物理九年级全册六 直流电动机优质教学设计

这是一份物理九年级全册六 直流电动机优质教学设计，共5页。教案主要包含了教学背景分析，教学目标，教学重点和难点，教学过程，教学反思等内容，欢迎下载使用。

一、教学背景分析
本节课是在学习了“磁场对通电导线的作用力”的基础上，进一步挖掘磁场对通电导体产生的作用力的实际应用——电动机。电动机是一种常见的电气设备，它将电能转化为机械能，在生产生活中应用非常广泛。电动机是工业自动化和电气化设备中最基本也是最重要的部件之一，洗衣机、电风扇、电冰箱、计算机硬件中的硬盘、各种金属加工机床等都是用了电动机。所以教学中要注意体现科学·技术·社会的思想，注意渗透人文精神，反映时代特征。通过这一节的学习，学生不仅可以学到一些科学有用的实际知识，还可以了解到物理知识对解决问题的重要作用，增强将科学技术应用于社会实践、日常生活的意识。
本节内容由“直流电动机的原理”和“实用的电动机”两部分构成。教学的重点是通过分析磁场对通电导线的作用力，从而解释直流电动机的构造和工作原理。突破难点的关键是做好“观察与思考”中的简易电动机实验，通过演示“线圈不能连续转动”的实验，分析原因，进而寻找解决的办法。换向器的引入使线圈连续转动成为可能，这样直流电动机的构造及其工作原理就全部展现出来了。在教学设计上可采用从旧知识中发现新问题的方法，让学生经历了一个电动机的发明过程。本节侧重点是让学生通过实验找答案，培养他们的探究精神，激发他们的学习兴趣。
二、教学目标
1.了解直流电动机的结构。经历研究模型电动机的工作过程，知道直流电动机是利用通电导线在磁场中受力的原理来工作的。
2.知道电动机是把电能转化为机械能的装置。
3.通过了解物理知识如何转化为实际技术应用，感受科学技术相互促进。
三、教学重点和难点
教学重点：直流电动机的结构和工作原理。
教学难点：直流电动机的工作原理和换向器的作用。
因为生活中的电动机基本上都是封闭的，学生很难对其内部结构获得直观的感性认识，而初中学生思维虽然处在形象思维向抽象思维过渡阶段，但仍以形象思维为主，加上进行理论分析时，还涉及受力分析、力的平衡以及力矩平衡等知识，因此把解决电动机能够持续转动的原因确定为本节的难点。教学设计中可采用问题引导的方法，从制作简易电动机入手，教师带领学生设计和体验了电动机的发明过程，在不断的发现问题、解决问题中突破难点，进一步地体现“做中学”的教学理念，真正让学生手、脑都动起来。利用环环相扣的问题，启发学生思考，使学生在思考中认知得到深化，并获得明确系统的知识。既培养学生理论与实际结合及应用知识的能力，又训练了学生的思维能力和培养思维习惯。
四、教学过程
1. 教学引入
演示实验：
在实物投影仪下，教师将一个做好的“简易电动机模型”展示给学生，并介绍直流电动机在生活中的应用。然后直接告诉学生，上节课我们学习了磁场对通电导线的作用力，这节课要学习的电动机则是磁场对电流作用力的一项非常重要的应用。带领学生现场制作一台“简易电动机”，从而引起学生的学习兴趣。
2.“知识点”教学
●直流电动机的原理
按照课本“观察与思考”中介绍的简易直流电动机制作方法，带领学生制作简易电动机，注意在第一次制作过程中教师应用砂纸除去线圈两个轴上的漆层。目的是在闭合开关后，会看到线圈开始转动，但只能转动90°角。而不是像演示装置那样连续转动下去。
通过分析实验提出问题：线圈为什么会转动？
引出：直流电动机的工作原理，磁场对通电导线有力的作用。
进一步提问：又为什么不会连续转动？
引导学生讨论并分析，线圈到达平衡位置和由于惯性转过平衡位置时的受力情况。分析出线圈在平衡位置附近晃动的原因是线圈每次转过平衡位置，所受磁场力会反向。
组织学生讨论，怎样改进装置可以使该简易电动机连续转动下去。学生不断提出可行性的方案，并不断通过实验修正其方案。从而最终得出结论，即把其中一个轴的绝缘漆层全部刮去，另一个轴的绝缘漆层只刮去半周。引导学生总结出在线圈转动一周过程中，只有半周磁场对通电导线有力的作用。
继续追问：除了这个方案以外，能不能设计出线圈在整个转动周期中都受到同一转动方向上的力的作用。
教师展示教学用的电动机模型，并介绍换向器和电刷的作用。结合电动机模型，利用计算机模拟使学生明白电动机的工作原理，知道换向器和电刷能使线圈每转动半周，线圈中的电流方向就改变一次，从而能沿一个方向不停地转动下去。
投影出教材中图14-47电动机原理图的四种情况，引导学生进行分析：
甲图：换向器E与电刷B接触，F与A接触。线圈中的电流方向是dcba，此时线圈将向顺时针转动；
乙图：是平衡位置，ab边受力向上，cd边受力向下，并在一条直线上，是一对平衡力。线圈由于惯性转过平衡位置后，换向器E改为与电刷A接触，F与B接触。自动将线圈中的电流方向变为abcd，此时线圈仍将向顺时针转动；
丙图：线圈中的电流方向为abcd，线圈向顺时针转动；
丁图：是平衡位置，ab边受力向下，cd边受力向上，并在一条直线上，是一对平衡力。线圈由于惯性转过平衡位置后，换向器E再次改为与电刷B接触，F与A接触。自动将线圈中的电流方向变为dcba，此时线圈仍将向顺时针转动，又回到甲图的位置。
●实用的电动机
过渡：实际使用的电动机有多组线圈，换向器也是由许多对铜片组成的。
教师可利用视频介绍实际的电动机构造及其在实际生活中的应用。实际的电动机都有多个线圈，有的大型电动机由于线圈很庞大，往往让磁场转动，即线圈作为定子，磁场作为转子。有的电动机的磁场使用的是电磁铁产生强磁场。
有的学校有较多的学生用电动机模型，可以让学生亲自动手，拆卸和组装电动机，研究其构造和原理，并让学生通过实验研究怎样改变线圈运动的方向以及线圈转动的快慢。
如果学生情况较好，还可以简单介绍生活中使用的交流电动机。
3. 课堂小结
（1）直流电动机的原理
磁场对通电导线有力的作用。
（2）实用的电动机
电动机由定子和转子两部分组成；
为了使直流电动机持续转动，必须安装换向器和电刷。
4. 小练习
（1）直流电动机是利用_______的原理制成的。它在工作过程中，把_____能转化为______能，它的构造分为四大部分，分别叫_______、_______、_______和________。
（2）要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是（ ）
A. 增大线圈中的电流
B. 换用输出电压较高的电源
C. 将磁体的磁极对调
D. 换用磁性更强的磁体
（3）为了使电动机的线圈持续转动，当线圈转过什么位置时，换向器改变其中的电流方向（ ）
A. 线圈平面与磁感线方向平行时
B. 线圈平面与磁感线方向垂直时
C. 线圈平面与磁感线方向成任意角度时
D. 以上都不对
（4）在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是（ ）
A. 改变磁场的强弱
B. 改变电流的大小
C. 只改变电流方向或只改变磁场方向
D. 同时改变电流方向和磁场方向
五、教学反思
本节是基于学生实验探究和充分讨论的前提下进行的，这样做既容易被学生接受，又有利于培养学生的归纳总结能力、语言表达能力，对学生运用规律解决问题具有很大的好处。