第4節(jié) 電動機1

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1、《電動機》第1課時教學設計 湖州市第五中學 丁文超 教材分析 《電動機》選自浙教版八年級下冊第一章第4節(jié)。它是學生學習了磁場、電流的磁場、電磁鐵之后需繼續(xù)學習的內容，磁體和電流都可以產(chǎn)生磁場，當兩種磁場相遇，就會產(chǎn)生新的內容——電動機。電動機正是電和磁相結合的產(chǎn)物，它讓人們對電和磁的認識到了一個新的高度。 電動機是我們生活中常見的一種電氣化設備，電動機將電能轉化為機械能，從而帶動各種生產(chǎn)機械和生活用電器的運轉。電動機的應用很廣，種類也很多，但它們工作的原理都是一樣的。如何從日常生活中常見的現(xiàn)象入手，激發(fā)學生探究的欲望是新課標的新體現(xiàn)。教材一開始就單刀直入地介紹電動機在生產(chǎn)、生活中的應用

2、，目的是為拉近學生與電動機的距離，激發(fā)學生的興趣，再探討電動機的原理，“從生活走向科學”，這樣使學生更易于接受。由前兩節(jié)基礎知識：“磁體在磁場中會受到力的作用”、“通電導體周圍存在磁場”引出“磁場對放入其中的通電導體是否會產(chǎn)生磁力的作用呢？”非常自然、合理。接著教材通過兩個活動來驗證“通電導線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁場的方向的關系”以及“線圈在磁場中的轉動”，探究電動機工作的基本原理。 學情分析 學生在學習本節(jié)之前，已經(jīng)學習了磁場的性質、磁極間的相互作用、電流的磁效應，學生對這些知識還沒有連貫起來，這節(jié)課要把他們串聯(lián)起來，引導學生發(fā)現(xiàn)新的問題，找出其中規(guī)律。幾

3、乎所有內容都是建立在學生活動的基礎上，既體現(xiàn)了科學學科是以實驗為基礎的特點，也充分體現(xiàn)了學生活動的作用和價值。本節(jié)活動較多，但卻是探究式學習的標準形式，學生從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題提出問題，做出猜想和假設，然后設計方案，進行實驗探究，在探究過程中觀察總結，分析，歸納總結，再應用于試驗驗證。這也是人類認識自然，進行科學探究的一般規(guī)律。這種探究學習也是科學與哲學的統(tǒng)一。 教學目標 知識與技能 1、知道磁場對通電導體的作用； 2、了解線圈在磁場中轉動情況，知道電動機工作的基本原理； 3、知道電動機工作過程中的能量轉化。 過程與方法 1、經(jīng)歷實驗活動，探究電動機工

4、作的基本原理，領悟科學研究的方法與本質； 2、認識從理論到實際應用過程中的技術的作用的價值。 情感、態(tài)度與價值觀 1、初步認識科學與技術之間的關系； 2、通過了解科學知識如何轉化成實際技術應用，進一步提高學生學習科學技術知識和應用科學知識的興趣。 重點與難點 重點 　　1、通電導體在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁場的方向都有關； 　　2、直流電動機的能量轉化。 難點 理解通電線圈在磁場里為什么會轉動。 教學準備 分組實驗：1、軌道、開關、電源、導線、銅管、U型磁體 2、直流電動機 螺絲刀

5、 3、漆包線、電源、開關、導線、帶磁體的支架 學生：收集家中小型用電器 教師：玩具船，舊電動機 教學過程設計 一、新課引入 師：周末，我用泡沫制作了一艘玩具船。家里的小寶貝玩了一會兒就給我出了個難題：“媽媽，吹起太累了，能不能把這艘船改成電動的？”大家?guī)蛶屠蠋?，說說看，可以嗎？需要什么？ 生：安裝一個電動機（馬達、電機） （設計意圖：從“玩”入手，讓學生體會到“玩的過程中”也會遇到科學問題) 師：丁老師從哪些物品中能找到電動機呢？觀察大家收集的小型用電器，哪些有電動機？展示一下它們是怎樣工作的？ （另外用多媒體展示機床、電梯、電

