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4.6 《能量——神奇的小电动机》
（教科版）六年级
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4.6 《能量——神奇的小电动机》
电磁起重机如何控制磁性强弱搬运不同重量的钢铁？哪些因素能改变电磁铁磁性？
新知导入
聚集
在电动玩具车里都有小电动机, 接通电流 , 它就会转动, 驱动玩具车前进。
小电动机里面有什么 为什么通电后它就会转动呢
探究新知
小电动机里有线圈、铁芯、磁铁。通电后，线圈中有电流通过，会产生磁场，这个磁场与电动机内磁铁的磁场相互作用，产生吸引力和排斥力，推动线圈绕铁芯转动，进而带动玩具车的轮子转动。
1. 拆开小电动机, 观察它的构造。
转子上有线圈绕在铁芯上, 它是个电磁铁吗 想办法验证你的猜想。
2.小电动机转动是各个部件共同工作的结果, 这几部分是怎样相互作用的 我们用一个实验装置来研究。
安装转子。
在小瓶子上套两根橡皮筋。把铁丝架和导线架插进橡皮筋中固定。
把转子的电流换向器放在导线架上，另端的轴放在铁丝架上，要使转子能够灵活转动而不被卡住。
让转子转动起来。
通过导线架给转子线圈通上电流，用一个磁铁靠近转子，转子转动了吗？
把磁铁拿开，转子还能转动吗？
改变转子的转动状态。
试一试，用两个磁铁会使转子转得更快吗？
试一试，怎样改变转子的转动方向？
我们知道在哪些地方用到了电动机
资料：电动机是利用电能产生动力的机器。虽然它们大小悬殊、构造各异,但是工作的基本原理是相同的:用电产生磁,利用磁的相互作用推动转子转动。
课堂练习
选择题
1. 小电动机的核心结构中，提供磁场的是（ ）
A. 线圈（通电产生磁，错误 ）
B. 磁铁（定子，提供磁场，正确 ）
C. 换向器（控制电流方向，错误 ）
2. 换向器的主要功能是（ ）
A. 固定线圈（错误 ）
B. 持续改变线圈电流方向（正确，保持转子转动 ）
C. 增强磁场（错误 ）
3. 小电动机转动的能量转化顺序是（ ）
A. 电能→磁能→机械能（正确，线圈通电生磁→ 转子转动 ）
B. 磁能→电能→机械能（反向，错误 ）
C. 机械能→电能→磁能（反向，错误 ）
B
B
A
（二）判断题
1.小电动机转子转动的动力来自定子磁铁与转子电磁铁的相互作用。（ ）
2.没有换向器，小电动机转子也能持续转动。（ ）
3. 所有电器都用到了电动机。（ ）
√
×
×
课堂总结
天探究了小电动机的秘密，谁能总结核心结构、能量转化与工作原理？小电动机有磁铁、线圈、换向器；电能变磁能，磁相互作用让转子转；换向器改电流方向，保持持续转动！生活中好多电器都用它！
板书设计
4.6 神奇的小电动机
核心结构：磁铁（定子 ）、线圈（转子 ）、换向器、电刷
工作原理：
电能→磁能（线圈通电成电磁铁 ）→机械能（转子与定子磁铁相互作用转动 ）
换向器→ 持续改变电流方向→ 持续转动
生活应用：风扇、洗衣机、电动玩具等（电能→机械能 ）
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教科版六年级科学上册核心素养教学设计
教材分析
《神奇的小电动机》聚焦小电动机的结构与工作原理，通过“拆解观察模拟实验原理研讨”的流程，引导学生认识电动机的核心部件（磁铁、线圈、换向器等 ），理解“电能→磁能→机械能”的转化（电生磁，磁的相互作用驱动转动 ），是“电和磁”单元的综合应用课，为理解电动机在生活中的广泛应用（如电动玩具、电器 ）奠定基础。
学情分析
六年级学生对“电动机使玩具车转动”有感性认知，但对“内部结构（如换向器 ）、工作原理（磁的相互作用 ）”理解模糊。已具备拆解小物件（如玩具 ）、观察记录的能力，不过在“从结构观察→ 原理推导（磁的相互作用 ）”上需指导。对“电动机的神奇转动”兴趣浓厚，可借“拆解模拟研讨”，构建“结构原理应用”的关联认知。
核心素养分析
