20.4《电动机》（教学设计）-【上好课】2024-2025学年九年级全一册物理同步精品课堂（人教版）

20.4 电动机 预习导学 班级_________ 姓名_________ 学习目标 1.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化； 2.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的磁场方向有关； 3.通过实验探究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。 课前学习准备 磁体、小磁针、直导体、电源、开关、线圈、电动机模型、多媒体等 课前预习任务 1.磁场对通电导线的作用 （1）通电导线在磁场中受到力的作用； （2）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关； （3）当电流方向或磁场方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流方向和磁场方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变。 2.电动机 （1）原理：磁场对通电导线有力的作用； （2）构造：由定子和转子两部分组成； （3）换向器作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去； （4）能量转化：电能转化为机械能； （5）分类：直流电动机和交流电动机； （6）电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 课堂探究任务 【学习任务一】磁场对通电导线的作用 演示实验一： 1.闭合开关，观察导线ab的运动方向。 结论一：通电导体在磁场中受到力的作用。 2.改变磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论二：通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关。 3.改变磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论三：通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关。 4.在步骤1的基础上同时改变电流方向和磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论四：当电流方向和磁场方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变。 【归纳总结】①通电导线在磁场中受到力的作用；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；③当电流方向或磁场方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；④当电流方向和磁场方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变。 演示实验二： 如图所示，把线框放在磁场中，接通电源，让电流通过，观察它的运动，并分析线框的受力情况。 实验现象： 通电线圈在磁场中可以转过一定角度，但不能持续转动。 线圈不能持续转动的原因： ① 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，线圈顺时针转动。 ②当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。 ③线圈靠惯性越过平衡位置以后，受到的力要阻碍它转动，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。 ④通电线圈最后静止在平衡位置。 当越过平衡位置后，停止对线圈供电，线圈不再受力，靠惯性转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去——利用该原理可制成电动机。 【学习任务二】电动机的基本构造 电动机由两部分组成：转子和定子（能够转动的线圈，也叫转子；固定不动的磁体，也叫定子） 如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周电流的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平稳、有力地转动下去。可以完成这一任务的装置叫作换向器。 换向器组成：两个铜制半圆环和电刷。 换向器作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。 电动机的能量转化：电能转化为机械能 电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动； 电动机的分类：直流电动机（电动玩具、录音机等小型电器）和交流电动机（电风扇、洗衣机等家用电器） 电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 本章小结 课后任务 某电动机模型通电后不能转动，经检查，线圈此时并未处在平衡位置，则发生故障的原因可能是什么？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 20.4 电动机 教学设计 题目 20.4 电动机 学科 物理 年级 九年级 课时 课型 新授课 教师 核心素养培养目标 物理观念 了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化 科学思维 通过实验探究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力 科学探究 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的磁场方向有关 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 教学 重难点 重点：磁场对通电导线的作用 难点：直流电动机的构造和工作原理 教学方法 直观法、练习法、实验法、合作法、讨论法 教学准备 磁体、小磁针、直导体、电源、开关、线圈、电动机模型、多媒体等 教学环节 教学过程 新课导入 【屏幕展示】生活中很多用电器，都有用到电动机，例如：电风扇、洗衣机、电动车等。 【提问】电动机通电后为什么能够转动呢？ 新课讲授 1.磁场对通电导线的作用 【知识回顾】磁体周围存在什么？——磁场 通电直导线周围存在什么？——磁场 【设问】磁体间通过磁场相互作用，通电导线是不是也会受到磁场的作用力呢？ 演示实验一： 1.闭合开关，观察导线ab的运动方向。 结论一：通电导体在磁场中受到力的作用。 2.改变磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论二：通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关。 3.改变磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论三：通电导体在磁场中受力方向与电流方向有关。 4.在步骤1的基础上同时改变电流方向和磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论四：当电流方向和磁场方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变。 【归纳总结】①通电导线在磁场中受到力的作用；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；③当电流方向或磁场方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；④当电流方向和磁场方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变。 