直流電動機-教學設(shè)計

1、直流電動機教學設(shè)計苗建輝課題12.6 直流電動機教材 分析直流電動機一課選自北師大課標版九年級物理課本第十 二章第6節(jié)，教學 內(nèi)容包括 FB分：一是直流電動機的結(jié)構(gòu)；二是電動機轉(zhuǎn)動的原理，即磁場對通電導體的作用。三是直流電動機的工作過程。本節(jié)課在這一章中的地位和作用： 本節(jié)課是在學習了電磁場對通電導體的作 用的基礎(chǔ)上進一步深層應用，加深對該原理的理解和認識有著重要的作用。學情 分析學生對圖形圖像的感知能力還不夠，另外本節(jié)對學生立體思維的要求能力較 高，而學生立體思維能力不夠，故本節(jié)內(nèi)容對學生來說難度較大。教學 目標1、知識與技能(1)知道簡單直流電動機的原理和主要構(gòu)造。(2)知道換向器在直流電

2、動機中的作用。(3)學會組裝簡單直流電動機.2、過程與方法通過觀察、分析、討論和動手制作電動機模型，知道電動機轉(zhuǎn)動的原理。3、情感、態(tài)度與價值觀通過了解物理知識如何轉(zhuǎn)化成實際技術(shù)應用，進一步提高科學技術(shù)知識的興趣.重點 難點教學重點：直流電動機的工作原理, 教學難點：換向器的作用教學過程引入教師活動學生活動設(shè)計意圖展示圖片引 入 課 題i學生認真觀察圖片 預設(shè)學生答案：認識， 523路公交車。學生：新能源汽車或者 電動車學生：電動機從生活引入物理，體現(xiàn) 課標從生活走向物理的 理念。第r一丁 F4to展示以上圖片，提出問題：.大家認識這輛綠色車牌的公 交嗎？.你知道這輛車與傳統(tǒng)公父車 在動力上有

3、什么區(qū)別嗎？.它是通過什么裝置使車動起 來的？過渡語：由于它的電動機使用 的直流電，故稱為直流電動機。讓我們通過這節(jié)課的學習， T 來探究直流電動機是如何轉(zhuǎn)動起來的。新課講授教師活動學生活動設(shè)計意圖活動一回顧舊知提問：將一段通電導體放入磁 場中嗎，根據(jù)此實驗的現(xiàn)象能得 出什么結(jié)論？預設(shè)答案：磁場對通電 導體產(chǎn)生力的作用。通過回顧上節(jié)課的舊 知，做好本節(jié)課的理論 鋪墊。繼續(xù)提問：其力的方向與什么因素 有關(guān)呢？學生回答：與電流和磁 場方向有關(guān)。學生回答：可以根據(jù) 左手定則來判斷，繼續(xù)追問：那么當磁場與通電 導體相互垂直時，導體受到力的 方向如何判斷？學生回答：左手定則追問：當通電導體與磁場方向相

4、互垂直時，怎樣來確定受力方 向？要求：那我們現(xiàn)在用左手定則來 判斷該實驗中通電導體ab受力 的方向。學以致用，并且順利過 渡下一教學環(huán)節(jié)。學生用左手定則判斷 導體ab受力的方向， 并回答：導體ab受力 水平向右。學生回答：不會，因為 導體會滑出去。讓學生先從最簡單的線置轉(zhuǎn)動開始認識直流電提問：則導體ab應該向右運動, 請問導體ab在有限的磁場中能 不能一直運動下去？為什么？ 過渡語：看來這種平動的的方式 并不容易使得導體持續(xù)運動，想 到生活中需要更多的是轉(zhuǎn)動，故 我們可以把帶有轉(zhuǎn)動軸的線圈 放入磁場中，通電后看它會怎樣 轉(zhuǎn)動?；顒佣尵€圈轉(zhuǎn)動起來1.通電線圈在磁場中會怎么運 動？動機，符合學生

