沪粤版九年级物理下册17.2 探究电动机转动的原理教学设计

探究电动机转动的原理
教学目标
知识与技能：了解通电导线在磁场中受力的作用，并且受力的方向与电流方向、磁场的方向有关；了解电动机的
构造和原理。
过程与方法：经历制作简单电动机的过程，探究电动机连续转动的原理。
情感、态度与价值观：了解科学知识转化成应用技术的过程，提高学习科学技术的兴趣，培养创造发明的意识。
重点：直流电动机的工作原理。
难点：直流电动机工作过程中的特点。
教学方法：演示实验法，分组实验法，讨论法，实验探究法
教具准备：电动车后轮电动机、自制简易电动机、自制通电直与磁场作用演示器、自制通电线圈与磁场作用演示器、电池、导线、磁铁、小刀、学生简易电动机
教学过程
设疑引入，实验激趣。
了解生活中电动机复杂结构对比简易小电动机，设疑：通电导线在磁场中会如何运动？
教师：展示电动机。提问：这是老师昨天在旧货市场淘的宝贝，设能看的出来这是什么？
学生：电动机…
教师：我把它拆了，里面有什么呢
学生：导线、磁铁…
教师：这个电动机结构太复杂了，老师有一个更简单的电动机
教师：有磁铁，通电导线…我们今天就来探究电动机通电为什么能够转动？
讲授新课
教师：（利用课件投影）磁体之间通过磁场发生力的作用，通电导线周围纯在磁场，那么把通电导线放到磁场中会怎样？
学生丙：两个放一起，一个会运动，我想到奥斯特实验，直导线通电，小磁针发生偏转，
学生丁：小磁针会受到通电导线给他的力的作用，那么相应的，通电导线也会受到力的作用。
教师：同学们的对磁体与通电导线之间可能发生的作用分析，很符合客观事实，但物理理论的论证需要实验现象来论证支持，我们用一个实验，简单直观的现象验证刚才的分析。
教师：（组装器材）
教师：（演示实验进行操作）闭合开关，直导体状态改变向一侧滚动，重复操作（学生对现象进行总结）
学生甲：通电导线在磁场中会受到力的作用。
教师：表述言简意赅，很到位，如果单独改变电流方向或者磁场方向结果会怎样呢？
教师：（请2名学生分别上台操作）只改变电流方向或者磁场方向，导体受力运动方向发生改变了，说明了什么？
学生甲：通电导线在磁场中受力的方向和电流方向或者磁场方向有关。
教师：一根通电导线受力太小，现象不明显，请同学们增强受力
学生甲：我们可以缠绕成线圈
教师：这个注意不错，那通电线圈在磁场中，运动会如何呢？
教师：（摄像并闭合开关）线圈转起来了，但一会之后就左右摆动纪下停下来了。为什么会这样呢？
教师：（课件）解释通电线圈不能持续转动的原因，由于惯性，线圈越过平衡位置后，受力拉回来了，能否去掉后半圈受力，让线圈依靠惯性转过半圈呢？
教师：（学生思考后…）同学们的桌子里面有几样器材，请大家把他们拿出来，为了弄清楚线圈的运动情况，请同学们利用器材动手制作一个小小电动机，直接得出现象（对照课件内容，学生分组实验）
教师：（学生实验，教师观察）留意各组学生操作情况，及时解决疑问，引导学生操作。（适当表扬操作能力好的小组）…
教师：通电线圈在磁场中怎么运动呢？
学生乙：通电线圈在磁场中会转动。
教师：我们电动机内部，就是把导线缠绕成线圈使用，所以这点很有用，它表明了通电线圈在磁场中会受力转动。这就是电动机通电工作的原理。
学生甲：转到后半圈，电路就断开了。
学生乙：哦，对！后半圈没有电流，线圈是靠惯性转过去的。
学生甲：过了有绝缘漆的半圈，电流又有了，所以能继续旋转！
教师：半圈不通电，线圈确实能持续转动，但这样连续性不好，线圈转动实用性不强，能不能后半圈依然有力的作用，但改变力的方向，使得线圈持续转动呢？
学生丁：改变线圈受力方向，可以改变电流方向或者磁场方向！
教师：非常好，在实际生活中就是适时的改变电流方向或者磁场方向来实现的。
教师：（课件投影）如图中结构，E、F为两个铜半环，和线圈两端固定，半环之间彼此绝缘互不接通，A、B为两个与外部电路接通的电刷，这样的结构可以实现，改变电流方向，这样的构造，被称之为“换向器”，
教师：简要介绍换向器作用
教师：电动机操作简单，能量利用率高且无污染因而在生活中被广泛应用，同学们在生活中讲过哪些工具中用到了电动机呢
学生：吹风机……
教师：除了这些还有复兴号高铁、航母的电磁弹射装置
课堂小结
板书：
电动机
1.通电导体在磁场中受到力的作用。
通电导体在磁场中受力的方向，跟电流方向和磁场方向有关。
2.通电线圈在磁场中受力转动。
3.电动机：
原理：通电线圈在磁场中受力转动。
结构：定子、转子、换向器。
换向器：改变线圈中电流方向，实现持续转动。