課題
第二十章：電與磁 第四節(jié)：電動(dòng)機(jī)
教材
分析
這一課的內(nèi)容主要包括兩部分：一是了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。二是在學(xué)生經(jīng)歷模擬電動(dòng)機(jī)的過程，了解直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)的基本性質(zhì)以及電生磁的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入挖掘出磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用，從而提出這一理論在人類生活中的實(shí)際應(yīng)用——電動(dòng)機(jī)。此外，本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生已有通電導(dǎo)體對(duì)放入其中的磁體能夠產(chǎn)生力的作用基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生逆向思維：磁體對(duì)放入其中的通電導(dǎo)體是否也有力的作用猜測(cè)，再利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，從而培養(yǎng)學(xué)生要善于發(fā)現(xiàn)事物間的某種聯(lián)系，并大膽的猜想、探究，以證實(shí)自己的想法。故其是本章的核心內(nèi)容之一。
學(xué)
習(xí)
目
標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：
1.了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。
2.了解直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。
3.知道換向器的作用。
4.初步認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系。
過程方法：
1.經(jīng)歷探究的過程，體會(huì)觀察與分析的重要性。
2.經(jīng)歷模擬電動(dòng)機(jī)的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及分析問題、解決問題的能力。
情感目標(biāo)：
通過了解物理知識(shí)如何轉(zhuǎn)化成實(shí)際技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識(shí)的興趣。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)
通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用。
學(xué)習(xí)難點(diǎn)
電動(dòng)機(jī)能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
觀察法、討論法、實(shí)驗(yàn)探究法、多媒體演示法。
教具與媒體
電源、U形磁鐵、導(dǎo)線、開關(guān)、銅棒(導(dǎo)體)、滑動(dòng)變阻器、線圈、導(dǎo)軌、多媒體課件等。
內(nèi)容與教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
教

學(xué)

流

程
教


學(xué)


流

程
教

學(xué)

流

程
一、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課（2min）
多媒體展示各種使用電動(dòng)機(jī)的電器的圖片,這些圖片里的東西有什么共同的特點(diǎn)?
（板書課題─第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)）
二、進(jìn)入新課，科學(xué)探究
（一）磁場(chǎng)對(duì)電流通電導(dǎo)線的作用（16min）
過渡：給電動(dòng)機(jī)通電它就能轉(zhuǎn)動(dòng)嗎?電動(dòng)機(jī)工作的原理是怎樣的呢?
提示回憶奧斯特電生磁的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)一位同學(xué)敘述一下奧斯特的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果?
提問：根據(jù)的奧斯特實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)們逆向思考：假如通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中會(huì)不會(huì)也受到磁場(chǎng)的作用力呢？
引導(dǎo)：同學(xué)們的猜想聽起來很有道理，但是正不正確呢,我們應(yīng)該去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。請(qǐng)同學(xué)們討論一下，給出一個(gè)比較好的實(shí)驗(yàn)方案來。
演示：教師出示演示實(shí)驗(yàn)儀器，并按教材P133“演示”實(shí)驗(yàn)操作。
提問：就此實(shí)驗(yàn)裝置中，力是有方向的，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向可能與哪些因素有關(guān)？哪些條件可改變的？由此你想到了什么？
教師根據(jù)學(xué)生的想法進(jìn)行驗(yàn)證，并讓學(xué)生觀察當(dāng)某一條件發(fā)生改變時(shí)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)怎樣？
1．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受到力的作用。
2．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的方向與電流的方向、磁場(chǎng)的方向有關(guān)。
當(dāng)電流方向或磁場(chǎng)方向相反時(shí)，通電導(dǎo)體受力的方向也相反；若二者同時(shí)變得相反時(shí)通電導(dǎo)體受力方向不變。(一變則變，同變不變。)
受力方向既與磁感線方向垂直，又與電流方向垂直。
多媒體展示結(jié)論：
提問：在我們剛才進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中能量是如何轉(zhuǎn)化的？生活中哪一用電器是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的？
多媒體展示：鞏固練習(xí)。
過渡：剛才我們是把一根通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)它會(huì)受到力的作用。那么假如我們不是放一根導(dǎo)線，而是把整個(gè)線圈放到磁場(chǎng)中，又會(huì)怎么樣呢？
演示：教材P134“演示”,把一個(gè)通電的線框放入磁場(chǎng)中。
觀察現(xiàn)象：通電線圈在磁場(chǎng)中可以轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，但不是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
提問：請(qǐng)同學(xué)們分析線框的受力情況，說一說，為什么線圈是轉(zhuǎn)動(dòng)而不是直線運(yùn)動(dòng)呢？
過渡：能不能讓線圈實(shí)現(xiàn)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？下面我們就來做這個(gè)“小小電動(dòng)機(jī)”實(shí)驗(yàn)，看看電動(dòng)機(jī)是怎樣轉(zhuǎn)起來的。并且思考一下電動(dòng)機(jī)為什么能不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，這和我們的實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)有沒有關(guān)系？
教師讓學(xué)生生閱讀教材P134“想想做做”的內(nèi)容：讓線圈轉(zhuǎn)起來。
演示實(shí)驗(yàn)：讓小小電動(dòng)機(jī)持續(xù)地轉(zhuǎn)起來。
提問：小小電動(dòng)機(jī)之所以能持續(xù)地轉(zhuǎn)起來這和我們的實(shí)驗(yàn)器材有什么特別的地方呢？
(布置課外作業(yè)：讓學(xué)生互相幫助做一做小小電動(dòng)機(jī)并讓它轉(zhuǎn)動(dòng)起來。)

