九年級物理全冊 第20章 第4節(jié) 電動機(jī)教案3 (新版)新人教版

1、電動機(jī)教學(xué)目標(biāo)這節(jié)課的內(nèi)容比較多，我把它分為2課時(shí)來講，第一節(jié)課主要討論磁場對電流的作用及讓學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)“小小電動機(jī)”，最后留下一個問題讓學(xué)生課外思考，為下一節(jié)課做好鋪墊。第二節(jié)課主要介紹電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和換向器的作用。換向器的作用是以探究和比較的方法來介紹的，讓學(xué)生自己由“小小電動機(jī)的實(shí)驗(yàn)”解決相關(guān)的問題，最后得出換向器的作用。知識與技能了解磁場對通電導(dǎo)線的作用；初步認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)、社會之間的關(guān)系。過程與方法經(jīng)歷制作模擬電動機(jī)的過程，通過實(shí)驗(yàn)方法探究直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過了解物理知識如何轉(zhuǎn)化成實(shí)際技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識和應(yīng)用物理知識的興趣。重點(diǎn)與難點(diǎn)

2、重點(diǎn)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、磁場的方向都有關(guān)；直流電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)化。難點(diǎn)電動機(jī)能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因。教學(xué)準(zhǔn)備教師：U形磁鐵、電源、導(dǎo)線、開關(guān)、線圈和電動機(jī)演示模型。學(xué)生：U形磁鐵、小小電動機(jī)線圈、5號電池（2節(jié)）、金屬支架、硬紙板和電動機(jī)模型。板書設(shè)計(jì)第四節(jié)電動機(jī)一、磁場對通電導(dǎo)線的作用結(jié)論：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。通電導(dǎo)體所受力的方向跟電流方向、磁場方向有關(guān)。二、電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)換向器的作用：改變線圈的電流方向，使線圈得以持續(xù)轉(zhuǎn)動。三、生活中的電動機(jī)電動機(jī)的作用：把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。引入新課第一課時(shí)師：同學(xué)們好!我們上課前先來欣賞一些圖片（用多媒體展示機(jī)床、電

3、梯、電扇、電動玩具、冰箱等使用電動機(jī)的電器，并播放它們由停止到運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)），這些圖片里的東西有什么共同的特點(diǎn)。生甲：它們都是電器。生乙：它們的運(yùn)轉(zhuǎn)都需要用到電。生丙：它們都是靠電動機(jī)來轉(zhuǎn)動的。師：這些同學(xué)都說得很好。（用課件形式顯示幾種機(jī)器如電扇、電梯、電動玩具的結(jié)構(gòu)圖，并圈出電動機(jī)的位置）這些機(jī)器都有一個很重要的設(shè)備電動機(jī)。板書：第四節(jié)電動機(jī)進(jìn)行新課師：那么，為什么給電動機(jī)通電，它就能轉(zhuǎn)動呢？電動機(jī)工作的原理是怎樣的呢？生：（隨著老師的問題思考）師：在回答這個問題之前，先讓我們一起來回憶一下奧斯特電生磁的實(shí)驗(yàn)。哪位同學(xué)可以敘述一下奧斯特的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果？生：丹麥物理學(xué)家奧斯特在做實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)

4、現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，它附近的磁針指向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，這個意外的現(xiàn)象引起了奧斯特極大的興趣，它又繼續(xù)做了許多實(shí)驗(yàn)，終于證實(shí)了電流的周圍存在著磁場。師：回答得很好。讓我們一起回過頭來看看奧斯特的實(shí)驗(yàn)（用多媒體課件展示奧斯特實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置及結(jié)論）。奧斯特是用一根小磁針放在通電導(dǎo)線的旁邊發(fā)現(xiàn)了小磁針會受到力的作用，而且電流方向改變后，小磁針的轉(zhuǎn)動方向也改變。那么我們反過來想一下，假如通電導(dǎo)線放在磁場中會不會也受到磁場的作用力呢？（讓學(xué)生思考和討論）生：我想會。因?yàn)閵W斯特的實(shí)驗(yàn)證明了通電導(dǎo)線可以產(chǎn)生磁場，而且我們也知道了通電螺線管產(chǎn)生的磁場就相當(dāng)于一個條形磁鐵的磁場。那么把通電導(dǎo)線放在磁場中也就相當(dāng)于把

