第二十章第四节《电动机》教学设计 2024-2025学年人教版九年级物理全一册

人教版九年级物理第二十章第四节《电动机》教学设计 课题 20.4 电动机 单元 第二十章 学科 物理 年级 九年级 教材分析 一、本节课的内容，处于电学知识的高端阶段，是电学知识中的重要组成部分，通过本节的学习，学生将全面了解电动机的原理、构造、类型及其应用，为后续的物理学习和实际生活应用打下坚实的基础。本节内容是电磁现象的具体应用，也为后继课程磁生电发电机和电磁感应作了铺垫，起着承上启下的作用。 二、‌内容概述‌： 本节主要介绍电动机的原理、构造、类型及其应用，是电磁现象的具体实例和综合应用‌。 教材通过本节内容，引导学生从理论到实践，认识电动机的工作原理和特性，并能在生活中发现和应用电动机，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的基本思想‌。 三、‌核心知识点‌： 1.‌电动机的原理‌：通过学习电动机的构造和工作原理，使学生理解电动机是如何将电能转化为机械能的‌。 2.‌电动机的构造‌：详细介绍电动机的各个组成部分，如线圈、磁铁、换向器（或转子、定子、电刷等），并理解它们在电动机中的作用‌。 四、‌教材特色‌： 教材通过实例引入，如电风扇、洗衣机等生活中的电动机应用，激发学生的学习兴趣‌。本课内容强调实验探究，通过实验观察、动手制作等方式，帮助学生形象化理解电动机的工作原理和构造‌。教材注重知识的系统性和应用性，旨在帮助学生构建系统的物理知识体系，提高解决实际问题的能力‌。 2022新课标要求 1.要求学生了解磁场对通电导线的作用，知道通电导体在磁场中会受到力的作用，且力的方向与电流方向和磁场方向有关；要求学生应掌握直流电动机的基本构造、工作原理以及能量转化过程。 2.要求学生应了解电动机在日常生活中的应用实例。 3.要求通过实验探究，培养学生的观察能力和实验操作能力。引导学生经历科学探究过程，学会提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证、得出结论的科学方法。 4.要求激发学生对物理学的兴趣和好奇心，培养探索自然规律的热情。培养学生的团队合作精神和沟通能力。 学习 目标与核心素养 学习目标 1.通过实验观察通电导线在磁场中的受力情况，以及电动机的转动过程，从而深入理解电动机的工作原理。 2.通过观察实验现象、分析数据、提出假设并验证，培养观察、分析和解决问题的能力。 3.学会提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证、得出结论的科学探究方法。 4.通过对电动机的学习，激发对物理学的兴趣和好奇心，培养探索自然规律的热情。 ‌培养团队合作精神和沟通能力‌： 5.学生应了解电动机在日常生活中的应用，认识到物理知识在解决实际问题中的重要性。 核心素养 一、科学探究 通过电动机的实验探究，学生能够亲手操作，观察实验现象，从而深入理解电动机的工作原理。这一过程培养了学生的实验探究能力，使他们学会用科学的方法研究问题。在实验中，学生需要仔细观察电动机的转动情况、电流表的变化等，并通过分析得出结论。这有助于培养学生的观察力和分析能力。 二、科学思维 通过学习电动机的工作原理涉及电流、磁场、力等多个物理概念，培养学生的‌逻辑思维能力；面对电动机实验中出现的问题，如电动机不转、转动方向错误等，学生需要运用所学知识进行分析和解决，这培养了他们的问题解决能力。 三、科学态度 通过学习电动机，学生可以激发对物理学的兴趣和好奇心，进一步培养求知欲。在实验中，学生需要尊重实验事实，如实记录实验数据，不得伪造或篡改。这有助于培养学生实事求是的科学态度。 四、科学责任 通过学习电动机的工作原理和应用场景，学生可以了解电动机对环境的影响，并思考如何减少这种影响，从而培养环保意识。学生应认识到学习电动机知识不仅是为了个人的成长和发展，更是为了社会的进步和人类的福祉。