6.1 电能的获得和转化 教案
图片预览
文档简介
电能的获得和转化
【教学目标】
1．知识与技能目标：
（1）知道电动机是把电能转化为机械能的装置；
（2）学会安装直流电动机模型。
2．过程与方法目标：
经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。
3．情感态度与价值观目标：
通过了解科学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】
1．直流电动机的能量转化；
2．电动机能够持转动的原因。
【教学过程】
一、引入新课
师：上节课我们研究了通电导体在磁场中的受力情况，所受力方向与哪些因素有关？
生：电流方向和磁感线方向。
二、进行新课
师：上次实验时我只是把线圈的一边放在磁场中，发现它会受到力的作用。如果我把整个线圈放到磁场中，结果又会怎样呢？（让学生做一简单猜测，然后演示）
师：可以观察到，线圈转动了。那么线圈为什么会转动呢？
生：可能是线圈受到力吧。
师：（再次演示）注意观察，当线圈平面与磁感线方向成什么位置时，线圈开始转动，继续思考线圈为什么会转动？
生：我知道了。当线圈平面与磁感线方向平行的时候，线圈转动，而转到成磁感线方向垂直的时候，线圈就不动了。
师：（媒体演示）。用点叉表示电流方向垂直向里，黑点表示电流方向垂直向外，根据上节课得出的结论，点叉的一边受到向上的力，而黑点的一边受到向下的力，线圈就在力的作用下转动。那么，转到线圈平面与磁感线方向垂直的时候为什么不动了呢？
生：当线圈平面与磁感线方向垂直的时候，两边所受的力大小相等，而且作用在同一直线上，所以线圈不动。
师：对。（媒体演示）。但我们学过惯性，当线圈转到垂直位置（也可以称为平衡位置）时，线圈由于惯性会再转过一定角度，但后又受力回转，最后会静止在平衡位置。但我们知道生活中的电动机会一直转动。如何使线圈不停转动呢？（让学生讨论）
生1：我们觉得可以让线圈转过平衡位置后，不给线圈通电，那么线圈就会由于惯性而继续转动了。
生2：我们认为可以让线圈转过平衡位置后，调换磁体的位置，那样当线圈转过平衡位置后，受力方向不同了，可以继续转动下去。
生3：我们认为可以让线圈转过平衡位置后，马上改变电流方向，那样当线圈转过平衡位置后，受力方向改变，可以继续转动。
师：刚才同学们想出了三种方法，这三种方法，我们再来作一比较，哪种方法更简单，更方便？
生：当线圈转过平衡位置时，改变电流方向。因为改变磁体的位置，理论上可行，操作上有难度，而利用惯性不一定能继续转动下去。
师：科技人员想出了一个巧妙的方法，每当线圈即将转到平衡位置时，切断通入线圈的电流，让它利用惯性转过平衡位置后，立即改变通入线圈的电流方向，这样便能使线圈向一个方向连续转动了。
师：（媒体播放，讲解。）
师：我们已经知道了电动机的工作原理是利用了通电线圈在磁场里转动。下面我们来观察电动机模型，仔细观察，电动机由哪些部分组成？
生：跟发电机相似，也有定子和转子。
师：对，电动机主要由线圈（转子）、磁体（定子）、换向器和电刷组成。下面我们就按照模型，阅读实验步骤1~5，先安装好电动机。
生：（学生动手实验）。
师：按电路图，把直流电动机模型、滑动变阻器、开关和电源用导线连接起来。闭合开关，用手帮助转动一下转子，观察转子是否会连续转动。若不转动，立即断开开关，检查电路连接情况以用电刷与换向器的接触是否良好，再进行试验。直到电动机模型能正常运转，记住这时转子的转向。
生：（学生动手实验）
师：下面请各组汇报一下实验结果。有没有碰到通电后电动机没有转动的，你们组所采取的措施。
生1：我们组刚开始不会转，后用手拨动了一下，就转了。
生2：我们组刚开始不会转，后调节滑动变阻器后，就转了。
生3：我们组发现是转子与定子之间的摩擦太子，后来调节了定子就好了。