5、兩個磁鐵放在一起，肯定會有力的作用。因?yàn)閮蓚€磁體之間是可以相吸或相斥的。師：這個同學(xué)的猜想聽起來很有道理，但是正不正確呢？我們應(yīng)該怎樣去判斷？生：用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。師：那么我們應(yīng)該怎樣去設(shè)計(jì)這個實(shí)驗(yàn)?zāi)兀空埻瑢W(xué)們再討論一下，給出一個比較好的方案來。（巡回聽取學(xué)生討論的方案）師：請小組代表把你們討論的結(jié)果告訴大家。生甲：因?yàn)槲覀兛紤]到問題是要驗(yàn)證通電導(dǎo)線在磁場中有沒有受到力的作用。所以我們想到實(shí)驗(yàn)必須有一條通電的導(dǎo)線，選擇器材時(shí)就應(yīng)該有導(dǎo)線，電源和開關(guān)；另外還要有提供磁場的條形磁鐵。把通電導(dǎo)線放在磁場中看它能不能受到力的作用。生乙：我們的方案和他們的大致相同。但是我們覺得用U形磁鐵可能更好些，因?yàn)閁形

6、磁鐵內(nèi)的磁場集中些。還有我們覺得那根通電導(dǎo)線最好能用一個支架把它支起來，使它可以自由地?cái)[動，這樣才能更好地觀察。師：你們是根據(jù)什么想到這一點(diǎn)的呢？生：我們是根據(jù)奧斯特的實(shí)驗(yàn)想到的。其中的小磁針不也是可以自由轉(zhuǎn)動的嗎？師：同學(xué)們設(shè)計(jì)的方案都很好，特別是這組的同學(xué)考慮得非常全面，而且有根有據(jù)的。（鼓勵學(xué)生深入、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厮伎?，激發(fā)學(xué)生積極主動地探究）師：那么同學(xué)們看看我的這套實(shí)驗(yàn)儀器能不能驗(yàn)證你們的猜想呢？（拿出演示實(shí)驗(yàn)儀器）師：（介紹實(shí)驗(yàn)儀器）像剛才那位同學(xué)說的，為了使通電導(dǎo)線能自由地?cái)[動，我們給他做了個導(dǎo)軌。（安裝好實(shí)驗(yàn)裝置）導(dǎo)線ab放在磁場里，我們把開關(guān)合上，請同學(xué)們認(rèn)真觀察這根導(dǎo)線看它會怎么樣

7、？（閉合開關(guān)，演示實(shí)驗(yàn)）師：同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象。生：導(dǎo)線運(yùn)動了。師：怎么運(yùn)動？生：向左運(yùn)動。師：那么這個實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？生：說明了導(dǎo)線在磁場中可以運(yùn)動。師：能不能說得更完善些。生甲：應(yīng)該是通電導(dǎo)線在磁場中可以運(yùn)動。生乙：說明了通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用，沒有力的作用導(dǎo)線就不會運(yùn)動。師：這位同學(xué)總結(jié)得很好，得到的結(jié)論也比較全面。板書：一、磁場對通電導(dǎo)線的作用結(jié)論：1通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。師：剛才我們用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了我們的猜想，我們的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也很明顯，導(dǎo)線是運(yùn)動了，而且是向左運(yùn)動的。那么同學(xué)們再思考一下，奧斯特改變電流方向，小磁針的轉(zhuǎn)動方向也改變了。我們這里的導(dǎo)線是不是永遠(yuǎn)向左運(yùn)動的

8、呢？怎么樣去驗(yàn)證你的想法？生甲：可以改變電流的方向來看看導(dǎo)線的運(yùn)動方向有沒有改變。生乙：可以保持電流方向不變，改變磁場方向來看看導(dǎo)線的運(yùn)動方向有沒有改變。師：那我們再用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這些同學(xué)的想法。（先改變電流方向，示意學(xué)生看現(xiàn)象；保持原來的電流方向，再改變磁場方向）師：同學(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象？由此又說明了什么？生：看到導(dǎo)線的運(yùn)動方向改變了，說明了改變電流或者磁場的方向，通電導(dǎo)線的運(yùn)動方向也會改變。師：換句話說就是通電導(dǎo)線受到磁場力的方向跟電流和磁感線的方向都有關(guān)系。板書：結(jié)論：2通電導(dǎo)線所受力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)。師：剛才我們是把一根通電導(dǎo)線放在磁場中發(fā)現(xiàn)它會受到力的作用。那么