因此，他们需要培养社会责任感，将所学知识应用于实际生活中，为社会做出贡献。 五、实践与创新 通过拆解和组装电动机模型，学生可以锻炼自己的动手能力，学会使用各种工具和仪器进行实验操作。在学习电动机的过程中，学生可以思考如何改进电动机的性能、降低能耗、减少噪音等，从而培养创新思维和实践能力。 学情分析 一、学生基础情况 九年级学生已经学习了磁场、电流的磁场等电磁学基础知识，对磁体间的相互作用、通电导线周围存在磁场及电流的磁场方向与电流方向的关系有了初步的了解。 同时，学生具备了一定的实验操作能力，能够使用基本实验仪器进行简单的物理实验，并具备了一定的数据分析和推理能力。 二、学生认知特点 ‌九年级学生正处于抽象逻辑思维发展的关键期，能够从具体现象中抽象出一般规律，但对于复杂抽象的概念和原理的理解可能还需要借助具体实例和直观演示。学生对生活中的物理现象和实际应用表现出浓厚的兴趣，尤其是与日常生活紧密相关的电动机。 三、学习难点与挑战 电动机的工作原理涉及磁场、电流、力等多个物理概念的综合应用，学生可能难以全面理解这些概念之间的相互关系。 在进行电动机实验时，学生可能难以准确控制实验条件，导致实验现象不明显或实验结果不准确。 学生可能难以将电动机的理论知识应用于实际问题的解决中，如分析电动机在实际应用中的优缺点、计算电动机的功率等。 四、教学策略与建议 1.利用实验、多媒体画面等直观手段展示电动机的工作原理，帮助学生建立直观印象，加深理解。 2.从学生已知的知识出发，逐步引导学生探究电动机的工作原理，避免直接灌输复杂抽象的概念。 3.设计动手实验，让学生亲自操作，观察实验现象，分析实验结果，从而加深对电动机工作原理的理解。 ‌4.结合生活中的电动机应用实例，让学生感受电动机在日常生活中的应用，提高学习的实用性和趣味性。 重点 电动机的构造、工作原理及其应用 难点 电动机的原理理解、构造细节以及电能到机械能的能效转换 材料准备 电源、开关、导线、线圈、漆包线、换向器、蹄形磁体、滑动变阻器、多媒体课件等。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 PPT展示图片：机床、水泵、电力机车、电梯、电风扇、洗衣机等。 提问：这些机器的主要部件是什么？ 提问：这些机器和家用电器在使用时能量时怎样转化的？ PPT演示动画：小磁针在磁场中指向发生偏转。 提问：为什么小磁针在磁场中会发生偏转？ 提问：小磁针受力的实质是什么？ 提问：通电导线周围也存在磁场，如果把通电导线放入磁场中，它会不会受到力的作用呢？ 展示自制电风扇的模型，给电风扇通电，电风扇转动。 教师：给电动机通电，它就会带动风扇的扇叶转动起来。这是什么原因呢？ 今天，我们就来研究电动机的工作原理。 观察图片。 回答：电动机 回答：把电能转化成机械能。 观看动画。 回答：小磁针在磁场中受到了力的作用。 回答：小磁针周围存在磁场。是磁场与磁场之间的相互作用。 引发学生兴趣。 培养逻辑思维能力。 培养分析问题的能力。 讲授新课 1、 磁场对通电导线的作用 1. 通电导体在磁场中受力运动 教师：接下来，我们来观察一个演示实验。注意分析电流的方向和导体运动的方向，然后回答问题。 按照教材133页图20.4-1连接电路，接通电源。闭合开关。 提问：你看到什么现象？ 提问：导体为什么会运动？ 提问：为什么通电后导体会受到力的作用？ 提问：请分析，实验用的导体的材料可不可以使用铁制的铁棒？为什么？ 2. 通电导体在磁场中受力的方向 教师：很好，接下来，我们改变电流的方向，再一次实验，大家注意观察导体运动的方向和刚才是否相同？ 进行实验。 提问：你看到了什么现象？ 教师：那么接下来，我们保持电流的方向与第一次实验时相同，只改变磁场的方向，看一看会有什么现象发生。 调换磁极，进行实验。 提问：看到什么现象？ 教师：如果我们同时改变电流和磁场的方向，又会发生什么现象呢？ 教师：请归纳总结通电导体泽爱磁场中的受力情况。 