生4：……
师：如果改变流入线圈的电流方向，会观察到什么现象？
生：电动机的转动方向改变了。
师：如果改磁感线的方向，又会观察到什么现象？
生：电动机的转动方向改变了。
师：从上面的实验我们知道，要改变电动机的转动方向的方法有：一是改变电流方向，二是改变磁感线方向。当然，如果同时改变电流方向和磁感线方向，电动机转动方向将不会改变。
师：那如何来改变电动机的转速呢？
生：（思考）通过调节滑动变阻器，也就是改变电流的大小。
师：请同学们将直流电动机的模型的各部件小心拆卸，放在指定的盒中。
师：我们在日常生活中有哪些地方用到电动机呢？
生：电瓶车，电风扇，电力机车，电动玩具等。
师：我们根据它使用不同类型的电可以分为直流电动机和交流电动机。一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如电扇、洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如电动玩具、电瓶自行车等。
师：当然，实际使用的直流电动机为了使转动均匀，它的电枢线圈有许多组，结果虽然复杂，但基本结构和工作原理和我们安装的直流电动机模型是相同的。
师：电动机转动后能带动其他机器的转动，那么从能量的角度来考虑，电动机起到了什么作用呢？
生：把电能转化为机械能的装置。
师：在生活中我们很多地方用到了电动机，那么使用电动机有什么优点呢？
生1：结构简单，只有线圈和磁体。
生2：起动方便，通电就行。
生3：可以实现倒转，比如洗衣服时，这样方便。
师：跟下一章要学习的内燃机相比，电动机的优点还很多，还有哪位同学要补充。
生4：环保，无噪声。
生5：不对，电动自行车刹车时声音很响的。
生6：那是刹车的关系，跟电动机无关。
师：同学们回答得很好，下课后调查一下身边哪些场合用到了电动机，了解一下是直流电动机还是交流电动机。
4
/
4
【教学目标】
1．知识与技能目标：
（1）知道电动机是把电能转化为机械能的装置；
（2）学会安装直流电动机模型。
2．过程与方法目标：
经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。
3．情感态度与价值观目标：
通过了解科学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】
1．直流电动机的能量转化；
2．电动机能够持转动的原因。
【教学过程】
一、引入新课
师：上节课我们研究了通电导体在磁场中的受力情况，所受力方向与哪些因素有关？
生：电流方向和磁感线方向。
二、进行新课
师：上次实验时我只是把线圈的一边放在磁场中，发现它会受到力的作用。如果我把整个线圈放到磁场中，结果又会怎样呢？（让学生做一简单猜测，然后演示）
师：可以观察到，线圈转动了。那么线圈为什么会转动呢？
生：可能是线圈受到力吧。
师：（再次演示）注意观察，当线圈平面与磁感线方向成什么位置时，线圈开始转动，继续思考线圈为什么会转动？
生：我知道了。当线圈平面与磁感线方向平行的时候，线圈转动，而转到成磁感线方向垂直的时候，线圈就不动了。
师：（媒体演示）。用点叉表示电流方向垂直向里，黑点表示电流方向垂直向外，根据上节课得出的结论，点叉的一边受到向上的力，而黑点的一边受到向下的力，线圈就在力的作用下转动。那么，转到线圈平面与磁感线方向垂直的时候为什么不动了呢？
生：当线圈平面与磁感线方向垂直的时候，两边所受的力大小相等，而且作用在同一直线上，所以线圈不动。
师：对。（媒体演示）。但我们学过惯性，当线圈转到垂直位置（也可以称为平衡位置）时，线圈由于惯性会再转过一定角度，但后又受力回转，最后会静止在平衡位置。但我们知道生活中的电动机会一直转动。如何使线圈不停转动呢？（让学生讨论）