5、的認知 特點。要求：先認真閱讀文字材料，弄 明白如何將線圈放入磁場提問：通過閱讀我們知道線圈有兩種 做法，請問這兩種做法最大的不 同之處是什么？思考：兩組不同的線圈放入磁場 中通電后，到底哪組線圈可以轉(zhuǎn) 動呢？要求：為節(jié)省上課時間，老師已 將這個裝置大部分制作已經(jīng)完 成，大家只需要對線圈轉(zhuǎn)動軸進 行刮掉相應的漆，4人為一小組 進行實驗，第一大組組按方法1 進行掛漆，第二大組完成方法2, 然后通電后觀察現(xiàn)象。提問：1、3組你們的線圈動了 嗎？追問：為什么會轉(zhuǎn)動，原理是什 么？【板書】引出電動機原理，并且 板書電動機原理。繼續(xù)提問：.那請問第一大組你們的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動了嗎？.那請問你們組（第二大組）

6、的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動了嗎？ 提出質(zhì)疑：哦？看來你們兩大組 的結(jié)果不一樣，為什么方法1全突出了本節(jié)課的重點即 電動機的原理。學生認真閱讀學案上 “通電線圈在磁場中會怎樣運動”的文字材 料.學生回答：方法1是將 線圈轉(zhuǎn)動軸上兩端的 漆全部刮掉，而2中軸 上一端的漆全部刮掉， 另一端只刮掉了下半 周。學生分組進行實驗。通 電后觀察現(xiàn)象。學生：線圈動了起來或 沒動（如果說沒動，可 以引導學生只要沒有 靜止就是動了，）學生：因為磁場對通電 導體會產(chǎn)生力的作用。第一大組學生：沒有第二大組組學生：轉(zhuǎn)動 了閱讀電動機制作過程就 是培養(yǎng)學生閱讀和思考 的能力，讓學生在課堂 上有靜心學習的時間和 空間。將課堂還給學生0

7、本環(huán)節(jié)的設(shè)計是引起學 生的思維沖突，激發(fā)學 生的學習興趣和求知 欲。分成轉(zhuǎn)和不轉(zhuǎn)的兩大組 同時進行實驗，可以節(jié) 省時間，提高課堂效率刮的線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動，而方法 2的線圈卻能持續(xù)轉(zhuǎn)動呢？ 教師引導分析：我們可以先從不轉(zhuǎn)動的線圈 進行分析，由于線圈軸兩端的漆 全部刮掉，接通電源后線圈在任 何位置都處于 通電狀態(tài)，為更方 便分析它們的受力情況，將實物 圖轉(zhuǎn)化成簡易圖，然后再將磁體 從豎直方向轉(zhuǎn)到水平放置。要求：2.分析原因線圈正因為轉(zhuǎn)動，是由于線 圈ab, cd邊框受力所致，所以請 用左手定則判斷，當線圈處于甲 乙丙圖所在位置時ab、cd邊框 受力情況，并畫在學案上。（理論分析）學生思考學生根據(jù)左

8、手定則來 完成學案上線圈受力 情況，并嘗試分析線圈 轉(zhuǎn)動原因。學生完成學案上ab、 cd邊框受力分析。重點分析不轉(zhuǎn)動的原因 看起來沒有抓住本節(jié)課 的重點但其實為進一步 分析轉(zhuǎn)動甚至是學生對 于換向器的理解做好了 充分的鋪墊工作。教師根據(jù)學生對邊框受力的分 析和已做好的線圈模型解釋線 圈不轉(zhuǎn)動的原因。（意圖：通過重點分析 線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因，為線圈如何持續(xù)轉(zhuǎn)動 做好理論鋪墊）（模型分析）教師角單釋：（老師做了一個和圖中一樣的線 圈模具，假如紅色邊框是ab,藍色是cd,當線 圈初始位置處于甲圖水平位置時，則紅框受到豎 直向上的力，老師用氨氣球來實現(xiàn)，而藍框受到學生認真聽講并思考。應用自制線圈模

