《第4节 电动机》教案（附导学案）

第二十章电与磁第4节电动机【教学目标】知识要点课标要求1．磁场对通电线圈的作用通过生活实例，认识电流的热效应2．电动机的基本构造了解电动机的构造，理解电动机的工作原理及换向器的作用【教学过程】新课引入电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．你知道电动机的工作原理吗？从学生的质疑中导入新课。合作探究探究点一磁场对电流的作用活动1：展示如图所示的装置，让学生猜想一下，当开关闭合后，将会观察到什么现象？学生诧异？闭合开关，让学生观察实验现象？根据实验现象讨论、交流产生此现象的原因是什么？师适当点拨：现象→原因→有磁场↓↓↓导线运动→受力的作用→通电导体是磁体归纳总结：磁场对通电导体有力的作用。知识拓宽：并不是所有的通电直导线在磁场中都受到力的作用，当通电直导线与磁感线方向平行时，此时通电的直导线不受力的作用。活动2：要想改变导体在磁场中的运动方向，如何操作？学生交流、讨论，发表自己的观点，师总结。总结：改变磁场的方向；可以改变电流的方向。活动3：根据学生的猜想，进行验证。让学生观察实验现象，讨论得出实验结论。归纳总结：通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、磁感线方向发生改变时，通电导体受力方向也发生改变。活动4：根据实验现象，大家讨论一下，在这个装置在能量的转化是怎样的？在生活中哪些用电器是利用这一原理来工作的？学生交流、讨论，发表自己的观点。归纳总结：（1）将电能转化为机械能；（2）生活中的电动车、电风扇、电动机等工作时的原理与此相同。探究点二电动机的基本构造活动1：一根通电直导线在磁场会受力运动，一个通电的线圈在磁场中会怎样呢？展示如图所示的装置，让同学们猜想，然后再展示。总结：通电的线圈在磁场中会转动。活动2：让学生讨论、交流转动的原因。然后各组发表自己的观点。师归纳总结。归纳总结：思路：将通电线圈分解为四个通电直导线，即导线ab、导线bc、导线cd、导线da。导线bc、导线da的方向与磁感线方向平行，故不受力的作用，导线ab、导线cd处在同一磁场中，但通过电流的方向相反，故受力方向相反，所以通电的线圈会在磁场中会转动。活动3：根据原因的分析，说出导线ab、导线cd所受力的特点？总结：这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，但不在同一条直线上。活动4：线圈能否在磁场中持续转动？为什么？采取什么措施让线圈持续转动？从受力的角度展开分析。总结：力的特点：如图所示，此时这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一个线圈上，且在同一条直线上，属于一对平衡力，故将会在这个位置处于静止状态。措施：改变磁感线的方向或者改变线圈中电流的方向。活动5：让学生自学课本P136找出要让通电线圈在磁场中持续转动的方法，然后交流，统一答案。活动6：根据以上的探究，总结说出电动机的工作原理、能量转化、构造。学生之间交流、讨论，阐明自己的观点，不同意见的，给予补充。归纳总结：（1）原理：通电线圈在磁场中受力转动。（2）构造：电动机由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子。（3）电动机转动的方向：与电流和磁场方向都有关，改变电流方向或磁场方向，电动机的转动方向就随之改变；但如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变。（4）能的转化：电动机工作时，将电能转化为机械能。活动7：走进生活，列举出生活中的电动机有哪些？在使用的过程中有什么优点？归纳总结：（1）应用：电风扇、洗衣机等多数用交流电动机。电动玩具、录音机等小型电器多使用直流电动机。（2）电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、价格便宜、无污染。典例如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。（1）直流电动机的工作原理是_________________。（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的____________作用相同。（3）通过改变____________________方向，可以改变线圈的转动方向。（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是_______________。思路导引：该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动；而真正的直流电动机工作时，为了让线圈持续的转动下去，即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去，这项任务由换向器完成。要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此要从这两方面入手考虑；线圈不转动的原因可能是无电流、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置。参考答案：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）换向器；（3）磁场或电流；（4）磁场太弱．【板书设计】第4节电动机【教学反思】本节内容是由两部分组成，教学的重点是“磁场对通电导线的作用”，做好教学重点的关键环节是是做好“通电导体在磁场中受到力的作用”的实验。在设计实验上，我首先让学生根据实验装置做出猜想，然后再进行实验验证，进而得出磁场对通电导体有力的作用。在处理电动机的工作原理时，由于这一部分知识比较抽象，我把线圈分解为通电的直导线，这一对学生来说就化抽象为形象、化复杂为简单，就很容易接受了。但线圈在磁场中不能够持续转动？怎么办。此时让学生出谋划策，这样就使得学生在不知不觉中接受了换向器这一知识点。由于本节内容较多，在让学生经历探究实验的过程时间给得不够充分，没有让学生亲自动手操作，对少中下水平学生来说显得节奏过快。《第4节电动机》导学案【学习目标】1．了解通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向与电流及磁场的方向都有关系。2．了解直流电动机的结构和工作原理。3.初步认识科学与技术、社会之间的关系。学习过程一、新课引入：请大家回忆奥斯特实验，知道通电导体周围存在磁场，能使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用，逆向思维，磁场对电流有没有力的作用呢？说出你的理由。先对子相互交流，再小组内交流，若小组内的意见不统一，请提出来。二、独立自主学习：请快速阅读课本P133---P136的相关内容，然后独立完成以下学习任务。1.磁场的基本性质:就是对放入其中的磁体产生____的作用。2.通电导线周围存在着，由此猜想：通电直导线放入磁场中可能会受到的作用。3．通电导线在磁场中要受到力的的作用，猜想它的方向可能跟的方向和的方向都有关系。4．电动机就是由能转动的和不动组成。5．电动机是把

