20.4 电动机 教学设计 2025-2026学年人教版九年级全一册

《电动机》教学设计 1、 课标要求 1、 通过实验，了解通电导线在磁场中受到力的作用。 2、 知道通电导线在磁场中受力的方向与哪些因素有关。 2、 教材分析 本节课是人教版九年级物理第二十章第四节《电动机》，本节课前面已经学习了《磁现象 磁场》《电生磁》，学生掌握了磁场的基本性质、电流的磁效应等基础知识。本节课内容由“磁场对通电导线的作用”和“电动机的基本构造”两部分组成。电动机既是电磁现象的具体实例和综合应用，又与生活、生产联系紧密，充分体现了从生活走向物理，从物理走向社会的基本思想。同时本节内容也为后继课程磁生电做了铺垫，起着承上启下的作用。 三、学情分析 在知识学习上，九年级学生已经学习了电路的基础知识、磁场的基本性质、电流的磁效应。在认知层面上因为生活中的电动机基本上都是封闭的，学生很难对其内部结构获得直观的感知认识，而初中学生思维虽然处在形象思维向抽象思维过渡阶段，但仍以形象思维为主。 四、学习目标 1、通过实验，知道通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与磁场方向和电流方向有关。 2、通过实验和分析，知道磁场能使通电线圈转动，了解换向器的工作原理。 3、了解直流电动机的构造、工作原理及能的转化，知道扬声器的工作原理。 五、教学重难点 1、重点：通过实验探究，知道通电导线在磁场中会受到力的作用。 2、难点：换向器可以改变线圈中的电流方向。 六、教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 引入新课 1、 播放2025年春节联欢晚会《秧BOT》节目视频，展示宇树科技人工智能机器人跳舞、转手绢的场景。 2、 展示改造的机器人手臂转手绢场景，说明奥秘就是在机器人手臂上安装了一个电动机。 3、 简单说明电动机在生活中的应用非常广泛。例如：车床、水泵、家用电器电风扇、洗衣机等。 用人工智能机器人引入新课，让学生了解科技的进步，增强民族自豪感，同时也激发学生的求知欲。 推进新课 推进新课 推进新课 推进新课 推进新课 推进新课 推进新课 推进新课 推进新课 推进新课 一、磁场对通电导线的作用 一、磁场对通电导线的作用 1、 磁场对通电导线的作用 （一）磁场对通电导体的作用 1、想一想： （1）磁场周围存在什么？通电导线周围存在什么？ （2）磁体核磁体之间通过磁场相互作用，如果把通电导线放在磁场中是否会受到力的作用？ 2、实验验证（演示实验）： （1）实验器材和实验电路图。 （2） 进行实验：按照电路图连接好实验器材，闭合开关，观察通电导体的运动情况，并且用图片记录实验现象。 3、探究通电导体受力的方向与哪些因素有关。 （1）控制磁场方向不变，只改变电流方向，观察通电导体的运动情况。用图片记录实验现象。 （2）控制电流方向不变，只改变磁场方向，观察通电导体的运动情况。用图片记录实验现象。 4、 根据实验现象总结结论： （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到的力的方向与电流方向和磁场方向有关。 （3） 如果同时改变电流方向和磁场方向，则通电导体受力的方向不变。 联系之前学过的知识，一步步引导学生进入新知识的领域，降低学生理解的难度。 本实验是本节课重中之重，采用演示加投屏的方式，让学生看的清楚，理解透彻。 用图片来记录实验现象，清晰明了，方便为后续总结结论做准备。 实验结论尽量让学生自己来说，重要的是说出结论的依据，培养学生的思维能力。 本实验是自制实验器材，目的是让学生通过实验合理得出相应的结论，体现物理实验的科学性。 通过仿真实验模型，解决了不能直接实验或者实验现象不明显的弊端，加上动画和解析，帮助学生理解知识。 在遇到比较难的问题时，教师给予适当的提醒，体现教师的主导地位。 以小组为单位，各成员分工合作完成实验动手操作，最大程度的让学生参与课堂。 请小组代表上台展示实验，培养他们精准的语言表达能力， （二）磁场对通电线圈的作用 1、提出问题：实验中的通电导体在磁场中运动一段距离就会离开磁场，很难持续地运动。