9、假如我們不是放一根導(dǎo)線，而是把整個線圈放到磁場中，又會怎么樣呢？（演示把線圈放到磁場中的實(shí)驗(yàn)）師：可以觀察到，線圈轉(zhuǎn)動了起來，那么同學(xué)們可以討論一下：為什么線圈是轉(zhuǎn)動而不是直線運(yùn)動呢？生：（討論后總結(jié)）由于導(dǎo)線兩邊的電流方向是不一樣的，那么他們受到的力也就不一樣了，就像一個框被相反的力扭動一樣，所以只能是轉(zhuǎn)動的。師：總結(jié)得很好。其實(shí)我們開頭講的電動機(jī)的原理就是這樣的，是用電來使線圈轉(zhuǎn)動，然后帶動機(jī)器轉(zhuǎn)動的。下面我們就來做這個“小小電動機(jī)”實(shí)驗(yàn)，看看電動機(jī)是怎樣轉(zhuǎn)起來的。并且思考一下電動機(jī)為什么能不停地轉(zhuǎn)動，這和我們的實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)有沒有關(guān)系？生：（動手做實(shí)驗(yàn)，探究電動機(jī)的轉(zhuǎn)動，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并思

10、考問題）（約7、8min）師：好了，剛才我們通過實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了我們開始的猜想。那么同學(xué)們在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候有沒有注意到我們的實(shí)驗(yàn)器材有什么特別的地方呢？生：我們的線圈引線的兩端都只是把一半的漆皮刮去的。師：對，這是實(shí)驗(yàn)的特別之處，同學(xué)們回去想一下，為什么要這樣做，假如把兩端漆皮全部都刮去的話，又會怎么樣呢？（讓學(xué)生先回去思考）師：同學(xué)們你們在學(xué)完這節(jié)課后，有什么收獲呢？生甲：我知道了通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用生乙：我還知道了我們有了設(shè)想之后一定要用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。師：這節(jié)課我們能獲得那么多知識，和同學(xué)們善于思考是離不開的。同學(xué)們在討論問題時(shí)都很認(rèn)真，并且還能聯(lián)系我們以前學(xué)過的東西去想問題，也越來越善

11、于由看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，語言表達(dá)比較規(guī)范。請同學(xué)在課外思考我們剛才提出的問題。第二課時(shí)師：上節(jié)課我們做了“小小電動機(jī)”的實(shí)驗(yàn)，模擬了電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)的情況。今天我們看看真正的電動機(jī)是怎么樣的。（出示直流電動機(jī)模型，并通電使它轉(zhuǎn)動）師：我們先來看看電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是怎樣的？生：有能轉(zhuǎn)動的線圈，還有不動的磁體。師：對。電動機(jī)就是由能轉(zhuǎn)動的線圈和不動磁體組成。我們把它們叫做轉(zhuǎn)子和定子。板書：二、電動機(jī)的基本構(gòu)造1電動機(jī)的組成師：上節(jié)課我們還留下一個問題，在做“小小電動機(jī)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)線圈可以不停地轉(zhuǎn)動，同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)線圈引線的構(gòu)造很特別，為什么要這樣做，否則線圈可以不停地轉(zhuǎn)動嗎？下面我們

12、繼續(xù)來探討這個問題。師：（演示實(shí)驗(yàn)）現(xiàn)在我把線圈引線的絕緣漆全部刮去，看看實(shí)驗(yàn)的結(jié)果會怎么樣。師：我們發(fā)現(xiàn)結(jié)果是怎么樣的呢？生：線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動。師：為什么會出現(xiàn)這種情況呢？難道是我們上節(jié)課的結(jié)論有錯誤？（用多媒體把實(shí)驗(yàn)的裝置圖23甲放大來給學(xué)生看。請學(xué)生思考問題）圖23線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動師：（演示實(shí)驗(yàn)）我們再來看看當(dāng)我把線圈放在這個位置（圖23乙）時(shí)看它會動嗎？（同時(shí)也用多媒體把線圈在乙的位置放大后顯示出來）師：很顯然線圈沒有動，這是為什么？（請學(xué)生思考討論后回答）生甲：我想線圈要在磁場中轉(zhuǎn)動可能和它被放置的位置還有關(guān)系。生乙：我們也是這樣想的，在乙的位置上可能線圈的兩邊受到兩個反向的力，那么

