第4節(jié)  電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)說明首先要學(xué)生列舉帶電動(dòng)機(jī)的電器，然后演示電動(dòng)機(jī)模型通電后轉(zhuǎn)動(dòng)，提出問題：給電動(dòng)機(jī)通電，它為什么能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，引入新課。通過教材中圖20.4-1“通電導(dǎo)線在磁場中受力”這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析得出：通電導(dǎo)體在磁場中要受到力的作用，且力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系。電動(dòng)機(jī)的工作原理和換向器的作用是難點(diǎn)，可從教材圖20.4-4“小小電動(dòng)機(jī)”入手，直到最后設(shè)計(jì)先演示“線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)”，并分析其原因，尋找解決方法，再演示“讓線圈轉(zhuǎn)起來”，引出利用換向器來實(shí)現(xiàn)線圈的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。對于電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理，可采用掛圖的方式，逐條講解。本節(jié)內(nèi)容由“磁場對通電導(dǎo)線的作用”和“電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造”兩部分構(gòu)成。教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與技能】1.通過實(shí)驗(yàn)，了解通電導(dǎo)體在磁場中會(huì)受到力的作用，知道力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)。2.了解直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理及其能量轉(zhuǎn)化。【過程與方法】1.探究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的奧秘，展示奧斯特實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。2.通過演示通電導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動(dòng)情況，以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、總結(jié)歸納規(guī)律的能力。3.通過讓學(xué)生制作線圈并讓線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和動(dòng)手操作能力，同時(shí)享受成功的喜悅。【情感、態(tài)度與價(jià)值觀】通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)觀察與實(shí)驗(yàn)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和動(dòng)手操作能力。重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)磁場對通電導(dǎo)線的作用。教學(xué)難點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法、講解法、討論法、分析歸納法、啟發(fā)誘導(dǎo)、活動(dòng)體驗(yàn)。教具、學(xué)具學(xué)生用：電源、蹄形磁體、開關(guān)、導(dǎo)線、銅棒(導(dǎo)體)、滑動(dòng)變阻器、線圈、導(dǎo)軌。教師用：電源、蹄形磁體、開關(guān)、導(dǎo)線、銅棒(導(dǎo)體)、滑動(dòng)變阻器、線圈、導(dǎo)軌、通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的掛圖、一段粗漆包線、一段細(xì)鐵絲(或裸銅線)、一塊泡沫海綿。授課時(shí)數(shù)1課時(shí)教學(xué)過程回顧思考1.奧斯特實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)體周圍存在著____，磁場的方向與____的方向有關(guān)。2.力的作用效果：一是可以____，二是可以____。3.磁場對放入其中的磁體能夠產(chǎn)生____的作用。4.力是使物體____發(fā)生改變的原因，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，一定是受到了____的作用。導(dǎo)入新課1.多媒體展示機(jī)床、電力機(jī)車、洗衣機(jī)、電扇、冰箱及各種電動(dòng)玩具。教師提出問題：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理是什么？2.回憶奧斯特電生磁的實(shí)驗(yàn)，用多媒體展示奧斯特實(shí)驗(yàn)的過程、結(jié)果及實(shí)驗(yàn)裝置圖。教師提出問題：奧斯特實(shí)驗(yàn)說明電流對小磁針有力的作用，那么磁體對電流有沒有力的作用呢？我們知道生產(chǎn)和生活中的許多電器都需要電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)已經(jīng)深入到現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)角落，下面我們就來研究電動(dòng)機(jī)的工作原理，來獲得正確的結(jié)論。講授新課一、磁場對通電導(dǎo)線的作用師：磁場的介紹中，磁體對小磁針有力的作用；奧斯特實(shí)驗(yàn)中，電流對小磁針有力的作用。磁體的磁場對通電導(dǎo)線是否有力的作用？ 【演示實(shí)驗(yàn)】通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用。【演示1】把導(dǎo)線ab放在磁場里，接通電源。教師請學(xué)生說出觀察到的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生討論并得出結(jié)論。現(xiàn)象：接通電源后導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)了。