1、1第 4 节 电动机教学目标【知识与技能】1.知道磁场对电流有力的作用,知道通电导体在磁场中的受力方向与哪些因素有关。2.知道直流电动机的基本构造、工作原理和能量转化。3.知道换向器在直流电动机中的作用。4.了解电动机在生活中的应用。【过程与方法】1.通过探究通电导线在磁场里受力的作用及受力方向与电流方向、磁场方向的关系,提高实验探究能力、分析归纳能力。2.通过制作模拟电动机,了解直流电动机的结构和工作原理,提高动手能力。【情感态度价值观】1.通过观察和实验,培养学生实事求是的实验态度以及与他人交流与合作的精神。2.通过了解物理知识如何应用到实际中,进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识
2、的兴趣。教学重难点【教学重点】通电导线在磁场中受到力的作用。【教学难点】直流电动机的构造和工作原理。教学过程一、新课导入电动车、电梯、电扇、冰箱、洗衣机以及各种电动玩具都离不开电动机。电动机的应用非常广泛,种类也很多,但它们工作的原理是相同的,都是由电动机带动运转的。可电动机为什么会转动呢?2二、教学步骤探究点 1 磁场对通电导线的作用阅读课本P133“我们知道它会怎样运动?”思考我们知道通电导线周围存在磁场,那么将一根通电导线放入磁场中,会出现什么现象呢?提示由于磁体间的相互作用,通电导线在磁场中会受力运动。思考你认为会对实验现象产生影响的因素有哪些?提示影响因素主要是导体和导轨之间的摩擦力
3、,所以一般用轻质的铝质金属杆,实验前将导轨和导体拉直,减小摩擦带来的影响。思考实验时,开关可以长时间闭合吗?提示通电后电路相当于短路,短暂闭合开关观察现象,然后立即断开开关。思考不同组的实验,金属杆的运动方向不同,你认为这是什么原因呢?提示磁场有方向,电流也有方向,可能与这两个因素有关。思考如何设计实验验证呢?提示采用控制变量法。控制电流的方向不变,改变磁场的方向;控制磁场的方向不变,改变电流的方向。归纳提升磁场对通电导体具有力的作用,力的方向与磁场的方向和电流的方向有关。只改变磁场方向或电流方向,通电导体的受力方向改变,当磁场方向和电流方向同时改变时,通电导体的受力方向不变。阅读课本P134
4、“如图 20.42试试看!”思考你知道线圈为什么能够转动,但不能持续转动吗?提示当线圈转动 180后,由于左右线圈位置改变,电流的方向改变,线圈受力的方向发生改变,转动方向随之改变。3阅读课本P134“想想做做”思考你是怎样“让线圈转起来”的?有哪些注意事项?提示线圈两端的漆包线,一端的绝缘漆全部刮掉,另一端只刮半周;线圈与磁体间的距离不能过大等。探究点 2 电动机的基本构造阅读课本P134“电动机由两部分组成那么用什么方法停止对线圈供电呢?”思考你知道电动机的主要组成部分吗?提示主要有能够转动的线圈和固定不动的磁体。思考P135 图 20.45 乙中 ab 边和 cd 边电流方向?结合通电导
5、体在磁场中的受力方向与电流方向的关系,分析 ab 边和 cd 边的受力方向如何?会产生什么效果?提示ab 边和 cd 边的电流方向相反,则 ab 边的受力和 cd 边的受力不仅大小相等、方向相反,而且在同一条直线上,即二力平衡,所以线圈处于静止状态。思考P135 图 20.45 甲中 ab 边和 cd 边电流方向?ab 边和 cd 边的受力方向如何?会产生什么效果?提示ab 边和 cd 边的电流方向相反,则 ab 边的受力和 cd 边的受力方向相反,又因为两个力不在一条直线上,所以线圈在这两个力的作用下将沿着轴线顺时针转动,但越过平衡位置以后不能继续转下去,最后又逆时针转动返回平衡位置。思考线
6、圈转过平衡位置,为什么不是立即停止?为什么又逆时针转动返回平衡位置?提示线圈转过平衡位置后,不是立即停止,是因为线圈具有惯性。越过平衡位置后,ab边和 cd 边的电流方向仍然相反,ab 边与 cd 边受力不变,阻碍了线圈继续沿顺时针转动。阅读课本P135“前面我们采用朝同一方向转动。”思考怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去?提示如果在越过了平衡位置后停止对线圈供电,由于惯性,线圈就能连续转动下去。提示观察电动机的换向器,其由两个铜半环组成,铜半环分别跟线圈两端相连,它们彼此绝缘。思考用手使线圈缓慢转动,观察换向器是如何改接电源正、负极的?提示换向器随线圈一起转动的过程中,交替跟
7、两个电刷接触,使得每当线圈转到一定的位置时,就会自动改接电源的正、负极,从而改变线圈中的电流方向。4思考换向器改变线圈中的电流方向后,为什么线圈就能持续转动了呢?提示磁场方向不变,电流方向改变,线圈的受力方向就会改变。归纳提升每当线圈转动通过平衡位置后,换向器就自动改变线圈中电流的方向,使线圈持续转动。三、板书设计第 4 节 电动机1.磁场对通电导线的作用(1)通电导体在磁场中受到力的作用。(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关。2.电动机(1)基本构造(2)工作原理(3)换向器的作用教学反思先让学生思考通电导体怎样才能在导轨上往复运动?再思考通电线圈怎样才能持续转动?当学生明白不能持续转动的原因后,才会有兴趣思考如何才能持续转动。做到“不愤不启,不悱不发”,这时介绍换向器,正好满足学生的好奇心和求知欲,很容易突破本节课的难点。