13、就不能轉(zhuǎn)動了。師：確實(shí)是這樣，在乙的位置上剛好在同一直線上受到兩個大小相等、方向相反的力（相當(dāng)于二力平衡），所以線圈不能轉(zhuǎn)動了。我們把這個位置就叫做線圈的平衡位置。那么線圈為什么在甲的位置可以轉(zhuǎn)動但又不能連續(xù)地轉(zhuǎn)動呢？讓我們一起通過線圈的運(yùn)動受力圖來分析。用多媒體把丙的位置也放大后顯示出來，并且把他們的電流方向和受力方向也一起標(biāo)出來（圖23甲、乙、丙組合起來），教師一邊標(biāo)出電流方向一邊講解師：好了，我們剛剛也分析了線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因，在丙的位置線圈受力的方向恰好與它運(yùn)動的方向相反。你能想出什么好辦法使線圈能連續(xù)地轉(zhuǎn)動嗎？（小組討論）生甲：我們覺得線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動是因?yàn)檗D(zhuǎn)到丙這個位置時(shí)，左右

14、兩邊線的電流方向和在甲時(shí)相反了。只要我們想辦法讓它轉(zhuǎn)過平衡位置后就把左右電流方向?qū)Q，這樣就可以使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動了。生乙：我們覺得可以用調(diào)換磁感線方向的方法，調(diào)換的位置、時(shí)間和剛才甲同學(xué)的一樣。生丙：我們覺得不用那么麻煩，我們做的“小小電動機(jī)”的實(shí)驗(yàn)不是可以持續(xù)轉(zhuǎn)動嗎？我們讓電動機(jī)轉(zhuǎn)到乙的位置不給導(dǎo)線通電，就不會產(chǎn)生阻礙的力了。由于慣性線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動，到了甲的位置再給它通電，那樣就可以使它持續(xù)轉(zhuǎn)動了。師：我們的同學(xué)都很聰明，能夠想出各種各樣的辦法來解決問題。但有的同學(xué)的辦法很簡單，有些同學(xué)的方法就比較復(fù)雜，我們可不可以開動腦筋，想出更簡單，更實(shí)用的方法呢？其實(shí)直流電動機(jī)和我們模擬電動機(jī)的原理是一樣

15、的，它使用了一個叫換向器的零件來使電動機(jī)不斷轉(zhuǎn)動的。師：（指出電動機(jī)里換向器的位置，介紹它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）換向器由兩個彼此絕緣的半環(huán)組成，兩個半環(huán)分別與線圈的兩端接通。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動通過平衡位置后，半環(huán)從與一個電刷接觸，改變?yōu)榕c另一電刷接觸，從而改變線圈中電流的方向和磁場力方向，使線圈得以轉(zhuǎn)動。（讓學(xué)生通過電動機(jī)模型，觀察換向器）板書：2電動機(jī)的組成生：（接通電源觀察電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)換向器的工作）師：（請學(xué)生分析電動機(jī)換向器的工作情況）生：（大致和上面分析差不多）師：我們要特別注意的一點(diǎn)是換向器兩個半環(huán)之間是絕緣的，等線圈轉(zhuǎn)到另一半和電刷接觸時(shí)就改變了電流的方向，比起“小小電動機(jī)”又有所改進(jìn)：把另一半的動力也用到了。板書：2換向器的作用：改變線圈的電流方向，使線圈得以持續(xù)轉(zhuǎn)動。師：我們觀察了電動機(jī)如何工作，知道了它的工作原理。電動機(jī)轉(zhuǎn)動后能帶動其他機(jī)器的轉(zhuǎn)動，那么電動機(jī)起到了什么作用呢？（提示從能量的角度來考慮）生：把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動的能量。師：很好。板書：三、生活中的