第十七章 第三節(jié)　科學探究：電動機為什么會轉動 導學案 2023-2024學年學年滬科版物理九年級

第十七章第三節(jié)科學探究：電動機為什么會轉動導學案20232024學年學年滬科版物理九年級一、教學內容1.電動機的原理：通過磁場對通電導線的力的作用，使導線產生運動。2.電動機的構造：電動機由線圈、磁鐵、支架等部分組成。3.電動機的分類：直流電動機和交流電動機。4.電動機的應用：在生活中和工業(yè)中的廣泛應用。二、教學目標1.了解電動機的原理、構造和分類，能夠解釋電動機為什么會轉動。2.能夠通過實驗觀察電動機的轉動情況，提高觀察和實驗能力。3.通過對電動機的了解，能夠激發(fā)學生對物理學科的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。三、教學難點與重點重點：電動機的原理、構造和分類。難點：電動機的工作原理和制作過程。四、教具與學具準備教具：電動機模型、實驗器材。學具：筆記本、實驗報告。五、教學過程1.導入：通過一個簡單的電動機模型，引起學生對電動機的興趣，提出問題：“電動機為什么會轉動？”2.講解：介紹電動機的原理、構造和分類，解釋電動機為什么會轉動。3.實驗：安排學生進行電動機實驗，觀察電動機的轉動情況，讓學生親手操作，加深對電動機的理解。4.練習：給出一些有關電動機的問題，讓學生進行隨堂練習，檢驗學生對電動機的掌握程度。六、板書設計電動機：原理：磁場對通電導線的力的作用。構造：線圈、磁鐵、支架等。分類：直流電動機、交流電動機。應用：生活中、工業(yè)中。七、作業(yè)設計1.請簡述電動機的原理、構造和分類。2.請說明電動機為什么會轉動。3.請列舉出生活中和工業(yè)中的一些電動機應用。答案：1.電動機的原理是磁場對通電導線的力的作用，構造包括線圈、磁鐵、支架等，分類有直流電動機和交流電動機。2.電動機會轉動是因為通電的線圈在磁場中受到力的作用，從而產生運動。3.生活中的電動機應用有電風扇、洗衣機等，工業(yè)中的電動機應用有電動機車、電梯等。八、課后反思及拓展延伸本節(jié)課通過電動機模型和實驗，使學生了解了電動機的原理、構造和分類，讓學生親手操作，加深了對電動機的理解。但在實驗過程中，要注意安全問題，防止學生受傷。拓展延伸：可以讓學生進一步了解電動機的工作原理和制作過程，或者讓學生思考如何改進電動機，提高其效率和性能。重點和難點解析電動機的原理：電動機的原理是基于洛倫茲力（Lorentzforce）的，即當通電導線置于磁場中時，導線會受到力的作用。這個力的方向由右手定則確定，其大小與電流的大小、磁場的強度以及導線在磁場中的長度有關。1.建立磁場：電動機中的磁場可以通過永磁體或者電流產生的磁場來建立。對于直流電動機，通常使用永磁體；而對于交流電動機，則通過電流在線圈中產生變化的磁場。2.通電：在電動機中，通常有一根或幾根導線，它們被通以電流。這些導線可以是線圈的一部分，也可以是其他形狀。3.受力：當導線通電后，它們會在磁場中受到力的作用。這個力的方向垂直于導線、電流和磁場的平面。4.運動：受到力的作用，導線（或線圈）會開始旋轉。這個旋轉運動可以通過軸和軸承傳遞出去，從而驅動機械工作。5.平衡：在理想情況下，電動機中的力會使得導線保持平衡狀態(tài)，即導線的旋轉速度和方向與電流和磁場的變化相匹配。電動機的原理看似簡單，但實際上涉及到許多復雜的物理現象，如電磁感應、電流的穩(wěn)定性、磁場的分布等。