思考回答





回憶奧斯特實(shí)驗(yàn)
進(jìn)行逆向思維，猜想。
學(xué)生分組討論,一個(gè)代表回答。
認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。


按老師引導(dǎo)回答

學(xué)生記錄
電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電動(dòng)機(jī)。
學(xué)生練習(xí)
學(xué)生思考
學(xué)生觀察
學(xué)生回答，教師引導(dǎo)。
學(xué)生閱讀
學(xué)生認(rèn)真好奇地觀察。
學(xué)生根據(jù)課本回答。

激發(fā)學(xué)生探究電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的奧秘。

培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。
多點(diǎn)時(shí)間讓學(xué)生討論，并提出他自己的看法。
可培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題的能力，并引導(dǎo)學(xué)生如何去思考問題
培養(yǎng)學(xué)生綜合處理信息，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。
趁熱打鐵，學(xué)以致用。
引導(dǎo)學(xué)生思維的發(fā)散。
引發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究的興趣。
激發(fā)學(xué)生積極思維，想探其究竟的欲望。
引導(dǎo)學(xué)生觀察的方向。
為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生探究欲望做鋪墊。
教

學(xué)


流

程
教


學(xué)


流

程
（二）電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造（20min）
1．電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造
展示：直流電動(dòng)機(jī)模型，并通電使它轉(zhuǎn)
動(dòng)，學(xué)生觀察其結(jié)構(gòu)。
介紹：電動(dòng)機(jī)就是由能轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈和不動(dòng)磁體組成。我們把它們叫做轉(zhuǎn)子和定子。
（板書：二、電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造
1．電動(dòng)機(jī)的組成 轉(zhuǎn)子和定子）
2．電動(dòng)機(jī)的原理
過渡：在剛才的“想想做做”中，線圈為什么能不停地轉(zhuǎn)動(dòng)呢？我們先來看看為什么通電線圈在磁場(chǎng)中只能扭轉(zhuǎn)。
多媒體動(dòng)畫或視頻演示教材P135“演示”
提問：（1）什么是平衡位置？為什么稱為平衡位置？當(dāng)線圈越過平衡位置后，為什么不能繼續(xù)轉(zhuǎn)下去，最后要返回平衡位置呢？
（2）怎樣使線圈越過平衡位置后能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去的？
（3）在剛才我們做的“小小電動(dòng)機(jī)”的實(shí)驗(yàn)中是什么辦法保證給線圈適時(shí)供電或斷電的？這樣設(shè)計(jì)的作用是什么呢？
引導(dǎo)提出不同觀點(diǎn)：如果不在線圈的后半圈停止供電，而是設(shè)法改變后半周電流的方向，使線圈在后半周也獲得動(dòng)力，線圈將會(huì)更平衡、更有力地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
過渡：如何使線圈在后半周也能獲得同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力呢？
多媒體展示：教材P136圖20.4-6 換向器的圖片或動(dòng)畫。
介紹：實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是通過換向器來實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能，換向器由兩個(gè)彼此絕緣的半環(huán)組成，兩個(gè)半環(huán)分別與線圈的兩端接通。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)通過平衡位置后，半環(huán)從與一個(gè)電刷接觸，改變?yōu)榕c另一電刷接觸，從而改變線圈中電流的方向和磁場(chǎng)力方向，使線圈得以轉(zhuǎn)動(dòng)。
（總結(jié)并板書：
2.電動(dòng)機(jī)的原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
3．換向器的作用：改變線圈的電流方向，使線圈得以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。）
提問：我們觀察了電動(dòng)機(jī)如何工作，知道了它的工作原理。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后能帶動(dòng)其他機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)，那么電動(dòng)機(jī)起到了什么作用呢？（提示從能量的角度來考慮）
簡(jiǎn)介：際電動(dòng)機(jī)的線圈是由多個(gè)線圈組成的，如圖。

