20.4电动机教案2023-2024学年人教版九年级全一册物理

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