6、扇、電動玩具、冰箱等使用電動機的電器，并圈出電動機的位置） 師：老師從舊剃須刀中拆出一個舊的電動機，裝在了小船上（展示電動小船，通電后，電動機的軸持續(xù)轉動）。這里，電動機所起的作用是什么？能量是如何轉化的？ 生：電能轉化為機械能 師：通電后，電動機將電能轉化為機械能，帶動機器工作 師: 家里的寶貝看到說：“媽媽，太神奇了，電動機為什么會轉??？”那么，為什么給電動機通電，它就能轉動呢？電動機工作的原理是怎樣的呢？ 生：（隨著老師的問題思考） （設計意圖：我們讓學生展示家里收集的各種小型用電器（結合其他大型用電器的圖片），了解大多數(shù)用電器都是靠電動機工作的。讓學生感覺：“哦！這

7、些就是電動機??！原來我們家有這么多電動機！”拉近學生與電動機的距離，激發(fā)學生的興趣，再探討電動機的原理，“從生活走向科學”，這樣使學生更易于接受。） 二、電動機為什么會轉動？ 師：今天這節(jié)課，我們一起來探討這個問題。在回答這個問題之前，先讓我們一起來回顧一下奧斯特實驗。（用多媒體課件展示奧斯特實驗）。通電后，小磁針的方向發(fā)生偏轉，如何來解釋這一現(xiàn)象？ 生：通電后，導體周圍產(chǎn)生磁場，對放入其中的小磁針產(chǎn)生力的作用 師：那么磁體周圍的磁場是否會對通電導體產(chǎn)生力的作用呢？小組討論一下，談談自己的想法。 （讓學生思考和討論，陳述自己的猜想和依據(jù)） 師：同學們的猜想聽起來

8、很有道理，但是不是正確呢？我們應該怎樣去判斷？ 　　生：用實驗去驗證。 師：請同學們再討論一下，結合桌面上的器材設計一個比較好的實驗方案，驗證磁場對通電導體是否有力的作用。（巡回聽取學生討論的方案，指導學生實驗） （一）磁場對通電導體的作用 【活動一】探究磁場對通電導體是否有力的作用 師：說說看，你是如何設計實驗的？為什么這樣設計？ 生：要驗證通電導體在磁場中有沒有受到力的作用，我們想到實驗必須有一條通電的導體，所以選擇導體，電源和開關；另外還要有提供磁場的U型磁體。把導體放在軌道上，并放入磁場中，通電，通過觀察是否運動判斷它是不是受到了力的作用。 師：（

9、展示實驗裝置）請同學們看看是不是這樣設置實驗裝置？我們把開關閉合，請同學們認真觀察這根導線看它會怎么樣？（閉合開關，演示實驗） 生： 現(xiàn)象：閉合開關，原來靜止的導體運動起來 說明：磁場對通電導體有力的作用 板書：結論：1．通電導體在磁場中受到力的作用 師：剛才我們用實驗驗證了我們的猜想，我們的實驗現(xiàn)象也很明顯，導體是運動了，而且是向右運動的。那么同學們再思考一下，通電導體在磁場中的運動方向能否改變？動手嘗試一下。 師：能否改變通電導體在磁場中的運動方向呢？動手嘗試一下 生：改變電流方向或磁場方向，通電導體的運動方向就會改變（受力方向）

10、 師：如果電流方向和磁場方向同時改變呢？通過這個實驗還可以說明什么？ 　 板書：結論：2．通電導體在磁場中受到的力的方向跟電流方向和磁場方向有關 （設計意圖：著重訓練學生的猜想、設計實驗、分析問題能力。教師在學生猜想、設計的基礎上引導學生觀察實驗，突出學生的主體地位，有利于吸引學生的注意力，培養(yǎng)學生明確觀察目標的習慣和歸納總結的能力） 師：實驗中能量是如何轉化的？ 生：電能轉化為機械能 師：能不能可以用這樣一個裝置帶動用電器連續(xù)工作呢？ 生：不行，上述實驗中通電導體離開磁場后運動就停止了。 師：有什么辦法可以實現(xiàn)電能持續(xù)轉化為機械能呢？（