如果把通电线圈放在磁场中，它会怎样运动？ 2、实验验证（演示实验）： （1）演示实验：把线圈挂在铁架台上，同时让线圈位于磁场当中，闭合开关，观察线圈的运动情况。 （2）实验现象：通电线圈在磁场中受到力的作用，可以转过一定的角度，但是却不能持续转动。 4、用仿真实验模型解释“为什么通电线圈不能在磁场中持续转动”。 （1） 起始位置：分析线圈电流方向和受力方向，在非平衡力的作用下开始顺时针转动。 （2） 平衡位置：线圈上下部分受力平衡，但是线圈具有惯性，会越过平衡位置。 （3） 转过平衡位置之后：线圈受力导致不能持续顺时针转动，开始反向转动。 （三）“小小电动机”实验 1、提出问题：实际的电动机是线圈朝一个方向持续转动的，怎样改进可以实现？（线圈转动的前半圈受力为动力。越过平衡位置之后，受力为阻力。提醒学生们从线圈转动的后半圈想办法。） 2、总结答案： （1）越过平衡位置时，断电，靠惯性转过后半圈。（前半圈通电，后半圈断电） （2）越过平衡位置时，改变电流方向。（后半圈改变电流方向） （3）越过平衡位置时，改变磁场方向。（后半圈改变磁场方向） 总结：第三种方法在实际生活中很难达到。实际电动机采用第二种方法。接下来验证前两种方法的可行性。 3、小小电动机实验（验证第1种方法）： （1）实验器材介绍：漆包铜线绕城的线圈、支架、磁体、电池组、导线。 （2）学生分组实验过程：漆包铜线制成的线圈，怎么刮绝缘涂层，可以实现让线圈半圈通电，半圈不通电？每个小组除了必备的试验器材外，还有3个线圈，只有一个线圈在磁场中可以朝一个方向持续转动，小组共同实验找出这个线圈并且观察它刮线的特点。 （3）请小组代表上台来展示“小小电动机”实验，并且介绍线圈的特点。（线圈的两条引线，一条绝缘涂层全部刮掉，另一条只刮掉半圈。） 二、电动机的基本构造 1、电动机的基本构造 （1）电动机由两部分组成： 　能够转动的线圈，也叫转子。 　固定不动的磁体，也叫定子。 （2）换向器：实际生活中的电动机，让转子（线圈）在磁场中持续转起来，靠的是换向器。 2、换向器 （1）换向器的结构： A、B 是两个固定的电刷； E、F是两个随线圈一起转动的铜半环。 （3） 用仿真实验模型来解释“换向器是如何改变电流方向”。 （3）演示实验：电动机模型上换向器的工作过程。 3、实际的电动机：有多个线圈，每个线圈上都有换向器。 4、关于电动机的知识： （1）电动机工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。（通电导体在磁场中受力运动) （2）能量转化：电能转化为机械能 （3）电动机的转速与电流大小有关。 （4）电动机的种类有：直流和交流电动机。 通过仿真实验模型，解决了不能直接实验或者实验现象不明显的弊端，加上合理的动画帮助学生理解。 尽量让学生自己来说这些知识点，体现学生的主体地位。 三、扬声器 1、 扬声器：就是“喇叭”，也是音响的重要组成部分。 2、 扬声器发声：将扬声器与手机相连，手机播放一段音乐，扬声器发出声音。 3、 自制扬声器发声：泡面桶底部固定一个线圈，将线圈接入电路与手机相连，用磁体靠近线圈，泡面桶发出声音；用磁体远离线圈，泡面桶没有发出声音。在泡面桶底部撒上碎纸屑，可以看到纸屑的振动。 4、 实际扬声器内部结构：视频观看实际扬声器发声过程。 5、总结扬声器工作原理：通电导体在磁场中受力运动。 将信息化工具“手机”应用在课堂上，引起学生兴趣，体现“信息化教学”。 自制扬声器，从内部剖析扬声器的结构，让学生真正理解扬声器的工作原理。 课后作业 1、基础性作业：完成课本上的课后习题部分。 2、实践性作业：制作一个“爱心电动机”。 体现对学生动手能力的培养。 板书设计 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到力的作用。 2、 通电导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关。 2、 电动机的基本构造 1、 定子和转子 2、 换向器 学科网（北京）股份有限公司 $