生1：我们觉得可以让线圈转过平衡位置后，不给线圈通电，那么线圈就会由于惯性而继续转动了。
生2：我们认为可以让线圈转过平衡位置后，调换磁体的位置，那样当线圈转过平衡位置后，受力方向不同了，可以继续转动下去。
生3：我们认为可以让线圈转过平衡位置后，马上改变电流方向，那样当线圈转过平衡位置后，受力方向改变，可以继续转动。
师：刚才同学们想出了三种方法，这三种方法，我们再来作一比较，哪种方法更简单，更方便？
生：当线圈转过平衡位置时，改变电流方向。因为改变磁体的位置，理论上可行，操作上有难度，而利用惯性不一定能继续转动下去。
师：科技人员想出了一个巧妙的方法，每当线圈即将转到平衡位置时，切断通入线圈的电流，让它利用惯性转过平衡位置后，立即改变通入线圈的电流方向，这样便能使线圈向一个方向连续转动了。
师：（媒体播放，讲解。）
师：我们已经知道了电动机的工作原理是利用了通电线圈在磁场里转动。下面我们来观察电动机模型，仔细观察，电动机由哪些部分组成？
生：跟发电机相似，也有定子和转子。
师：对，电动机主要由线圈（转子）、磁体（定子）、换向器和电刷组成。下面我们就按照模型，阅读实验步骤1~5，先安装好电动机。
生：（学生动手实验）。
师：按电路图，把直流电动机模型、滑动变阻器、开关和电源用导线连接起来。闭合开关，用手帮助转动一下转子，观察转子是否会连续转动。若不转动，立即断开开关，检查电路连接情况以用电刷与换向器的接触是否良好，再进行试验。直到电动机模型能正常运转，记住这时转子的转向。
生：（学生动手实验）
师：下面请各组汇报一下实验结果。有没有碰到通电后电动机没有转动的，你们组所采取的措施。
生1：我们组刚开始不会转，后用手拨动了一下，就转了。
生2：我们组刚开始不会转，后调节滑动变阻器后，就转了。
生3：我们组发现是转子与定子之间的摩擦太子，后来调节了定子就好了。
生4：……
师：如果改变流入线圈的电流方向，会观察到什么现象？
生：电动机的转动方向改变了。
师：如果改磁感线的方向，又会观察到什么现象？
生：电动机的转动方向改变了。
师：从上面的实验我们知道，要改变电动机的转动方向的方法有：一是改变电流方向，二是改变磁感线方向。当然，如果同时改变电流方向和磁感线方向，电动机转动方向将不会改变。
师：那如何来改变电动机的转速呢？
生：（思考）通过调节滑动变阻器，也就是改变电流的大小。
师：请同学们将直流电动机的模型的各部件小心拆卸，放在指定的盒中。
师：我们在日常生活中有哪些地方用到电动机呢？
生：电瓶车，电风扇，电力机车，电动玩具等。
师：我们根据它使用不同类型的电可以分为直流电动机和交流电动机。一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如电扇、洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如电动玩具、电瓶自行车等。
师：当然，实际使用的直流电动机为了使转动均匀，它的电枢线圈有许多组，结果虽然复杂，但基本结构和工作原理和我们安装的直流电动机模型是相同的。
师：电动机转动后能带动其他机器的转动，那么从能量的角度来考虑，电动机起到了什么作用呢？
生：把电能转化为机械能的装置。
师：在生活中我们很多地方用到了电动机，那么使用电动机有什么优点呢？
生1：结构简单，只有线圈和磁体。
生2：起动方便，通电就行。
生3：可以实现倒转，比如洗衣服时，这样方便。
师：跟下一章要学习的内燃机相比，电动机的优点还很多，还有哪位同学要补充。
生4：环保，无噪声。
生5：不对，电动自行车刹车时声音很响的。
生6：那是刹车的关系，跟电动机无关。
师：同学们回答得很好，下课后调查一下身边哪些场合用到了电动机，了解一下是直流电动机还是交流电动机。
4
/
4