解釋：導(dǎo)線通電前是靜止的，通電后發(fā)生了運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，說明受到力的作用。由學(xué)生歸納出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動(dòng)。教師提出問題：通電導(dǎo)線在磁場中是不是永遠(yuǎn)向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)呢？如果不是永遠(yuǎn)向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，那么有哪些方法可以改變它的運(yùn)動(dòng)方向呢？教師請學(xué)生進(jìn)行猜想，然后利用演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的猜想是否正確。學(xué)生的猜想：可能與電流的方向和磁場的方向有關(guān)。教師根據(jù)學(xué)生的猜想進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真觀察。【演示2】只改變剛才實(shí)驗(yàn)中電流的方向，再做一次實(shí)驗(yàn)，觀察導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向。現(xiàn)象：導(dǎo)線向左運(yùn)動(dòng)。由學(xué)生歸納出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：電流方向改變，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向改變，說明受力方向改變。【演示3】保持剛才實(shí)驗(yàn)中電流的方向不變，但把蹄形磁體兩極調(diào)換一下，使磁場方向與原來相反，觀察導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向。現(xiàn)象：導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)。由學(xué)生歸納出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：磁場方向改變，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向改變，說明受力方向改變。教師提出問題：如果電流和磁場的方向都變得與原來相反時(shí)，通電導(dǎo)線受力方向會(huì)怎樣？學(xué)生給出猜想后教師進(jìn)行演示。【演示4】同時(shí)改變電流方向和磁場方向，再做一次實(shí)驗(yàn)，觀察導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向。現(xiàn)象：導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)。由學(xué)生歸納出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：同時(shí)改變電流方向和磁場方向，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向不變，說明導(dǎo)線受力方向不變。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用。2.通電導(dǎo)線在磁場中受力的方向跟電流方向、磁場方向都有關(guān)系。當(dāng)電流的方向或者磁感線的方向變得相反時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。當(dāng)電流的方向和磁場的方向同時(shí)改變時(shí)，通電直導(dǎo)線受力的方向不變。二、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造1.電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，叫做轉(zhuǎn)子。固定不動(dòng)的磁體，叫做定子。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子在定子中飛快地轉(zhuǎn)動(dòng)。【問題】如果把一個(gè)通電的線框放到磁場中，又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？【實(shí)驗(yàn)演示】把線框放入磁場中，接通電源，讓電流通過，觀察線框的運(yùn)動(dòng)，并對線框進(jìn)行受力分析。 現(xiàn)象及解釋通電線框在磁場中兩邊受力，但方向相反，發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)線框的平面與磁場垂直時(shí)，通電線框受平衡力作用，達(dá)到平衡位置。這時(shí)由于慣性，線框還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)線框靠慣性越過平衡位置后，磁場力作用的結(jié)果使線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)通電線框擺動(dòng)幾次后，最終靜止在平衡位置實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電線框在磁場中可以轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而是來回扭轉(zhuǎn)。2.讓線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來教師提出要求：請同小組的同學(xué)們合作，利用你身邊的器材，結(jié)合教材第134頁“想想做做”，制作一個(gè)線圈并讓該線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來。比比看哪個(gè)小組做得又快又好。教師提醒學(xué)生注意：(1)由于線圈是銅(或鋁)線繞制成的，電阻很小，線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過線圈的電流較大，應(yīng)盡量減少線圈在通電情況下靜止的時(shí)間。(2)線圈應(yīng)靠近磁極，這樣線圈處于強(qiáng)磁場中，受到的力大，轉(zhuǎn)動(dòng)快。【想想做做】自制小小電動(dòng)機(jī)一端漆皮全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。