《關(guān)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的猜想》設(shè)計(jì)

《關(guān)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的猜想》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用；初步認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)之間的關(guān)系。過(guò)程與方法經(jīng)歷制作模擬電動(dòng)機(jī)的過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法探究直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)情感態(tài)度和價(jià)值觀通過(guò)了解物理知識(shí)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(shí)和應(yīng)用物理知識(shí)的興趣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，了解電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】了解電動(dòng)機(jī)的工作原理。【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法、觀察法?！菊n前準(zhǔn)備】教師：U形磁鐵、電源、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、線圈和電動(dòng)機(jī)演示模型。學(xué)生：U形磁鐵、小小電動(dòng)機(jī)線圈、5號(hào)電池（2節(jié)）、金屬支架、硬紙板和電動(dòng)機(jī)模型?！菊n時(shí)安排】1課時(shí)。【教學(xué)過(guò)程】一、導(dǎo)入新課：課件展示播放圖片中的幾種機(jī)械的結(jié)構(gòu)示意圖，暗示電動(dòng)機(jī)的位置，并提出問(wèn)題：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理是什么？思考是什么帶動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的？讓學(xué)生知道這些靠電轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器都少不了一個(gè)重要的設(shè)備──電動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)生探究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的奧秘。二、講授新課：（一）通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力演示實(shí)驗(yàn)。（1）介紹實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為通電直導(dǎo)線ab。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：靜止在導(dǎo)軌上的導(dǎo)線ab通電后，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？（實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到磁力作用。）（3）改變電流方向，不改變磁場(chǎng)方向?qū)Ь€ab運(yùn)動(dòng)方向怎么樣改變？（現(xiàn)象：導(dǎo)線ab運(yùn)動(dòng)方向改變。結(jié)論：通電直導(dǎo)線的受力方向與電流方向有關(guān)。）（4）改變磁感線方向，不改變電流方向，導(dǎo)線ab運(yùn)動(dòng)方向怎么樣改變？（現(xiàn)象：導(dǎo)線ab運(yùn)動(dòng)方向改變。結(jié)論：通電直導(dǎo)線的受力方向與磁感線方向有關(guān)。）用邊演示，邊指導(dǎo)觀察，邊提出問(wèn)題的方式，完成實(shí)驗(yàn)。問(wèn)：通電導(dǎo)線ab在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)的原因是什么？通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，力的方向與電流方向、磁感線方向是相互垂直的，不論是改變電流方向。還是改變磁場(chǎng)方向，都會(huì)改變力的方向。小結(jié)：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用。通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力的方向，與電流方向和磁感線方向有關(guān)。（二）應(yīng)用：通電線圈在磁場(chǎng)中（1）出示線圈在磁場(chǎng)中的演示實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象是通電線圈。（2）把一個(gè)線圈放在磁場(chǎng)里，接通電源讓電流通過(guò)線圈，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。小結(jié)：電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的。（三）直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造出示：直流電動(dòng)機(jī)，觀察它的組成：能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈和固定不動(dòng)的磁體。在電動(dòng)機(jī)里，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，固定不定的部分叫定子。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子在定子中飛快的轉(zhuǎn)動(dòng)。演示：給直流電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)，提高學(xué)生興趣(若時(shí)間不允許，可省些演示)。那么線圈為什么能不停的轉(zhuǎn)動(dòng)呢？（四）使磁場(chǎng)中的通電線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的辦法很多同學(xué)可能馬上想到通電線圈在磁場(chǎng)中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)到平衡位置要停下來(lái))，而實(shí)際的電動(dòng)機(jī)要連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。怎樣解釋這個(gè)問(wèn)題呢？(此處可告訴學(xué)生把理論用于實(shí)際需要再付出很多勞動(dòng)，還可簡(jiǎn)介各國(guó)對(duì)理論應(yīng)用于實(shí)際的重視，以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)應(yīng)用科學(xué)的興趣)要解決這個(gè)問(wèn)題，我們還得進(jìn)行深入研究。提問(wèn)：在上面的演示實(shí)驗(yàn)中，線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)是立即停止嗎？為什么它不立即停止？(學(xué)生答：由于慣性線圈會(huì)稍轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置)提問(wèn)：轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置后，為什么它又轉(zhuǎn)回來(lái)呢？(利用模型分析：轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置后，ab邊受力仍朝上，cd邊受力仍朝下，正是這一對(duì)力使線圈轉(zhuǎn)回來(lái)的)提問(wèn)：要使線圈不轉(zhuǎn)回來(lái)，應(yīng)該在線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)就改變線圈的受力方向，即使線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置就使ab邊受力變?yōu)橄蛳?，cd邊受力變?yōu)橄蛏?。怎樣才能使線圈受力方向發(fā)生這樣的改變呢？引導(dǎo)學(xué)生回憶影響受力方向的兩個(gè)因素，從而得出：應(yīng)該在此時(shí)改變電流方向，或者改變磁感線方向。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析：改變磁感線方向就是要及時(shí)交換磁極，顯然這不容易做到；實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是靠及時(shí)改變電流方向來(lái)改變受力方向的。小結(jié)：使磁場(chǎng)中的通電線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，就要每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置，就改變一次電流方向。（五）換向器提問(wèn)：怎樣才能使線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)就及時(shí)改變電流方向呢？讓學(xué)生想辦法并開(kāi)展討論，教師下去了解學(xué)生的情況并鼓勵(lì)和指導(dǎo)。教師出示：兩個(gè)半圓鋁環(huán)和電刷，指出：靠這兩樣?xùn)|西就可以解決問(wèn)題。等學(xué)生思考片刻，教師出示已準(zhǔn)備的與課本圖相似的模型，說(shuō)明鋁環(huán)與線圈的連接情況和鋁環(huán)與電刷的配合過(guò)程。引出換向器的概念并