第十七章 第三节　科学探究：电动机为什么会转动 导学案 2023-2024学年学年沪科版物理九年级

第十七章第三节科学探究：电动机为什么会转动导学案20232024学年学年沪科版物理九年级一、教学内容1.电动机的原理：通过磁场对通电导线的力的作用，使导线产生运动。2.电动机的构造：电动机由线圈、磁铁、支架等部分组成。3.电动机的分类：直流电动机和交流电动机。4.电动机的应用：在生活中和工业中的广泛应用。二、教学目标1.了解电动机的原理、构造和分类，能够解释电动机为什么会转动。2.能够通过实验观察电动机的转动情况，提高观察和实验能力。3.通过对电动机的了解，能够激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的创新思维。三、教学难点与重点重点：电动机的原理、构造和分类。难点：电动机的工作原理和制作过程。四、教具与学具准备教具：电动机模型、实验器材。学具：笔记本、实验报告。五、教学过程1.导入：通过一个简单的电动机模型，引起学生对电动机的兴趣，提出问题：“电动机为什么会转动？”2.讲解：介绍电动机的原理、构造和分类，解释电动机为什么会转动。3.实验：安排学生进行电动机实验，观察电动机的转动情况，让学生亲手操作，加深对电动机的理解。4.练习：给出一些有关电动机的问题，让学生进行随堂练习，检验学生对电动机的掌握程度。六、板书设计电动机：原理：磁场对通电导线的力的作用。构造：线圈、磁铁、支架等。分类：直流电动机、交流电动机。应用：生活中、工业中。七、作业设计1.请简述电动机的原理、构造和分类。2.请说明电动机为什么会转动。3.请列举出生活中和工业中的一些电动机应用。答案：1.电动机的原理是磁场对通电导线的力的作用，构造包括线圈、磁铁、支架等，分类有直流电动机和交流电动机。2.电动机会转动是因为通电的线圈在磁场中受到力的作用，从而产生运动。3.生活中的电动机应用有电风扇、洗衣机等，工业中的电动机应用有电动机车、电梯等。八、课后反思及拓展延伸本节课通过电动机模型和实验，使学生了解了电动机的原理、构造和分类，让学生亲手操作，加深了对电动机的理解。但在实验过程中，要注意安全问题，防止学生受伤。拓展延伸：可以让学生进一步了解电动机的工作原理和制作过程，或者让学生思考如何改进电动机，提高其效率和性能。重点和难点解析电动机的原理：电动机的原理是基于洛伦兹力（Lorentzforce）的，即当通电导线置于磁场中时，导线会受到力的作用。这个力的方向由右手定则确定，其大小与电流的大小、磁场的强度以及导线在磁场中的长度有关。1.建立磁场：电动机中的磁场可以通过永磁体或者电流产生的磁场来建立。对于直流电动机，通常使用永磁体；而对于交流电动机，则通过电流在线圈中产生变化的磁场。2.通电：在电动机中，通常有一根或几根导线，它们被通以电流。这些导线可以是线圈的一部分，也可以是其他形状。3.受力：当导线通电后，它们会在磁场中受到力的作用。这个力的方向垂直于导线、电流和磁场的平面。4.运动：受到力的作用，导线（或线圈）会开始旋转。这个旋转运动可以通过轴和轴承传递出去，从而驱动机械工作。5.平衡：在理想情况下，电动机中的力会使得导线保持平衡状态，即导线的旋转速度和方向与电流和磁场的变化相匹配。电动机的原理看似简单，但实际上涉及到许多复杂的物理现象，如电磁感应、电流的稳定性、磁场的分布等。为了帮助学生更好地理解这一原理，教师可以借助实验、动画或模型来进行直观的展示。在实验方面，可以使用简单的直流电动机模型，让学生亲自操作，观察电流通过导线时产生的旋转运动。通过这种方式，学生可以直观地感受到磁场对导线的作用力，并理解电动机转动的基本原理。还可以通过动画或模型来展示电动机内部的结构和工作过程。例如，可以使用一个透明的电动机模型，让学生可以看到内部的线圈、磁铁和轴承等部件，以及它们是如何相互作用的。除了实验和模型，还可以通过数学公式和理论来进一步解释电动机的原理。例如，可以使用洛伦兹力的公式F=BILsinθ来定量地描述力的大小，其中B是磁感应强度，I是电流，L是导线长度，θ是导线与磁场方向的夹角。通过这些方法，学生可以更深入地理解电动机的原理，并能够解释为什么电动机会转动。这种理解不仅有助于学生掌握物理知识，还能够激发他们对科学和技术的兴趣。电动机的原理是电动机工作的核心，理解了这个原理，就能够在实际应用中更好地使用和维护电动机。在教学过程中，应该通过多种方式来帮助学生理解和掌握这个原理，包括实验、模型、动画和数学公式等。只有这样，学生才能够真正理解电动机为什么会转动，并能够将其应用于实际生活和工作中。继续电动机的应用：1.家用电器：洗衣机、冰箱、空调、抽油烟机、电吹风等家用电器都使用电动机来提供动力。例如，洗衣机中的电动机驱动滚筒旋转，从而实现洗衣功能。2.交通工具：电动汽车、电动摩托车、电动自行车等交通工具都使用电动机作为动力来源。这些电动机通常具有高效率和较长的续航能力。4.自动化控制系统：在自动化生产线和中，电动机被用来实现精确的运动控制。例如，伺服电动机可以精确控制的关节运动。5.可再生能源：太阳能光伏板和风力发电机等可再生能源设备中，也使用电动机将光能和风能转化为电能。6.医疗设备：医疗设备中也有电动机的应用，如电动手术刀、超声波设备、呼吸机等。7.娱乐设施：游乐场的过山车、碰碰车等娱乐设施，以及电动玩具，都使用了电动机来提供动力。电动机的这些应用展示了其在不领域的广泛影响力。在教学过程中，可以通过举例说明电动机在不同场景下的具体应用，让学生认识到电动机在日常生活中的重要作用。例如，当讲述家用电器中的电动机时，可以拿出一个电动牙刷作为实例，解释其内部电动机的作用，让学生亲手体验电动牙刷的转动，感受电动机的力量。在讲述工业机械中的应用时，可以通过图片或视频展示工厂中电动机驱动的机器运转情景，让学生了解电动机在工业生产中的重要性。对于交通工具中的应用，可以结合当前的电动汽车发展趋势，讲解电动汽车的电动机是如何工作的，以及电动机在电动汽车中的重要性。在讲解自动化控制系统的电动机应用时，可以通过简单的模型或者自动化设备视频，让学生了解电动机在精确控制方面的能力。在可再生能源部分的讲解中，可以让学生观看光伏板和风力发电机的运作视频，解释其中的电动机是如何将光能和风能转化为电能的。在医疗设备中的应用，可以通过一些常见的医疗器械实例，如血压计中的电动机，来展示电动机在医疗领域的作用。在娱乐设施中的应用，可以通过展示电动玩具或游乐设施的图片和视频，让学生了解电动机在这些设施中的作用。通过这些具体的实例和详细的解释，学生可以更好地理解电动机的应用，并能够将所学的电动机原理与现实生活中的实际设备联系起来。这种学习方式不仅有助于提高学生的学习兴趣，还能够帮助他们在将来的学习和工作中更好地应用所学知识。电动机的应用是电