這樣，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)越過平衡位置后，停止對線圈供電，由于慣性，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)半周后再繼續(xù)供電，線圈就可以持續(xù)轉(zhuǎn)下去了。【想想議議】在“小小電動(dòng)機(jī)”的實(shí)驗(yàn)中，采用刮去引線漆皮的辦法來控制電路的通斷，只有半周獲得動(dòng)力。怎樣使線圈后半周也有動(dòng)力持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？如果在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周，不是停止給線圈供電，而是設(shè)法改變后半周的電流方向，使線圈在后半周也獲得動(dòng)力，線圈將會(huì)更平穩(wěn)、更有力地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。3.如何使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)教師提出問題：那么怎樣才能使線圈持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去呢？教師引導(dǎo)學(xué)生從線圈不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因入手，得出線圈轉(zhuǎn)過平衡位置后，改變受力方向可使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。討論得出為使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)采取的措施。討論方案會(huì)出現(xiàn)兩種：一是線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，及時(shí)改變磁場的方向；二是線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，及時(shí)改變電流的方向。教師提問：這兩種方法哪一個(gè)方法更方便些？引導(dǎo)學(xué)生思考回答。教師做出結(jié)論：實(shí)際上，電動(dòng)機(jī)是利用換向器在線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流的方向，使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去的。教師引導(dǎo)學(xué)生了解換向器構(gòu)造：換向器由兩個(gè)銅半環(huán)組成，兩個(gè)銅半環(huán)E、F分別與線圈相連，它們之間彼此絕緣，并隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，跟電刷A、B接觸并與電源組成閉合電路。4.教師展示直流電動(dòng)機(jī)掛圖介紹換向器是如何改變電流方向的，即直流電動(dòng)機(jī)的工作過程。線圈中的電流方向是a→b→c→d，線圈在磁場中受力順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到平衡位置時(shí)，電刷與兩個(gè)半環(huán)間絕緣部分接觸，線圈中無電流，線圈不受力的作用，但線圈由于慣性越過平衡位置。線圈越過平衡位置后，電刷與銅半環(huán)接觸，線圈中電流方向?yàn)?/span>d→c→b→a，電流方向改變，導(dǎo)線ab、cd的受力方向改變，仍使線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（無論線圈的哪個(gè)邊，只要它處于靠近S極的一側(cè)，電流都是從讀者這邊朝紙內(nèi)的方向流去，這時(shí)它的受力方向總是相同的，線圈就可以不停地轉(zhuǎn)下去）。線圈又轉(zhuǎn)至平衡位置，當(dāng)線圈由于慣性越過平衡位置，通過換向器改變了線圈中電流方向，這樣線圈就會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。5.電動(dòng)機(jī)的工作原理及能量轉(zhuǎn)化（1）電動(dòng)機(jī)的工作原理：電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的。教師提問：你能說出電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量是如何轉(zhuǎn)化的嗎？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)通電而運(yùn)動(dòng)，消耗電能得到機(jī)械能回答。（2）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。6.揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)聲的學(xué)生自主學(xué)習(xí)教材第136頁“科學(xué)世界”，了解揚(yáng)聲器的發(fā)聲原理。(1)作用：揚(yáng)聲器是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)的一種裝置。(2)構(gòu)造：由永久磁體、線圈、錐形紙盆構(gòu)成，如圖甲所示。    甲　　　　　　　　　　　　　乙 (3)原理：當(dāng)線圈中通過如圖乙所示的電流時(shí)，線圈受到磁體的吸引向左運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線圈中通過相反方向的電流時(shí)，線圈受到磁體的排斥向右運(yùn)動(dòng)。由于通過線圈的電流是交變電流，它的大小和方向不斷變化，電流的方向影響紙盆運(yùn)動(dòng)的方向；電流的大小影響紙盆振動(dòng)的幅度，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了隨電流變化的聲音。課堂小結(jié) 板書設(shè)計(jì)第4節(jié)　電動(dòng)機(jī)　　　　　　　　　　　　教學(xué)反思                                                                                                                                     

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