人教版（2024）九年级全册（2024）第二十章 电与磁第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机表格教学设计

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第二十章 第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机
1课时
授课教师
授课类型
新授课
教学目标
1.知道直流电动机的组成和工作原理。
2.知道换向器在电动机中的作用。
3.通过制作简易直流电动机培养学生的动手能力和观察能力。
重点难点
重点：简易直流电动机的制作过程。
难点：解决制作过程中的技术难题。
教学方法
通过实验,激发学生的学习兴趣和创新精神;培养学生合作的意识和将所学知识应用于生活的意识;体验制作过程中的乐趣,增强对物理学科的兴趣。
教学准备
遥控玩具小车、自制电动机材料包[强磁体、电池盒(电池)或硬纸板、漆包线]、曲别针、胶带、砂纸、小刀、铜导线、尖嘴钳、教学课件等。
教学过程
一、项目提出
1.引导学生回顾直流电动机的工作原理。
2.回顾直流电动机的基本构造。
3.直流电动机为什么能连续转动?回顾换向器的构造及作用。
4.教师展示生活中直流电动机的相关图片,遥控玩具小车运动,然后将玩具小车的背面(带有电动机)进行展示。
本节课我们将应用所学物理知识来制作一台简易直流电动机。
二、项目分析
[小组讨论交流] 制作直流电动机需要考虑哪些问题?
小组讨论交流后展示,其他小组补充,教师点评。
1.用什么样的导线制作线圈?选择铜导线还是铝导线?圈数是多少?
学生:使用铜漆包线。铜的导电性能比铝好。圈数太少,电路中电阻会很小,会使电路中的电流过大,造成短路,可以在20圈左右。
2.哪部分作为转子?哪部分作为定子?
学生:线圈作为转子,磁体作为定子。
3.直流电动机如果没有换向器,不能连续转动,在没有换向器的情况下,怎么保证通电线圈连续转动呢?小组讨论交流,提出解决方案。
小组展示:
小组1:通电线圈越过平衡位置后,受到的力使线圈反向转动,此时可以把反向力去掉,线圈就可以靠惯性继续转动下去。
小组2:把线圈一端的引线用小刀全部刮去漆皮,另一端只刮半周,给线圈通电并用手轻轻推动一下,就可以连续转动下去了。
三、项目实施
1.设计实验方案
[小组合作学习] 设计制作简易直流电动机方案,大致画出设计图。
小组展示:
方案一:课件展示简易直流电动机制作过程。
①把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈作为转子,从线圈两端各拉出约 2 cm 的漆包线作为转轴,用小刀刮去线圈两端引线的漆皮,左端全部刮掉,右端只刮上半周或下半周。
②用回形针做两个支架,用胶带固定在硬纸板或电池盒上,两支架分别与电池的正负极相连。
③把线圈放在回形针上,线圈下放一块强磁体作为定子,使它可以平稳转动。
④如果它不转动,轻推一下,或检查一下,确保刮去半边漆后露出的铜线接触到了金属回形针。
方案二:心形线圈在磁场中转动。
①将圆形强磁体叠在一起,与干电池负极相连。②将铜线弯折成心形,套在电池外面,进行调试使心形铜导线转动流畅。③用小刀或砂纸将心形铜导线与电池正极和负极接触部分打磨,使接触部分导电。④推动线圈,仔细调试,让线圈转动起来。
2.制作简易直流电动机
各小组根据确定的方案制作电动机,小组内做好分工,安装并进行调试,让电动机更好地转起来,如果线圈不能连续转动,查找问题,小组内解决问题;教师巡回指导,解答学生在制作过程中遇到的问题。
四、展示交流
教师找几组设计方案不同的小组上台进行演示。
1.介绍制作过程、制作过程中遇到的问题和解决方法。
2.教师对作品进行评价,肯定优点,指出不足。
3.再找几组实验不成功的小组总结不成功的原因,其他小组进行补充,共同总结提高。
4.怎样让线圈转动得更快?
①减小摩擦;②电路中的电流更大一些;③使用磁性更强的磁体。
5.全体同学共同选出最佳合作小组、优秀作品,进行表扬、鼓励。
三、课堂小结
请结合本节学习过程，总结自己对本节课学习的收获，以思维导图的形式进行展示。
四、板书设计
一、项目提出:制作简易直流电动机
二、项目分析
1.线圈的材料、圈数
2.转子——线圈、定子——强磁体
3.持续转动:①换向器;②一端全部刮,一端刮半周
三、项目实施
四、展示交流
线圈不转的原因:①处于平衡位置;②接触不良;③电流太小(电源电压低);④磁场太弱
教学设计反思
本节课通过引导学生设计制作简易直流电动机,进一步巩固了他们在物理课程中所学的知识,同时也培养了他们的动手能力、创新思维和科学探究精神。在实验过程中,学生们能够运用所学的物理知识,如磁场、电流、力的相互作用等,来设计和制作简易直流电动机。这一过程既锻炼了他们的实践能力,也巩固了他们的理论知识。在实验过程中,学生们需要团队协作来完成任务。这不仅提高了他们的团队合作能力,也锻炼了他们的沟通交流能力。在制作过程中,学生们提出了许多创新的想法和思路,如改变线圈的缠绕方式、改变磁铁的位置等。