（一）科学观念 通过拆解与模拟实验，认识小电动机的核心结构（磁铁、线圈、换向器 ），理解“电能→磁能→机械能”的转化原理（电生磁，磁的相互作用驱动转子转动 ），深化能量转化的系统性认知。 （二）科学思维 观察小电动机结构，推理各部件功能（如换向器改变电流方向 ）；分析模拟实验中“转子转动与磁的关联”，归纳电动机工作原理，提升观察、推理与归纳能力。 （三）探究实践 经历“拆解小电动机（观察结构 ） 模拟转子转动（验证原理 ） 研讨应用”的过程，提升动手操作、实验设计与问题解决素养；学会用“结构分析模拟验证”的方法研究复杂装置，培养实证探究习惯。 （四）态度责任 感受电动机在生活（电动玩具、电器 ）中的广泛应用，理解“科学原理（电生磁 ）→ 技术发明（电动机 ）”的关联；激发对电磁技术创新的兴趣，增强“关注能量转化与技术应用”的责任意识，树立科学技术服务生活的观念。
教学重点
1. 拆解小电动机，识别核心结构（磁铁、线圈、换向器、电刷 ），理解各部件功能。 2. 通过模拟实验，探究小电动机“电能→磁能→机械能”的转化原理（磁的相互作用驱动转动 ）。
教学难点
1. 深度理解换向器的功能（持续改变线圈电流方向，保持转子转动 ），突破“抽象结构→ 动态原理”的思维跨越。 2. 从模拟实验现象（转子转动 ）推理“磁的相互作用规律（同极排斥、异极吸引 ）”，实现“现象观察→ 原理推导”的有效关联。
教具准备
小电动机（如玩具车电动机 ）、螺丝刀、镊子（用于拆解 ） 模拟实验材料：电池、导线、线圈（带换向器 ）、磁铁、支架（模拟转子与定子 ） 小电动机结构与原理示意图、“电能→磁能→机械能”转化动画
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 教师活动：展示“电动玩具车（取下小电动机 ）”，通电演示转动，提问：“小电动机里有什么秘密？通电后咋从电能变成让车动的机械能？” 引发学生对“电动机结构与原理”的探究兴趣。 学生活动：观察电动机转动，联系“电生磁”前认知，猜想“内部有磁体和线圈，电生磁后相互作用转动”，聚焦拆解与探究任务。 设计意图：以电动玩具车的直观转动导入，制造认知悬念（内部结构如何实现能量转化 ），唤醒“电生磁”前经验，聚焦“拆解模拟原理推导”的核心任务。
二、讲授新课 （1）聚焦（5分钟） 教师活动：呈现小电动机图示与聚焦问题（“里面有什么？为何通电转动？” ），引导学生明确探究目标——拆解观察结构，通过模拟实验探究转动原理。 学生活动：观察图示，梳理探究思路（拆解→ 识别结构→ 模拟验证→ 原理推导 ）。 设计意图：依托教材聚焦问题，关联现象与本质，明确“结构观察→ 原理探究”的探究路径，为拆解与模拟实验做铺垫。 （2）探索（20分钟） 教师活动： 任务1：拆解小电动机，观察结构 1. 指导拆解：用螺丝刀打开电动机外壳，用镊子小心取出转子、定子，识别部件（磁铁（定子 ）、线圈（转子 ）、换向器、电刷 ）。 2. 功能猜想：提问“各部件有啥作用？” 引导猜想“磁铁提供磁场，线圈通电生磁，换向器、电刷控制电流”。 任务2：模拟实验，探究转动原理 1. 搭建模拟装置：用电池、导线给线圈（带换向器 ）通电，靠近磁铁（模拟定子磁场 ），观察转子转动。 2. 变量操作： 改变磁铁磁极方向（N/S极 ），观察转子转动方向变化； 移除磁铁，观察转子是否停止转动； 手动转动换向器，观察电流方向与转子转动的关联。 3. 原理记录：绘制“电能→磁能→机械能”转化流程图，标注各部件作用。 巡视指导：纠正“线圈连接松动（影响电流 ）”“磁铁距离过远（磁场弱，转子不转 ）”等问题；引导关注“换向器转动时，电流方向变化与转子持续转动的关联”，突破换向器功能理解难点。 学生活动： 拆解观察：识别小电动机核心结构（磁铁、线圈、换向器、电刷 ），猜想“磁铁提供磁场，线圈通电成电磁铁”。 模拟探究：观察到“通电线圈在磁场中转动，改变磁极/电流方向，转动方向改变；移除磁铁，转动停止”，推理“磁的相互作用驱动转动，换向器持续改变电流方向，保持转动”。 设计意图：通过“拆解→ 猜想→ 模拟验证”的分层探究，让学生亲历“结构识别→ 原理推导”的过程，从静态结构观察到动态模拟实验，逐步构建电动机的科学认知，落实探究实践与科学思维培养。 （3）研讨（12分钟） 教师活动： 组织小组汇报“结构识别”与“模拟实验”发现，围绕以下问题研讨： ① 结构功能关联：“换向器、电刷在转动中起什么作用？如何保证转子持续转动？”（归纳：换向器持续改变线圈电流方向，使转子电磁铁磁极不断变化，与定子磁铁持续相互作用→ 持续转动 ） ② 能量转化本质：“小电动机转动过程中，能量如何转化？