【设问】假如不是一根通电导线而是一个通电线圈放在磁场中又会怎样？ 演示实验二： 如图所示，把线框放在磁场中，接通电源，让电流通过，观察它的运动，并分析线框的受力情况。 实验现象： 通电线圈在磁场中可以转过一定角度，但不能持续转动。 【设问】为什么线圈不能持续转动？ 【交流谈论，得出结论】 ① 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，线圈顺时针转动。 ②当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续转动。 ③线圈靠惯性越过平衡位置以后，受到的力要阻碍它转动，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。 ④通电线圈最后静止在平衡位置。 【设问】如何让线圈在磁场中持续转动下去呢？ 【教师引导】线圈靠惯性越过平衡位置以后，受到的力要阻碍它转动，如果此时不受力是不是就可以持续转动下去了、怎样才能不受力呢？ 【师生总结】越过平衡位置后，停止对线圈供电，线圈不再受力，靠惯性转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去——利用该原理可制成电动机。 2.电动机的基本构造 【展示电动机模型】 电动机由两部分组成：转子和定子（能够转动的线圈，也叫转子；固定不动的磁体，也叫定子） 【设想】如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周电流的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平稳、有力地转动下去。可以完成这一任务的装置叫作换向器。 换向器组成：两个铜制半圆环和电刷。 换向器作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。 【屏幕展示】实际电动机的图片。 【归纳总结】对电动机的理解 1.能量转化：电能→机械能 2.工作原理：通电线圈在磁场中受力转动； 3.分类：直流电动机（电动玩具、录音机等小型电器）和交流电动机（电风扇、洗衣机等家用电器） 4.电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 【屏幕展示】扬声器的构造 补充：扬声器的工作原理与电动机类似，将电能转化为机械能。 课堂小结 课堂练习 见配套“同步课件” 课后作业 见配套“分层练习” 板书设计 电动机 1.磁场对通电导线的作用 （1）通电导线在磁场中受到力的作用； （2）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关； （3）当电流方向或磁场方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反；当电流方向和磁场方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变。 2.电动机 （1）原理：磁场对通电导线有力的作用； （2）构造：由定子和转子两部分组成； （3）换向器作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去； （4）能量转化：电能转化为机械能； （5）分类：直流电动机（电动玩具、录音机等小型电器）和交流电动机（电风扇、洗衣机等家用电器）； （6）电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 20.4 电动机 预习导学 班级_________ 姓名_________ 学习目标 1.了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化； 2.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的磁场方向有关； 3.通过实验探究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。 课前学习准备 磁体、小磁针、直导体、电源、开关、线圈、电动机模型、多媒体等 课前预习任务 1.磁场对通电导线的作用 （1）通电导线在磁场中受到 的作用； （2）通电导体在磁场中受力方向与 方向和 方向有关； （3）当电流方向 磁场方向变得 时，通电导线受力的方向也变得 ；当电流方向 磁场方向都变得 时，通电导线受力的方向 。 2.电动机 （1）原理： ； （2）构造：由 和 两部分组成； （3）换向器作用：当通电线圈刚转过 位置时，能自动改变线圈中的 方向，使线圈持续转动下去； （4）能量转化： 能转化为 能； （5）分类： 电动机和 电动机； （6）电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 课堂探究任务 【学习任务一】磁场对通电导线的作用 演示实验一： 1.闭合开关，观察导线ab的运动方向。 结论一：通电导体在磁场中受到 的作用。 2.改变磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论二：通电导体在磁场中受力方向与 方向有关。 3.改变磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论三：通电导体在磁场中受力方向与 方向有关。 4.在步骤1的基础上同时改变电流方向和磁场方向，观察导线ab的运动方向。 结论四：当电流方向 磁场方向都变得 时，通电导线受力的方向 。 【归纳总结】①通电导线在磁场中受到 的作用；②通电直导线在磁场中受到力的方向与 的方向、 的方向有关；③当电流方向 磁场方向变得 时，通电导线受力的方向也变得 ；④当电流方向 磁场方向都变得 时，通电导线受力的方向 。 演示实验二： 如图所示，把线框放在磁场中，接通电源，让电流通过，观察它的运动，并分析线框的受力情况。 实验现象： 通电线圈在磁场中可以转过一定角度，但 持续转动。 线圈不能持续转动的原因： ① 通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，线圈顺时针转动。 ②当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受 作用，达到平衡位置。这时由于 ，线圈还会继续转动。 ③线圈靠惯性越过平衡位置以后，受到的力要 它转动，磁场力作用的结果使线圈逆时针旋转。 ④通电线圈最后静止在平衡位置。 当越过平衡位置后，停止对线圈供电，线圈不再受力，靠 转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去——利用该原理可制成电动机。 【学习任务二】电动机的基本构造 电动机由两部分组成： 和 （能够转动的线圈，也叫转子；固定不动的磁体，也叫定子） 如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周 的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平稳、有力地转动下去。可以完成这一任务的装置叫作 。 换向器组成：两个铜制半圆环和电刷。 换向器作用：当通电线圈刚转过 位置时，能自动改变线圈中的 方向，使线圈持续转动下去。 电动机的能量转化： 能转化为 能 电动机的工作原理： ； 电动机的分类： 电动机（电动玩具、录音机等小型电器）和 电动机（电风扇、洗衣机等家用电器） 电动机的优点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 本章小结 课后任务 某电动机模型通电后不能转动，经检查，线圈此时并未处在平衡位置，则发生故障的原因可能是什么？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$