能转化成

能的机器。请结对相互更正，然后在组内展示质疑，如果还有不清楚的地方，请其他小组来帮忙解决。三、合作互助学习与展示引导学习：（一）磁场对通电导线的作用A．教师演示实验（观察课件）：探究磁场对通电导线的作用，要求学生仔细观察实验现象－导线的运动方向。①把导体ab放在磁场里，接通电源，让电流通过ab，观察它的运动方向。问题1：在以上实验中，导体ab通电后运动，这说明通电导线在磁场中受到_______的作用。②保持磁极的方向不变，把电源的正、负极调换，观察到导体ab的运动方向与步骤①中导体ab的运动方向进行对比。③在步骤②的基础上，保持导体ab中的电流方向不变，把U型磁铁的磁极上下对调，观察到导体ab的运动方向与步骤②中导体ab的运动方向进行对比。问题2：以上实验中,通电导线在磁场里受力的方向跟和

有关。思考：当电流方向或磁感线方向改变时，通电导线的受力方向；当电流方向和磁感线方向同时改变时，通电导线的。（选填不变或随之改变）B．1．小组长要求组员在小组内站起来讨论交流。然后小组长派代表给大家展示，2．其他小组对展示的解答直接进行质疑，并分享自己的见解。3．老师对学习情况进行评价或者对内容做强调讲解。（二）磁场对通电线圈的作用A．教师演示实验（观察课件）：将一个通电线圈放在磁场中将会有什么现象发生？再次阅读课本第P135图20.4-5，讨论下列问题：（1）图甲中.分析ab边，cd边受力情况？（2）什么是平衡位置，线圈在平衡位置时受力如何？又为什么不能立即停止？（3）线圈转过平衡位置后，要使他继续转动下去，ab边、cd边中的电流方向应该怎样改变？实际生活中是怎样实现这一改变的？（4）“想想做做”之中漆皮为什么一端只刮掉半圈？如果漆皮全部都刮去的话，又会怎样呢？B．1．小组长要求组员在小组内站起来讨论交流。然后小组长派代表给大家展示，2．其他小组对展示的解答直接进行质疑，并分享自己的见解。3．老师对学习情况进行评价或者对内容做强调讲解。四、评价提升学习：（请快速独立完成以下各题，然后更正打分）1．通电导线在磁场中受到_______的作用。通电导线在磁场里受力的方向跟

和

__

有关,当电流方向或磁感线方向改变时，通电导线的受力方向；当电流方向和磁感线方向同时改变时，通电导线的受力方向。2．直流电动机在工作时，线圈转到位置的瞬间，线圈中的电流断开，但由于线圈的，线圈还可以继续转动，转过此位置后，线圈中电流方向靠的作用而发生改变。3．直流电动机是利用制成的．电动机基本由两部分组成：能够转动的和固定不动的。4．直流电动机模型的换向器由两个铜制的组成，并随一起转动，每当线圈刚转过，就能自动改变线圈中的。从而达到使线圈连续转动的目的。5．通电导体在磁场中受力而运动时（）A．消耗了电能，转化成了机械能B．消耗了机械能，转化成了电能C．消耗了机械能，转化成了内能D．消耗了化学能，转化成了电能6.某个直流电动机的模型通电后不能转动，其发生的故障不原因可能是：（

）A.磁铁磁性太弱

B.电流方向接反了C.换向器和电刷接触不良

D.轴与轴架的摩擦太大7.要改变直流电动机的转动方向，应采取的方法是：（

）A.增强磁极的磁性；

B.加大通电电流；C.改变线圈中的电流方向；

D.将磁铁的磁极对调.8．下列哪些措施中，不能增大直流电动机线圈的转速（

）