3. 通电线框在磁场中的转动 教师：我们知道，通电导线在磁场中会受到力的作用，如果我们把导线做成可以围绕中心轴转动的线框后，放入磁场中，会出现什么现象？ 演示：将通电线框放入磁场。 提问：你看到什么现象？ 教师：我们通过实验看到，线框并没有像我们期待的那样，连续转动起来，而只是扭转了一个角度后就不动了。我们来分析一下原因。 提问：通电时，线框的左右两侧的导线中电流的方向一致吗？ 提问：那么，这个可以绕中间轴转动的线框两侧受力的方向如何？ 教师：对，这就是线框发生扭转的原因。 那么它为什么会停下来呢？它是停止在什么位置的？ 教师：同学们分析的很有道理，由于线框具有惯性，它可以越过平衡位置，如果我们想让它连续转动，你有什么办法？ 教师：思路正确，老师这里有一个自制的小小电动机。 4. 能够连续转动的线圈 演示：小小电动机。 教师：大家看到了吧，这个线圈是可以连续转动的。秘密就在于线圈的两端，其中一端被完全刮去了绝缘漆；另一端的绝缘漆只被刮掉了半周，这样，在转动的过程中，小电动机总是在一个半周线圈中有电流通过，获得动力，两一个半周是靠惯性转过去的。所以，仔细观察会发现，它转的并不稳定。因此实际的电动机并不是采用这种办法使线圈连续转动的。而是像同学们分析的那样，在转动的下一个半周改变了电流的方向。这样就可以获得持续的动力了。 2、 电动机的基本结构 1. 定子和转子 PPT演示电动机的模型。 教师：电动机有两部分组成，大家看，线圈可以转动，称作转子，永磁体固定不动，称作定子。 2. 通电线圈在磁场中的转动分析 演示：使线圈处在平衡位置，通电，让同学们观察现象。 提问：你看到的现象是什么？ 提问：请分析原因。 教师：对，所以线圈现在所处的位置我们称作平衡位置。 演示：线圈在非平衡位置，通电，让同学观察现象。 提问：线圈是转到平衡位置立即就停止运动的吗？ 教师：对，线圈越过平衡位置后，两侧受力的方向同时发生了改变，所以阻碍了线圈继续转动，又转回到平衡位置。 只要解决了这个问题，线圈就可以连续转动了。大家思考，改变磁场的方向和改变电流的方向，哪一种办法更容易一些。 3. 换向器 接下来我们阅读教材136页内容，看一看实际的电动机是如何实现电流方向的改变的。 提问：跟线圈相连接的两个铜半环是互相连接的还是彼此绝缘的？ 提问：线圈与电源是如何构成闭合回路的？ 教师：对，这样线圈每转过一个半周就会改变一次电流的方向，这样的电动机叫做直流电动机。 4. 实际的电动机 指导学生阅读136页内容。 讲解：实际的电动机有多个线圈，成不同的角度接在换向片上，这样既能保证线圈随时获得动力，又能保证转动的稳定性。 3、 扬声器是怎样发声的 1. 扬声器的构造 扬声器，又叫“喇叭”，使我们常见的利用电动机原理来工作的仪器。请大家阅读教材136页到137页内容。 提问：扬声器的构造如何？ 2. 扬声器的工作过程 提问：请分析，扬声器工作时能量是怎样转化的？ 提问：扬声器是怎样工作的？ 观察实验。 回答：通电后导体发生了运动。 回答：导体受到了力的作用。 回答：因为通电导体周围存在磁场。 回答：不可以，因为铁棒放入磁场会被磁化。 观察实验。 回答：导体向相反的方向运动。 观察实验。 回答：导体的运动方向也与原来相反。 回答：导体的运动方向不变。 回答：通电导体在磁场中受到力的作用；受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。 回答：线框转动了一个角度后就停止了。 回答：不一致，电流的方向是相反的。 回答：受力的方向是相反的。 回答：当线框扭转到它所在的平面与磁感线垂直的时候，两侧受到的方向相反的力成为了平衡力。 讨论。 回答：可以在它越过平衡位置后改变磁场的方向，或者改变电流的方向。 观察实验。 聆听讲解。 观察图片。 观察实验。 回答：线圈没有转动。 因为线圈两边的线框受到平衡力。 观察实验现象。 回答：不是。 回答：改变电流的方向。 阅读教材。 回答：彼此绝缘。 