9、具結(jié)合 理論分析，讓學生更加 形象的明白線圈不轉(zhuǎn)動 的原因，有效突破了本 節(jié)課的一個潛在的難 點。這也是本節(jié)課最大 的亮點和創(chuàng)新。豎向下的力，用重物實現(xiàn)。這兩個力大小相等， 方向相反，但不在同一條直線。所以線圈順時針 轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動到乙圖豎直位置時，這兩個力大小 相等，方向相反，同時還在同一條直線上，所以 這兩個力二力平衡，線圈處于平衡位置，這兩個 力向外拉扯線圈，不能使線圈轉(zhuǎn)動，但線圈是不 是立即停止轉(zhuǎn)動？（不會，由于慣性會繼續(xù)轉(zhuǎn)動） 當線圈沖過平衡位置后，由于紅藍線框受力方向 不變，這兩個力會 反向拉線圈，使得線圈無法 持續(xù)轉(zhuǎn)動，最后線圈經(jīng)過幾次反復后，會停在平 衡位置。）提問：這就是以上線

10、圈不能持續(xù) 轉(zhuǎn)動的原因，那么為什么轉(zhuǎn)動軸 一邊全刮另一邊半刮的線圈卻 能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動起來呢？ 大家兩 人一組進行討論過渡提問：這樣適時通斷電的方 法可以使得線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動，結(jié)合 不轉(zhuǎn)動線圈的分析，請思考還有 沒有其他辦法也可以使得線圈 持續(xù)轉(zhuǎn)動下去？追問：那如何改變呢？過渡語：由于不斷改變磁場方向 不太方便，而有一個裝置可以在 線圈轉(zhuǎn)動過程中可以自動改變 電流方向，它就是換向器。3.換向器和電刷（改進）觀察結(jié)構(gòu)：尋找手中電動機模 型中換向器部分，并用語言描述 其結(jié)構(gòu)。體驗并思考：為了更加明確地探 究換向器的作用，我們四人一小學生討論并回答：（預設(shè)答案）首先這樣 的線圈使得從平衡位 置開始轉(zhuǎn)動時，前

11、半周 通電，而后半周斷電。 /這樣線圈每轉(zhuǎn)動一周 的過程中，只有半周獲 得動力，在另外半周不 受磁場力的作用，由于 慣性線圈會繼續(xù)轉(zhuǎn)過 半周，所以可以持續(xù)轉(zhuǎn) 動下去。學生：每轉(zhuǎn)過平衡位置 時，及時改變線圈受力 方向，（或者改變電流 方向，教師根據(jù)答案不 同隨機應變）改變電流方向或者磁 場方向。學生觀察電動機模型， 指出換向器并描述：換 向器是 由兩個彼此分 開的銅半環(huán)組成。（教 師提出銅半環(huán)與線圈 兩端連接，可以隨著線 圈的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。 同時在前面分析的基礎(chǔ)上， 將此難題留給學生，可 以培養(yǎng)學生思考問題、 解決問題的能力和表達 能力。通過實驗設(shè)計環(huán)節(jié)，讓 學生加深對換向器的認 識和理解。此環(huán)節(jié)

12、也留給學生，進組給電動機模型通電，觀察現(xiàn) 象，并討論換向器是如何改變電 流方向的。（教師適當引導：）活動三 實際電動機提問：如果電動機的線圈 剛好停在平衡位置上，那么通電 時能夠自行啟動嗎？為什么？ 播放視頻：（關(guān)于從單線的電 動機模型到多組線圈的實際電 動機的演變過程）電刷結(jié)構(gòu)和作用）學生代表利用老師做 好的電動機模具（帶肩 換向器）來解釋換向器 的工作原理。學生認真觀看視頻手培養(yǎng)學生解決問題 的能力，進一步將課堂 留給學生。同時自制電動機模型也 是本節(jié)課的另一大亮 點。讓學生體會到理論、模 型到實際電動機是需要 一個過程。這個微視頻 也是本節(jié)課的小創(chuàng)新。反 饋 練 習.結(jié)合以上學習，從能量角度 分析，你認為電動機的工作 過程中能量轉(zhuǎn)化是怎么樣 的？.電動機的線圈嵌在鐵芯上 有什么好處？學生完成作業(yè)知識小節(jié)（應用思維導圖）/定子轉(zhuǎn)子磁場對逋電導體有力的作用原理j一卜電屆U電能造化機械能-s能:a 4專+,接向器TiFJK=rT IT-JT/ U-HjIaiHB曰匕千q IXjidw, i erv/直流電動