组发表自己的观点。师归纳总结。 归纳总结： 思路：将通电线圈分解为四个通电直导线，即导线 ab、导线 bc、导线 cd、导线 da。导线 bc、导线 da 的方向与磁感线方向平行，故不受力的作用，导线 ab、导线 cd 处在同一磁场中， 但通过电流的方向相反，故受力方向相反，所以通电的线圈会在磁场中会转动。 活动 3：根据原因的分析，说出导线 ab、导线 cd 所受力的特点？ 总结：这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，但不在同一条直线上。 活动 4：线圈能否在磁场中持续转动？为什么？采取什么措施让线圈持续转动？从受力的 角度展开分析。 总结：力的特点：如图所示，此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上， 且在同一条直线上，属于一对平衡力，故将会在这个位置处于静止状态。 措施：改变磁感线的方向或者改变线圈中电流的方向。 活动 5：让学生自学课本 P136 找出要让通电线圈在磁场中持续转动的方法，然后交流， 统一答案。 活动 6：根据以上的探究，总结说出电动机的工作原理、能量转化、构造。学生之间交流、 讨论，阐明自己的观点，不同意见的，给予补充。 归纳总结： （1）原理：通电线圈在磁场中受力转动。 （2）构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。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。 （3）电动机转动的方向：与电流和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机 的转动方向就随之改变；但如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变。 （4）能的转化：电动机工作时，将电能转化为机械能。 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？ 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。 典例 如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分 别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端 全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用 手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是_________________。 （2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的 ____________作用相同。 （3）通过改变____________________方向，可以改变线圈的转动方向。 （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分 析可能的原因是 _______________。 思路导引：该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但 是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动， 故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一 个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为 了让线圈持续的转动下去，即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即 改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去，这项任务由换向器完成。要改变线圈的转 动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此 要从这两方面入手考虑；线圈不转动的原因可能是无电流、磁场太弱、开始线圈处在平衡位 置。 参考答案：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）换向器；（3）磁场或电流；（4）磁场太弱． 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。