人教版物理九年級(jí)20.4　電動(dòng)機(jī) 教案

20.4電動(dòng)機(jī)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。2．知道換向器在直流電動(dòng)機(jī)中的作用。3．知道電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理。4．初步認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用，電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理。難點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)的工作原理；換向器的作用?！窘虒W(xué)方法】實(shí)驗(yàn)法、啟發(fā)法、演示法。【教學(xué)過(guò)程】一、新課導(dǎo)入：教師提出問(wèn)題：電動(dòng)汽車、遙控飛機(jī)是在什么裝置的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)起來(lái)的呢？學(xué)生看課本內(nèi)容，思考問(wèn)題答案。大家有沒(méi)有想過(guò)電動(dòng)機(jī)為什么通電后會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，它大部分的構(gòu)造又是怎樣的呢？讓我們一起學(xué)習(xí)關(guān)于電動(dòng)機(jī)的知識(shí)。二、新課講授：(一)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用1．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用在研究電動(dòng)機(jī)工作原理之前，我們一起來(lái)研究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。我們知道磁體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，磁體間通過(guò)磁場(chǎng)相互作用，通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)，那么通電導(dǎo)線會(huì)不會(huì)也受到磁場(chǎng)的作用呢？演示實(shí)驗(yàn)一：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用實(shí)驗(yàn)步驟：(1)把導(dǎo)線ab放在磁場(chǎng)里，接通電源，讓電流通過(guò)導(dǎo)線ab，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察現(xiàn)象。(2)把電源正負(fù)極對(duì)調(diào)后接入電路，使通過(guò)導(dǎo)線ab的電流方向與原來(lái)相反，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象。(3)保持導(dǎo)線ab中的電流方向不變，但把蹄形磁體上下磁極調(diào)換一下，使磁場(chǎng)方向與原來(lái)相反，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象。(4)同時(shí)把電源正負(fù)極、蹄形磁體的上下磁極對(duì)調(diào)后重復(fù)引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象。學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(1)導(dǎo)線ab向蹄形磁體的外側(cè)運(yùn)動(dòng)。(2)導(dǎo)線ab向蹄形磁體的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。(3)導(dǎo)線ab向蹄形磁體的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。(4)導(dǎo)線ab向蹄形磁體的外側(cè)運(yùn)動(dòng)。學(xué)生積極思考電流的方向，磁體的磁場(chǎng)方向，磁體的磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線的受力方向的關(guān)系，師生共同總結(jié)，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，力的方向跟電流方向、磁場(chǎng)方向都有關(guān)系。當(dāng)電流方向或者磁場(chǎng)方向變得相反時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。(設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生感知磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，并認(rèn)識(shí)到通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與電流的方向、磁感線的方向有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和分析歸納能力。)2．通電線圈在磁場(chǎng)中受力分析教師提出過(guò)渡問(wèn)題：把一根直導(dǎo)線折成一個(gè)線框，通電后它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論并提出各種猜想。演示實(shí)驗(yàn)二：把線框放在磁場(chǎng)里接通電源，讓電流通過(guò)，讓學(xué)生觀察所看到的現(xiàn)象。教師引導(dǎo)學(xué)生觀察并提出問(wèn)題：為什么線圈是轉(zhuǎn)動(dòng)而不是直線運(yùn)動(dòng)呢？學(xué)生討論后，師生共同總結(jié)：由于導(dǎo)線兩邊的電流方向是不一樣的，那么它們受到的力也就不一樣，就像一個(gè)框被相反的力扭動(dòng)一樣，所以只能是轉(zhuǎn)動(dòng)的。讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)“想想做做”的內(nèi)容，并親自動(dòng)手操作，觀察實(shí)驗(yàn)。(二)電動(dòng)機(jī)1．電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，教師出示電動(dòng)機(jī)模型。請(qǐng)學(xué)生認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)由能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈和固定不動(dòng)的磁體兩部分組成。2．電動(dòng)機(jī)的工作原理教師結(jié)合“想想做做”中的自制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，提出問(wèn)題：線圈為什么能不停地轉(zhuǎn)動(dòng)呢？教師利用多媒體演示：甲線圈受到的力使它順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)乙線圈由于慣性會(huì)越過(guò)平衡位置丙線圈受到的力使它逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)教師提出問(wèn)題：(1)線圈會(huì)在什么位置停下來(lái)？為什么？(2)要使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，應(yīng)采用什么措施？學(xué)生認(rèn)真思考交流，與老師共同分析，明確平衡位置的概念，共同歸納得出：線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)是因?yàn)榫€圈越過(guò)了平衡位置后，它受到的平衡力阻礙了線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。若線圈要連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)可以改變電流方向或改變磁場(chǎng)方向就可以獲得動(dòng)力。