回答：接在电源上的电刷与铜半环连接，构成闭合回路。 聆听讲解。 阅读教材。 回答：永磁体、线圈和锥形纸盆。 回答：电能转化为机械能。 回答：线圈力通入带有声音信号的交变电流，由于线圈受力方向随电流方向不断变化，带动锥形纸盆随声信号振动，发出声音。 培养观察能力。 培养分析问题能力。 培养归纳总结的能力。 培养观察能力。 培养分析能力。 培养合作学习能力。 培养自主学习的能力。 培养阅读分析能力。 课堂练习 PPT演示习题内容。 请同学完成习题。 请同学宣布答案并对全班宣讲自己的解题思路。 对同学的发言进行点评。 总结解题思路与方法以及注意事项。 完成习题。 回答问题。 聆听讲解。 巩固新知。 了解学生对知识点的掌握情况。 课堂小结 通过本节课的学习，我们了解的通电导线在磁场中的受力情况以及电动机的工作原理。相信大家通过本节课的学习一定会有所收获。 接下来请同学们谈一谈这节课的收获。 对同学的发言进行点评和总结。 帮助同学梳理知识点。 谈收获。 聆听教师讲解。 记笔记。 巩固新知。 培养归纳总结能力。 梳理知识点。 板书 20.4 电动机 1、 磁场对通电导线的作用 1. 通电导体在磁场中受力运动 2. 通电导体在磁场中受力的方向 3. 通电线框在磁场中的转动 4. 能够连续转动的线圈 2、 电动机的基本结构 1. 定子和转子 2. 通电线圈在磁场中的转动分析 3. 换向器 4. 实际的电动机 3、 扬声器是怎样发声的 1. 扬声器的构造 2. 扬声器的工作过程 课外拓展 /课外阅读内容 特色资源分析和技术手段说明 教学反思 一、教学目标的达成情况 本节课的教学目标主要围绕磁现象和磁场的基本概念、规律以及实验探究能力展开。通过课堂教学和实验活动，大多数学生能够理解磁体、磁性、磁极等基本概念，掌握磁场的概念和磁感线的描述方法，并能够进行简单的实验探究。然而，也有部分学生对于磁场的抽象性和磁感线的理解存在困难，需要进一步的辅导和练习。 二、教学方法与手段的有效性 在教学过程中，我采用了情境创设、实验探究、图示辅助和跨学科融合等多种教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，加深对磁现象和磁场的理解。通过生活中的实例和有趣的物理实验，学生表现出了较高的学习积极性和探究欲望。然而，我也意识到在实验探究环节，部分学生的参与度不够高，可能是因为实验设计不够吸引人或者实验器材的限制。因此，我需要进一步优化实验设计，提高学生的参与度和实验效果。 三、学生学习状态的观察与反馈 在课堂上，我注意观察学生的学习状态，及时给予反馈和指导。大多数学生能够积极参与课堂讨论和实验活动，表现出较好的学习态度和合作精神。然而，也有部分学生表现出迷茫或者消极的学习状态，可能是因为对磁现象和磁场的概念理解不够深入或者缺乏学习兴趣。针对这些情况，我需要与学生进行个别交流，了解他们的学习困难和需求，为他们提供个性化的辅导和支持。 四、教学改进的方向与措施 ‌优化实验设计‌：针对实验探究环节存在的问题，我需要进一步优化实验设计，选择更加有趣和具有挑战性的实验项目，提高学生的参与度和实验效果。同时，加强实验器材的准备和管理，确保实验的顺利进行。 ‌加强磁场概念的讲解与练习‌：磁场作为本节课的重点和难点，我需要加强对其概念的讲解和练习。通过更多的图示、实例和类比推理等方式来帮助学生理解磁场的存在和性质，同时设计针对性的练习题来巩固学生的理解。 ‌关注个体差异，实施分层教学‌：针对学生的学习基础和认知能力差异，我需要实施分层教学策略。对基础较弱的学生给予更多的指导和帮助，注重基础知识的巩固；对基础较好的学生则提出更高的要求和挑战，引导他们进行深入的探究和思考。 ‌加强跨学科融合，拓宽学生视野‌：磁现象和磁场与多门学科有密切的联系，我需要加强跨学科融合的教学，引导学生将所学的磁现象和磁场知识与地理、历史等学科相结合，进行跨学科的学习和思考，拓宽学生的知识视野和思维方式。 学科网（北京）股份有限公司 $$