20.4 电动机 教学设计-2025-2026学年人教版九年级全一册物理

第4节电动机 素养目标 物理观念： 1.知道磁场对电流有力的作用，知道通电导线在磁场中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。 科学思维： 通过对电动机的工作原理及其能量转化的探究，能迁移到扬声器的工作原理及其能量转化。 科学探究： 1.经历探究通电导线在磁场中受力的作用及受力方向与电流方向、磁场方向有关的过程，提高实验探究能 力、分析归纳能力。 2.观察和体验电动机的工作过程，了解直流电动机的结构和工作原理，提高学生应用所学知识分析和解决 问题的能力。 科学态度与责任： 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转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。 教学重难点 重点：通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关；直流电动机的原理。 难点：电动机能够持续转动的原因；直流电动机换向器的作用。 教具准备】 多媒体课件、蹄形磁体、铁架台、直导体、导线、电源、开关。 教学过程 一、情景导入 情景1 电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车 上电动机供电，电动机为车提供动力。同学们知道电动机的工作原理吗？这节课就让我们一起来学习电动机的工 作原理。 情景2 磁体周围存在着磁场，磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的（如图甲所示）。除了磁体之外，还有什 么周围存在磁场？（学生回答：通电导线） 既然磁体周围和通电导线周围都存在磁场，那么磁体和通电导线之间有相互作用吗（如图乙所示）？本节课我 们就来探究这些问题。 二、合作探究 探究点① 磁场对通电导线的作用 提出问题 同学们回忆一下奥斯特实验，想一想，磁针为什么会转动？假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作 用力呢？ 立 实验演示 ()将一根直导体放入磁场中，接通电源，让电流通过直导体，观察现象。 (2)把电源的正负极对调后接入电路，使通过直导体的电流方向和原来的相反，闭合开关，观察直导体的运 动方向有何变化。 (3)保持直导体中的电流方向不变，把蹄形磁体上下磁极调换一下，使磁场方向与原来的相反，闭合开关， 观察直导体的运动方向有何变化。 交流讨论 同学们根据每个实验的实验现象交流讨论，出现该现象说明了什么问题？ 归纳总结 (1)通电导线在磁场中要受到力的作用。 (2)通电导线在磁场中受到力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系。 知识延伸 启发学生思考：如果电流的方向、磁场的方向都发生改变，闭合开关后，直导体受力的方向会怎么变化呢？ 请你验证一下，得出结论。 认真实验，观察现象，小组讨论后得出结论：如果电流的方向、磁场的方向都发生改变，直导体受力的方向 反而不变化。 探究点② 电动机的基本构造 多媒体展示 多媒体展示图片：电动机主要由能够转动的线圈（转子）和固定不动的磁体（定子）构成。 电动机 转子 定子 交流讨论 同学们分组交流讨论图中的线圈为什么不能连续转动？能不能采取什么方法让线圈连续转动起来？电动机 在工作过程中能量是如何转化的？ 电源 电源 甲线圈受到的力使 乙线圈由于惯性会 丙线圈受到的力使 它顺时针转动 越过平衡位置 它逆时针转动 归纳总结 (1)如图所示，此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈的上、下两个边上，且在同一条直 线上。这个位置是线圈的平衡位置。线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转 动。 (2)电动机转动的方向：与电流方向和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向随之 改变。线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动下去。电动机可以通过换向器来 实现这一目的。 (3)能量的转化：电动机工作时，将电能转化为机械能。 材料拓展 电流表的内部结构 电流表是根据通电导线在磁场中受磁场力的作用而制成的。电流表内部有一永磁体，在磁极间产生磁场，在 磁场中有一个线圈，线圈两端各有一个螺旋弹簧，两弹簧各连接电流表的一个接线柱，在弹簧与线圈间由一个转 轴连接，在转轴相对于电流表的前端，有一个指针。当有电流通过时，电流沿弹簧、转轴通过磁场，电流切割磁 感线，所以受磁场力的作用，使线圈发生偏转，带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大，所 以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这种电流表叫磁电式电流表，就是我们平时实验室里常用的电 流表。 指针 线圈 永磁体 板书设计】 第4节电动机 电动机—x(通电导线在磁场中受到力的作用电动机一原理一能量转化一应用一优点)》 当堂演练】 见学生用书。 教学反思】 本节课在处理电动机的工作原理时，由于这一部分知识比较抽象，我把线圈分解为通电的直导体，化抽象为形象、 化复杂为简单，学生就很容易接受了。但线圈在磁场中不能够持续转动，怎么办？此时让学生出谋划策，这样就 使得学生在不知不觉中接受了换向器这一知识点。由于本节内容较多，在让学生经历探究实验的过程时给的时间 不够充裕，没有让学生亲自动手操作，对于基础较弱的学生来说显得节奏过快。