多媒體展示：鞏固練習(xí)
學(xué)生觀察。

學(xué)生記錄
觀察演示圖，分析受力的情況。
討論各個(gè)問題的答案?？梢栽谡n本中找出。
提出各自的想法。
觀察，并了解換向器是怎樣工作的。
學(xué)生總結(jié)、記錄。
把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量。
學(xué)生傾聽、觀察。
學(xué)生練習(xí)


通過直觀教學(xué)，為探討電動(dòng)機(jī)的工作做好鋪墊。



承前啟后，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力。

引導(dǎo)學(xué)生分析問題，合乎情理地進(jìn)入學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。而且是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由易到難，符合學(xué)生接受知識(shí)的特點(diǎn)。
講解換向器的工作原理后再由學(xué)生自己驗(yàn)證想法，使他們印象更加深刻。
引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)他們的發(fā)散性思維，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
階段性評(píng)價(jià)。
教
學(xué)

流

程
（三）揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)聲的（3min）
指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材P136-137中的“科學(xué)世界”： 揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)聲的。
提問：揚(yáng)聲器是如何把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘?hào)呢？一端是電流，另一端是振動(dòng)，通過什么把它們聯(lián)結(jié)在一起呢？
總結(jié)并展示：
1．作用：它是把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘?hào)的裝置。
2.結(jié)構(gòu)：線圈(電磁鐵部分)、永久性磁體(原來的磁場(chǎng))、錐形紙盆(振動(dòng)從而產(chǎn)生聲音)。
3.原理：當(dāng)線圈中通有變化的電流后，它也會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，它與原來的永久性磁鐵相互作用后就會(huì)產(chǎn)生大小不同的力，從而推動(dòng)錐形紙盆振動(dòng)，然后產(chǎn)生出聲音來。
學(xué)生自學(xué)教材，認(rèn)真思考。
師生共同總結(jié)。
學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及歸納總結(jié)的能力，同時(shí)加深對(duì)“磁場(chǎng)對(duì)通電電線的作用”的理解，理論聯(lián)系實(shí)際。
小結(jié)(2min)
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？又有哪些困惑？
組織學(xué)生根據(jù)板書，總結(jié)本節(jié)內(nèi)容，明確重、難點(diǎn)。
作業(yè)
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：①、②、③、④
板
書
設(shè)
計(jì)

第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)
一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用
結(jié)論：
①通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用。
②通電導(dǎo)體所受力的方向跟電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)。
二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
①電動(dòng)機(jī)的組成 轉(zhuǎn)子和定子。
②電動(dòng)機(jī)的原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
③換向器的作用：改變線圈的電流方向，使線圈得以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
課
后
反
思

本節(jié)內(nèi)容與生活聯(lián)系非常緊密，所以在設(shè)計(jì)中將物理知識(shí)融于實(shí)驗(yàn)是本節(jié)的一大特色。從與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)的現(xiàn)象入手，采用了逆向思維的方式引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，將學(xué)生對(duì)電流受磁場(chǎng)作用的探究興趣激起來，一步步達(dá)成目標(biāo)，然后再探討電動(dòng)機(jī)的原理，體現(xiàn)了“從生活走向物理”，這樣使學(xué)生更易于接受。安排學(xué)生探究模擬電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生了解電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造有很大的幫助，使學(xué)生更好地理解電動(dòng)機(jī)的原理和換向器的作用；最后由學(xué)生討論生活中有哪些地方用到電動(dòng)機(jī)，真正體現(xiàn)“從物理走向生活”的新理念。

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第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)

版本： 人教版（2024）

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