為了幫助學生更好地理解這一原理，教師可以借助實驗、動畫或模型來進行直觀的展示。在實驗方面，可以使用簡單的直流電動機模型，讓學生親自操作，觀察電流通過導線時產生的旋轉運動。通過這種方式，學生可以直觀地感受到磁場對導線的作用力，并理解電動機轉動的基本原理。還可以通過動畫或模型來展示電動機內部的結構和工作過程。例如，可以使用一個透明的電動機模型，讓學生可以看到內部的線圈、磁鐵和軸承等部件，以及它們是如何相互作用的。除了實驗和模型，還可以通過數學公式和理論來進一步解釋電動機的原理。例如，可以使用洛倫茲力的公式F=BILsinθ來定量地描述力的大小，其中B是磁感應強度，I是電流，L是導線長度，θ是導線與磁場方向的夾角。通過這些方法，學生可以更深入地理解電動機的原理，并能夠解釋為什么電動機會轉動。這種理解不僅有助于學生掌握物理知識，還能夠激發(fā)他們對科學和技術的興趣。電動機的原理是電動機工作的核心，理解了這個原理，就能夠在實際應用中更好地使用和維護電動機。在教學過程中，應該通過多種方式來幫助學生理解和掌握這個原理，包括實驗、模型、動畫和數學公式等。只有這樣，學生才能夠真正理解電動機為什么會轉動，并能夠將其應用于實際生活和工作中。繼續(xù)電動機的應用：1.家用電器：洗衣機、冰箱、空調、抽油煙機、電吹風等家用電器都使用電動機來提供動力。例如，洗衣機中的電動機驅動滾筒旋轉，從而實現洗衣功能。2.交通工具：電動汽車、電動摩托車、電動自行車等交通工具都使用電動機作為動力來源。這些電動機通常具有高效率和較長的續(xù)航能力。4.自動化控制系統(tǒng)：在自動化生產線和中，電動機被用來實現精確的運動控制。例如，伺服電動機可以精確控制的關節(jié)運動。5.可再生能源：太陽能光伏板和風力發(fā)電機等可再生能源設備中，也使用電動機將光能和風能轉化為電能。6.醫(yī)療設備：醫(yī)療設備中也有電動機的應用，如電動手術刀、超聲波設備、呼吸機等。7.娛樂設施：游樂場的過山車、碰碰車等娛樂設施，以及電動玩具，都使用了電動機來提供動力。電動機的這些應用展示了其在不領域的廣泛影響力。在教學過程中，可以通過舉例說明電動機在不同場景下的具體應用，讓學生認識到電動機在日常生活中的重要作用。例如，當講述家用電器中的電動機時，可以拿出一個電動牙刷作為實例，解釋其內部電動機的作用，讓學生親手體驗電動牙刷的轉動，感受電動機的力量。在講述工業(yè)機械中的應用時，可以通過圖片或視頻展示工廠中電動機驅動的機器運轉情景，讓學生了解電動機在工業(yè)生產中的重要性。對于交通工具中的應用，可以結合當前的電動汽車發(fā)展趨勢，講解電動汽車的電動機是如何工作的，以及電動機在電動汽車中的重要性。在講解自動化控制系統(tǒng)的電動機應用時，可以通過簡單的模型或者自動化設備視頻，讓學生了解電動機在精確控制方面的能力。在可再生能源部分的講解中，可以讓學生觀看光伏板和風力發(fā)電機的運作視頻，解釋其中的電動機是如何將光能和風能轉化為電能的。在醫(yī)療設備中的應用，可以通過一些常見的醫(yī)療器械實例，如血壓計中的電動機，來展示電動機在醫(yī)療領域的作用。在娛樂設施中的應用，可以通過展示電動玩具或游樂設施的圖片和視頻，讓學生了解電動機在這些設施中的作用。通過這些具體的實例和詳細的解釋，學生可以更好地理解電動機的應用，并能夠將所學的電動機原理與現實生活中的實際設備聯系起來。這種學習方式不僅有助于提高學生的學習興趣，還能夠幫助他們在將來的學習和工作中更好地應用所學知識。電動機的應用是電