《關(guān)于電動機轉(zhuǎn)動的猜想》設(shè)計

《關(guān)于電動機轉(zhuǎn)動的猜想》教學(xué)設(shè)計【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能了解磁場對通電導(dǎo)線的作用；初步認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)、社會之間的關(guān)系。過程與方法經(jīng)歷制作模擬電動機的過程，通過實驗方法探究直流電動機的結(jié)構(gòu)情感態(tài)度和價值觀通過了解物理知識如何轉(zhuǎn)化成實際技術(shù)應(yīng)用，進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識和應(yīng)用物理知識的興趣?！窘虒W(xué)重點】通過觀察實驗，了解電動機的主要結(jié)構(gòu)和工作原理?！窘虒W(xué)難點】了解電動機的工作原理?！窘虒W(xué)方法】實驗法、觀察法?！菊n前準(zhǔn)備】教師：U形磁鐵、電源、導(dǎo)線、開關(guān)、線圈和電動機演示模型。學(xué)生：U形磁鐵、小小電動機線圈、5號電池（2節(jié)）、金屬支架、硬紙板和電動機模型?！菊n時安排】1課時?！窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入新課：課件展示播放圖片中的幾種機械的結(jié)構(gòu)示意圖，暗示電動機的位置，并提出問題：電動機轉(zhuǎn)動的原理是什么？思考是什么帶動機械轉(zhuǎn)動的？讓學(xué)生知道這些靠電轉(zhuǎn)動的機器都少不了一個重要的設(shè)備──電動機，激發(fā)學(xué)生探究電動機轉(zhuǎn)動的奧秘。二、講授新課：（一）通電直導(dǎo)線在磁場中的受力演示實驗。（1）介紹實驗裝置，實驗對象為通電直導(dǎo)線ab。（2）實驗過程：靜止在導(dǎo)軌上的導(dǎo)線ab通電后，會發(fā)生什么現(xiàn)象？（實驗表明：通電導(dǎo)體在磁場中受到磁力作用。）（3）改變電流方向，不改變磁場方向?qū)Ь€ab運動方向怎么樣改變？（現(xiàn)象：導(dǎo)線ab運動方向改變。結(jié)論：通電直導(dǎo)線的受力方向與電流方向有關(guān)。）（4）改變磁感線方向，不改變電流方向，導(dǎo)線ab運動方向怎么樣改變？（現(xiàn)象：導(dǎo)線ab運動方向改變。結(jié)論：通電直導(dǎo)線的受力方向與磁感線方向有關(guān)。）用邊演示，邊指導(dǎo)觀察，邊提出問題的方式，完成實驗。問：通電導(dǎo)線ab在磁場中，運動的原因是什么？通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，力的方向與電流方向、磁感線方向是相互垂直的，不論是改變電流方向。還是改變磁場方向，都會改變力的方向。小結(jié)：磁場對電流的作用通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向，與電流方向和磁感線方向有關(guān)。（二）應(yīng)用：通電線圈在磁場中（1）出示線圈在磁場中的演示實驗裝置，實驗研究對象是通電線圈。（2）把一個線圈放在磁場里，接通電源讓電流通過線圈，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。小結(jié)：電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的。（三）直流電動機的構(gòu)造出示：直流電動機，觀察它的組成：能夠轉(zhuǎn)動的線圈和固定不動的磁體。在電動機里，能夠轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，固定不定的部分叫定子。電動機工作時，轉(zhuǎn)子在定子中飛快的轉(zhuǎn)動。演示：給直流電動機通電轉(zhuǎn)動，提高學(xué)生興趣(若時間不允許，可省些演示)。那么線圈為什么能不停的轉(zhuǎn)動呢？（四）使磁場中的通電線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動的辦法很多同學(xué)可能馬上想到通電線圈在磁場中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)到平衡位置要停下來)，而實際的電動機要連續(xù)轉(zhuǎn)動。怎樣解釋這個問題呢？(此處可告訴學(xué)生把理論用于實際需要再付出很多勞動，還可簡介各國對理論應(yīng)用于實際的重視，以培養(yǎng)學(xué)生對應(yīng)用科學(xué)的興趣)要解決這個問題，我們還得進行深入研究。提問：在上面的演示實驗中，線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時是立即停止嗎？為什么它不立即停止？(學(xué)生答：由于慣性線圈會稍轉(zhuǎn)過平衡位置)提問：轉(zhuǎn)過平衡位置后，為什么它又轉(zhuǎn)回來呢？(利用模型分析：轉(zhuǎn)過平衡位置后，ab邊受力仍朝上，cd邊受力仍朝下，正是這一對力使線圈轉(zhuǎn)回來的)提問：要使線圈不轉(zhuǎn)回來，應(yīng)該在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時就改變線圈的受力方向，即使線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置就使ab邊受力變?yōu)橄蛳?，cd邊受力變?yōu)橄蛏?。怎樣才能使線圈受力方向發(fā)生這樣的改變呢？引導(dǎo)學(xué)生回憶影響受力方向的兩個因素，從而得出：應(yīng)該在此時改變電流方向，或者改變磁感線方向。進一步引導(dǎo)學(xué)生分析：改變磁感線方向就是要及時交換磁極，顯然這不容易做到；實際的直流電動機是靠及時改變電流方向來改變受力方向的。小結(jié)：使磁場中的通電線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動，就要每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置，就改變一次電流方向。（五）換向器提問：怎樣才能使線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時就及時改變電流方向呢？讓學(xué)生想辦法并開展討論，教師下去了解學(xué)生的情況并鼓勵和指導(dǎo)。教師出示：兩個半圓鋁環(huán)和電刷，指出：靠這兩樣?xùn)|西就可以解決問題。等學(xué)生思考片刻，教師出示已準(zhǔn)備的與課本圖相似的模型，說明鋁環(huán)與線圈的連接情況和鋁環(huán)與電刷的配合過程。引出換向器的概念并