17.2 电动机转动的原理（教学设计）物理新教材沪粤版九年级下册

年级

九年级

学科

物理

教师

课题

第2节  电动机转动的原理

教学

目标

物理观念

知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关；知道换向器的作用；理解电动机的工作原理，知道电动机工作过程中的能量转化。

科学思维

能通过实验现象分析归纳磁场对通电导体作用力的规律，能运用受力分析解释线圈在磁场中转动的原因，能分析换向器如何保证线圈持续转动。

科学探究

通过探究磁场对通电导体作用力的实验，经历提出问题、设计实验、进行实验、分析论证的过程，体会控制变量法在探究中的应用。

科学态度

与责任

通过了解电动机在生活生产中的广泛应用，体会物理与技术的联系，培养将物理知识应用于实际的意识。

教材

分析

本节内容是沪粤版九年级下册第十七章“电动机与发电机”的第二部分，承接上一节对电动机结构的认识和转动原因的猜想，进一步通过实验探究揭示电动机转动的本质原理。本节由“磁场对通电导体的作用”“换向器的作用”“电动机的工作原理”三部分构成。磁场对通电导体有力的作用是理解电动机原理的实验基础，换向器的作用是线圈能够持续转动的关键，二者共同支撑电动机工作原理的建立。教材通过演示实验和示意图，引导学生从现象到规律、从规律到应用，体现“从生活走向物理、从物理走向社会”的理念。本节内容既是对电流磁效应的深化，也为后续学习发电机原理奠定基础，具有承上启下的作用。

教学重点是通过实验认识磁场对通电导体的作用力及电动机的工作原理；教学难点是理解换向器的作用和线圈在磁场中受力转动的动态过程。

学情分析

1. 知识储备分析：学生已学习过电流的磁效应和磁场的基本性质，知道磁体间通过磁场发生作用，对磁场有一定认识；上一节已了解电动机的基本结构并对转动原因作出猜想，为本节探究提供了知识基础。但“通电导体在磁场中受力”以及“换向器改变电流方向”较为抽象，学生缺乏直观经验。

2. 思维能力分析：九年级学生已具备一定的实验观察和归纳能力，熟悉控制变量法，能根据实验现象归纳简单规律。但对于线圈在磁场中转动过程中受力方向不断变化的动态分析，空间想象和逻辑推理要求较高，需要借助模型、示意图和动画辅助理解。

3. 学习兴趣与态度分析：学生对电动机、电动车、电风扇等生活用品有浓厚兴趣，动手实验积极性高。但部分学生容易停留在现象层面，需要引导其从现象走向规律、从规律走向原理，兼顾动手型与理论型学生的学习需求。

教学重点

通过实验认识磁场对通电导体的作用力；理解电动机的工作原理。

教学难点

理解换向器的作用；分析线圈在磁场中受力持续转动的动态过程。

教学

器材

电源、开关、导线、蹄形磁体、直导体（铜棒）、滑动变阻器、铁架台、电动机模型（可拆解）、线圈、换向器模型等。多媒体PPT，包含视频：《磁场对通电导体的作用》《换向器的作用》《电动机的工作原理》等。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

（1）上一节我们观察了电动机的结构，并猜想电动机转动可能与磁场和电流有关。那么，电动机通电后为什么会转动？转动的原因到底是什么？

（2）生活中电风扇、电动车、洗衣机里都有电动机，接通电源后它们就能持续转动。电动机内部没有“人手”去推它，是什么力让它转起来的？

【学生回答】可能是电流在磁场中受到了力的作用；可能是磁场对通电线圈有推动力。

【追问】你的猜想是否正确？我们需要用实验来检验。今天我们就通过实验探究磁场中的通电导体是否受到力的作用，以及电动机是如何依靠这个力持续转动的。

思考并回答问题，进入情景。

学习新课  一、探究磁场中的通电导体受到的作用力

1. 演示实验——磁场对通电导体的作用

【设计并进行实验】

（1）按图组装器材：将直导体（铜棒）水平悬挂在铁架台上，置于蹄形磁体的两极之间，导体两端通过导线与电源、开关、滑动变阻器连接成回路。

（2）闭合开关，观察通电导体的运动情况。

（3）断开开关，观察导体是否运动。

（4）保持磁场方向不变，改变电流方向（对调电源正负极），观察导体运动方向的变化。

（5）保持电流方向不变，改变磁场方向（对调磁体两极），观察导体运动方向的变化。

（6）改变电流大小（调节滑动变阻器），观察导体受力运动幅度的变化。

【实验现象记录】

设计实验，知道实验实验器材；知道需要测量的物理量；设计实验记录表格；实验所用方法。

观看演示实验并收集数据。