教師利用多媒體介紹換向器的構(gòu)造、原理和作用。3．電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程學(xué)生自主學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，并結(jié)合教師播放的動(dòng)畫視頻共同分析電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，明確換向器的作用：每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)平衡位置后，換向器就自動(dòng)改變線圈中電流的方向，使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。學(xué)生自主分析：電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程及換向器的作用。)4．電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際，列舉電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，比如：汽車、洗衣機(jī)、電扇等等。教師利用課件展示：生活中實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。實(shí)際電動(dòng)機(jī)都有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上，以保證每個(gè)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，有的大型電動(dòng)機(jī)由于線圈很龐大，往往讓磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，即線圈作為定子，磁場(chǎng)作為轉(zhuǎn)子，一些電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)使用的是電磁鐵產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)。[知識(shí)拓展]揚(yáng)聲器教師提問(wèn)：聲音是怎樣產(chǎn)生的？學(xué)生思考回答：聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。教師利用多媒體展示揚(yáng)聲器構(gòu)造的示意圖。師生共同總結(jié)歸納揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理：揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)：由固定的永久磁鐵、線圈、錐形紙盆構(gòu)成。工作原理：揚(yáng)聲器是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)的一種裝置。當(dāng)線圈中通過(guò)圖中所示的電流時(shí)，線圈受到磁鐵的吸引向左運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線圈中通過(guò)相反方向的電流時(shí)，線圈受到磁鐵的排斥向右運(yùn)動(dòng)。由于通過(guò)線圈的電流是交變電流，它的方向不斷變化，線圈就不斷地來(lái)回振動(dòng)，帶動(dòng)紙盆也來(lái)回振動(dòng)，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。（三）課堂練習(xí)：1．關(guān)于電動(dòng)機(jī)的工作原理，下列說(shuō)法正確的是()A．電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的B．電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的工作原理工作的C．電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的D．電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的2．有關(guān)直流電動(dòng)機(jī)的換向器的作用，以下說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，自動(dòng)改變電流方向B．當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí)，自動(dòng)改變電流方向C．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，自動(dòng)改變磁感線的方向D．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，自動(dòng)改變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向3．要改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，以下方法不能做到的是()A．改變線圈中的電流方向B．改變磁感線的方向C．將電源的正、負(fù)極和兩個(gè)磁極同時(shí)對(duì)調(diào)D．將電源的正、負(fù)極和兩個(gè)磁極不同時(shí)對(duì)調(diào)4.一臺(tái)組裝齊全的直流電動(dòng)機(jī)模型，接通電源后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。用手撥動(dòng)一下轉(zhuǎn)子后，線圈轉(zhuǎn)子就正常轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。則該直流電動(dòng)機(jī)模型開始時(shí)不轉(zhuǎn)的原因是()A．線圈正好處于平衡位置B．線圈中的電流太小C．換向器與電刷接觸不良D．線圈內(nèi)部斷路【答案】1.B2.B3.C4.A（四）課堂小結(jié)：學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，討論本節(jié)課有哪些收獲，還有哪些疑惑。教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：1．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用，力的方向跟什么因素有關(guān)？2．電動(dòng)機(jī)的工作原理是什么？由幾部分組成？3．換向器的作用是什么？4．電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化是什么？（五）作業(yè)布置： 完成配套課后練習(xí)。【板書設(shè)計(jì)】第4節(jié)電動(dòng)機(jī)(一)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用1．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用2．通電導(dǎo)體所受力的方向跟電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)(二)電動(dòng)機(jī)1．結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子2．工作原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)3．換向器：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)，能夠自動(dòng)改變線圈中的電流方向，使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)4．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【課后反思】本節(jié)課通過(guò)展示學(xué)生熟悉的電動(dòng)汽車、遙控飛機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生思考