《直流电动机》设计 市赛一等奖

《直流电动机》教学设计一、教学目标1、知识与技能（1）知道简单直流电动机的原理和主要构造。（2）知道换向器在直流电动机中的作用。（3）学会组装简单直流电动机.2、过程与方法（1）通过观察、分析和讨论，制作简单直流电动机，知道电动机转动的原理，并感悟电动机的制成有一个技术创新的过程。（2）通过组装简单直流电动机，培养学生动手操作的能力，感受电动机工作时发热的过程。3、情感、态度与价值观(1)通过对电动机结构、原理的学习，认识科学与技术之间的辨证关系。(2)从电动机在生产和生活中的广泛应用，感悟物理知识源于生活，进而促进现代科技的发展，从而在学习中重视理论与实践的联系。二、教学重点与难点教学重点：直流电动机的工作原理教学难点：换向器的作用三、教学仪器1、演示实验：演示用直流电动机原理模型，自制单线圈直流电动机2个（不带换向器，带换向器）、导线若干。2、学生实验：蹄形磁铁、连有转轴的换向器、电刷、电动机底座、漆包线、小泡沫塑料块、学生电源、导线若干。四、教学过程1、情景引入：视频、图片展示，说明电动机已广泛应用于我们的生产、生活当中。引入电动机。提问：通过前面的学习我们知道，给磁场中的导体通电，导体会受到什么力的作用？（学生回答：安培力的作用）。提问：这个力的方向与哪两个因素有关？如何判断？（改变电流方向，或改变磁场方向，导体受力方向就随着改变，用左手定则判断）提问：展示电动机模型，根据上面的结论，通电线圈在磁场中是怎样受力的？（学生回答：ab边受力向上，cd边受力向下）bc、ad边？（不产生转动效果）提问：在这两个力的作用下，线圈怎样运动？（学生回答：线圈会转动）2、新课教学一、直流电动机电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的，当然，我们先讨论最简单的一种电动机—直流电动机。演示：自制直流电动机（不带换向器）观察到什么现象？（来回摆动）为什么会出现这种现象呢？提问：如何才能使线圈连续不停地转动？学生讨论：1、过b位置时电流方向改变2、过b位置时磁场方向改变应该在b位置时改变电流方向，或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析：改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。提问：如果通过改变电流方向，使线圈连续转动，还会出现什么问题？学生：导线会缠绕在一起。如何解决这二个问题呢？（学生思考）二、换向器展示模型：换向器（包括电刷），分析线圈在不同位置的电流方向和线圈的受力方向，通过电动机模型及动画演示讲述换向器工作原理。换向器的作用：使线圈每经过平衡位置时，电流的方向就改变一次。并能避免导线缠绕在一起．动画演示演示实验：自制直流电动机（带换向器）三、直流电动机的构造磁极（定子）、线圈（转子）、换向器（包括电刷）。四、组装直流电动机注意事项：1、线圈插入转动轴后，把线圈的导线二端与换向器的二导线分别连接（需把漆包线二端的漆用纱皮磨过）。2、为使线圈平衡，转动轴应尽量插在线圈中心。3、线圈平面应和换向器缺口的连线方向垂直。4、不要用力拉换向器上的细导线。试一试：1、改变电动机的转速、转动方向。2、当线圈平面与磁场方向垂直时启动电动机。学生实验：提问：1、电动机的转速与哪些因素有关？（电流大小）2、电动机的转动方向与哪些因素有关？（电流方向、磁场方向）3、线圈平面与磁场方向垂直时，能启动电动机吗？该如何解决？（多个线圈）4、仔细观察泡沫塑料，可以发现什么现象？这一现象说明了什么问题？导线发热，融化了泡沫塑料。说明电动机把电能转化为机械能的过程中有能量损耗，这涉及到电动机的效率问题，我们将在下节课中进行专题研究。五、巩固练习1．如图所示，在磁极两极间有一个线框，在（a）、（b）、（c）三种情况下，线框两条边的受力情况如何？转动情况如何？2、如图是一种转子和定子都有线圈的电动机原理图（换向器没画出），在图示状态，线框转动方向如图中箭头方向