1.4 电动机 教学设计

浙教版八年级科学下第一章1.4电动机教学设计
一、教材分析
《电动机》是浙教版八年级下册第一章的教学内容，是电与磁知识的继续延伸。学生在接触本节内容前，已经知道磁体能产生磁场，不同磁体间可以发生相互作用，通电导体可以产生磁场，而这节课正是在此基础上，进一步挖掘电与磁之间的相互联系，从而引出其实际的应用电动机，体现了科学来源生活又紧密联系生活的思想。同时也为后继课程磁生电做了铺垫，起着承上启下的作用。本节课的教学内容主要包括两部分：
一是了解磁场对通电导体的作用；
二是让学生经历模拟电动机工作的过程，了解直流电动机的结构与工作原理。
二、教学目标
1. 通过演示实验，知道磁体对电流有力的作用。
2. 知道通电导体在磁场中受到力的方向与哪些因素有关。
3. 通过演示实验，知道矩形线圈在磁场中的转动情况。
4. 了解直流电动机的构造与工作原理，理解换向器的作用。
5. 经历探究电动机的工作原理，培养初步分析问题的能力。
6. 通过了解科学知识能转化为实际应用，进一步提高学生学习科学技术知识的兴趣。
三、教学过程
1. 创设情境，引入新课
出示图片：电风扇、洗衣机、水果榨汁机。提出问题：这些电器在工作时有什么共同的特征？——电器的一些部件都会转动。
教师指出：这是因为这些电器中都安装着一台电动机。电动机通电后为什么会转动？为了回答这个问题，我们学习新的一课。
【设计意图】以熟悉的家用电器引入，可让学生体验到学习课题的意义，增强学习的兴趣。
2. 引导探究，构建思路
（1）学生活动：发给每组学生1只玩具电动机（如图2）、1节干电池、2条导线、若干枚大头针。学生先让玩具电动机（如图2）通电转动；再观察玩具电动机的结构，了解玩具电动机主要由哪些部件组成。 启示学生用大头针检测电动机里面有磁体。
（2）讨论：电动机要转动，需要具备什么条件？ ——有通电线圈、有磁体（或磁场）。 437007021971000
【设计意图】让学生通过实验、观察，对电动机的构成 要素形成初步的认识。
3．探究磁场对通电导体的作用
（1）启发性讲述：通电线圈转动是因为通电线圈受到某个力的作用。这个力来自哪里
呢？没有磁体，通电线圈并不会转动，这表明这个力是来自磁体。磁体与线圈没有相互接
触，它是通过磁场对通电线圈产生力的作用的。以下，我们用实验先来探究磁场对通电导体是否有力的作用？
（2）演示：利用如图3装置进行实验。教师操作，学生观察现象，并将观察到的有关现象记录在表格中。 ①先取掉蹄形磁体，当合下开关时，ab静止不动；
②把导体棒ab放在蹄形磁体的磁场中。当合下开关时，ab将向左运动； 43840402286000
③改变通过导体ab的电流方向，合下开关时，ab将向 右运动。
④保持导体中的电流方向与③相同，将蹄形磁体上下翻转，改变磁场的方向，合下开关时，ab将向左运动。
3）引导学生概括实验结论： ?
比较①②两次实验现象，可得什么结论？——磁场对通电导体会产生力的作用。
比较②③两次实验现象，可得什么结论？——磁场对通电导体产生的力的方向， 与电流方向有关，电流方向改变时，力的方向也发生改变。 ?
比较③④两次实验现象，可得什么结论？——磁场对通电导体产生的力的方向， 与磁场方向有关，磁场方向改变时，力的方向也发生改变。
实验结论：磁场对通电导体会产生力的作用，力的方向与电流方向有关，与磁场方向有关。当电流方向或磁场方向改变时，导体的受力方向也发生改变。
（4）讨论：比较②④两次实验，可以得出什么结论？——同时改变电流方向和磁场方向，通电导体的受力方向不会发生改变。
【设计意图】让学生参与探究磁场对通电导体的作用力的规律，培养学生的探究意识和能力。
3．直流电动机的工作原理
（1）提出问题：刚才的实验显示了，通电导体在磁场中会受到力的作用，从而向某个方向运动。但这并不像之前展示的电动机模型那样一直转下去。通电线圈在磁场中为什么会发生转动呢？
（2）演示：如图4所示，将矩形线圈放入磁场中处于图甲所示位置，给矩形线圈通电，线圈将会发生转动。但线圈的转动并不会持续下去，而是最终静止在图乙位置。
（3）实验现象的分析（结合图4甲、乙、丙）： 图3 a b a a b b c c c d d d
①在图甲中，因为线圈ab边的电流方向向内，cd边的电流方向向外，而磁场方向都是向左，所以，cd边受到的力与ab边受到的力方向相反（具体方向直接告知）。
②在图甲中，虽然 ab、cd两边受到的两个力大小相等，方向相反，但由于两个力不在同一直线上，所以不能相互平衡。这两个力会使线圈沿顺时针方向转动。
③当线圈转至图乙位置时，ab、cd边受到的两个力大小相等，方向相反，并作用在同一直线上，相互平衡。所以，图乙位置也称为线圈的平衡位置。
④但是由于线圈有惯性，当它转到平衡位置时，并不是立即停下来，而是要继续转过一小段，如图丙。
⑤在图丙位置，ab、cd两边受到的力方向相反，也不在同一直线上，这两个力会使线圈沿逆时针方向转动。由于摩擦的存在，线圈在图乙位置附近来回摆动几次，最后将静止在平衡位置。
426783534861500【设计意图】从磁场对通电直导线产生的效应到磁场对通电线圈产生的效应，由简到繁。两个特殊状态的分析，为引出换向器及讲解通电线圈在磁场中的持续转动作准备。
（4）线圈持续转动的实现
①讨论：在图4丙位置，要使线圈能沿顺时针方向持续转动，可以采用什么措施？——要使线圈在图4丙位置 能沿顺时针方向持续转动，应当使ab边受到的力方向向下，cd边受到的力方向向上。采取的措施一是改变电流的 方向；二是改变磁场的方向。
教师指出：改变电流的方向在技术上更容易实现。
②引出换向器（如图5）。
结构：由两个铜质半环组成。
作用：当线圈转过平衡位置时，立即改变电流的方向。 ③结合图6讲解直流电动机工作原理。
【设计意图】让学生完整认识电动机线圈在磁场中转动的过程，进一步认识换向器在电动机中的作用。 4．交流电动机 指出家庭所用的电是交流电，所以，电风扇、洗衣机、榨汁机、脱排油烟机等电器中所用的电动机是交流电动机。虽然交流电动机的结构与直线电动机有所不同，但都是依靠磁场对通电导体的作用力来驱动的。