各结构分别对应哪种能量转化？”（电能→磁能（线圈通电 ）→机械能（转子转动 ），磁铁提供磁场，换向器控制转化持续 ） ③ 生活应用关联：“生活中哪些电器用到电动机？它们如何利用‘电能→机械能’的转化？”（如风扇、洗衣机，电动机将电能转化为机械能驱动工作 ） 补充“换向器功能”动画演示（电流方向变化与转子转动的动态关联 ），强化抽象结构的理解；展示“电动机在新能源汽车、工业设备中的应用”，拓展技术应用认知。 学生活动： 分享发现：阐述“换向器改变电流方向，保持转子持续转动”；梳理“电能→磁能→机械能”的转化路径；列举生活中电动机应用（如电动牙刷、吹风机 ）。 设计意图：通过“结构→ 原理→ 应用”的研讨，将实验发现升华为科学规律（能量转化与换向器功能 ）与技术认知（电动机的广泛应用 ），突破换向器功能与能量转化的理解难点，落实核心素养。 （4）拓展（5分钟） 教师活动：展示“无刷电动机（如无人机 ）、磁悬浮电动机”的图片，提问：“这些新型电动机如何优化能量转化效率？与传统小电动机原理有何异同？” 鼓励课后查阅资料，对比探究“电动机的技术演进”。 学生活动： 观察新型电动机，思考“能量转化效率提升”的可能（如减少摩擦、优化磁场 ）；规划课后探究（查阅资料，对比传统与新型电动机原理 ），延伸技术创新认知。 设计意图：从传统小电动机拓展到新型技术，激发对电磁技术创新的兴趣，强化“科学原理→ 技术迭代→ 生活应用”的关联认知，培养态度责任与创新意识。
三、课堂练习 选择题 1. 小电动机的核心结构中，提供磁场的是（ ） A. 线圈（通电产生磁，错误 ） B. 磁铁（定子，提供磁场，正确 ） C. 换向器（控制电流方向，错误 ） 答案：B 2. 换向器的主要功能是（ ） A. 固定线圈（错误 ） B. 持续改变线圈电流方向（正确，保持转子转动 ） C. 增强磁场（错误 ） 答案：B 3. 小电动机转动的能量转化顺序是（ ） A. 电能→磁能→机械能（正确，线圈通电生磁→ 转子转动 ） B. 磁能→电能→机械能（反向，错误 ） C. 机械能→电能→磁能（反向，错误 ） 答案：A 判断题 1. 小电动机转子转动的动力来自定子磁铁与转子电磁铁的相互作用。（√ ） 解析：符合模拟实验发现，磁的相互作用驱动转动，正确。 2. 没有换向器，小电动机转子也能持续转动。（× ） 解析：换向器持续改变电流方向，保证转子持续转动；无换向器，电流方向不变，转子会因磁极对齐而停止，错误。 3. 所有电器都用到了电动机。（× ） 解析：如手电筒、白炽灯等未用到电动机，错误。
四、课堂小结 教师引导：“今天探究了小电动机的秘密，谁能总结核心结构、能量转化与工作原理？” 学生总结：“小电动机有磁铁、线圈、换向器；电能变磁能，磁相互作用让转子转；换向器改电流方向，保持持续转动！生活中好多电器都用它！” 设计意图：简洁回顾电动机的核心知识（结构、原理、应用 ），强化知识体系与科学观念培养。
板书设计
神奇的小电动机 核心结构：磁铁（定子 ）、线圈（转子 ）、换向器、电刷 工作原理： 电能→磁能（线圈通电成电磁铁 ）→机械能（转子与定子磁铁相互作用转动 ） 换向器→ 持续改变电流方向→ 持续转动 生活应用：风扇、洗衣机、电动玩具等（电能→机械能 ）
教学反思
（1）成功之处 以“拆解模拟”为核心，让学生亲历电动机的“结构识别→ 原理推导”过程，多数学生清晰理解换向器功能与能量转化；研讨环节关联生活应用，落实核心素养。 模拟实验直观展现“磁的相互作用与转动的关联”，突破抽象原理理解难点，课堂参与度高。 （2）不足之处 部分学生拆解电动机时损坏部件（如换向器 ），需提前强调“轻拆轻放”的操作规范；对“无刷电动机”等新型技术的原理对比讲解不足，技术演进认知浅显。 能量转化流程图绘制指导不够，部分学生未能清晰标注各结构对应的能量转化环节，能量观念培养可深化。 （3）教学建议 下次教学增加“电动机拆解操作示范”，强化规范；补充“传统与新型电动机原理对比”微视频，拓展技术认知；细化“能量转化流程图”绘制指导，强化能量转化的系统性理解。 组织“电动机创新应用”讨论，鼓励学生思考“如何优化电动机效率”，提升态度责任与创新思维培养的深度。
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