11、學生思考討論） 生：把磁場加大 不斷的改變電流的方向 不斷改變磁場的方向 …… （設計意圖：從自然科學的基本規(guī)律到發(fā)明創(chuàng)造，提倡發(fā)散思維。我們鼓勵學生從新的角度去認識問題，以新的思路、新的方法去解決現(xiàn)實難題，創(chuàng)造更好的實物。引導學生思考“要實現(xiàn)電能持續(xù)轉化為機械能需要創(chuàng)造什么樣的條件？”體會利用科學原理進行技術發(fā)明的創(chuàng)造技法——“條件實現(xiàn)改進法”。） 師：現(xiàn)在使用的電動機之所以能連續(xù)帶動機器工作，肯定與結構有關。每個小組準備了一個小型電動機，請大家拆開探究它的內部結構。同時思考兩個問題：1、電動機內部最核心的兩個部件

12、是什么？2、通電后，電動機內部轉動的是什么結構？ 【活動二】探究電動機的內部結構 生：磁體、線圈 師：為了方便研究，我們將線圈組簡化為一匝線圈。那么把直導線繞成矩形線圈，放到磁場中，又會怎么樣呢？利用桌面的實驗器材試試看。 （設計意圖：因為缺乏生活經(jīng)驗，雖然學生聽到過電動機，但對電動機認識并不全面。讓學生親自動手拆開電動機來觀察，可以增加學生的感性認識，同時也想向學生滲透一種認識事物的思路和方法。） （二） 通電線圈在磁場中的運動 【活動三】通電線圈在磁場中的運動 （提供的導線的處理方法：部分小組導線兩端的絕緣層都事先刮掉，部分小組導線一端的絕緣層全部刮掉，一端

13、刮掉一半）（提醒調整重心到水平位置后通電） 師：可以觀察到，原來靜止在磁場中的線圈，通電后轉動了。（展示線圈受力模型）這里也有一個線圈，如何拉動兩根繩子，使線圈轉動.(請同學來嘗試） 生：當兩條邊受力相反且不在一條直線上時就轉動。 生：（討論后總結）實驗中，由于線圈兩邊的電流方向相反，那么他們受到的力也相反，所以只能是轉動的。 師：其實我們開頭講的電動機的原理就是這樣的，線圈通電在磁場中轉動，然后帶動機器轉動。 板書：通電線圈在磁場中受力而轉動——電動機的工作原理 師：我們通過剛才的受力模型觀察到，線圈兩條邊受到方向相反的兩個力而轉動，但是轉到一定的位置就停

14、止了，不能繼續(xù)轉動。為什么？ 生：線圈的兩條邊受到的力大小相等，方向相反，線圈受力平衡 師：這個位置，我們叫做平衡位置。我們再請一組同學來演示一下他們的實驗。（演示通電線圈放入磁場后在平衡位置處擺動） 師：線圈轉到平衡位置后沒有馬上停下來，為什么？ 生：因為慣性 師：但是也沒有繼續(xù)轉動下去。那么，剛才那組同學的線圈為什么可以一直轉動下去呢？其實老師事先對這組線圈結構做了改進。下節(jié)課我們再來討論。 （設計意圖：由通電導體的平動到線圈的轉動，在經(jīng)歷了失敗、思考、嘗試、再實踐之后獲得了成功的體驗，增加了愉悅自豪感，使學生感受到科學探究的本質，多思考

15、、多動手、多實踐。連續(xù)轉動的線圈和不能轉動的線圈形成對比，引發(fā)學生的思維沖突，培養(yǎng)學生的反思意識，激發(fā)學生主動探究的欲望） 三、小結 　　師：同學們你們在學完這節(jié)課后，有什么收獲呢？ 　　生：我知道了通電導線在磁場中會受到力的作用…… 師：另外有了設想之后一定要用實驗去驗證。電流的磁效應本是奧斯特發(fā)現(xiàn)的。但另一位科學家法拉第，有很高的敏感性和自覺性，他由此前主要做的化學實驗研究，轉而進入電磁學的研究領域。他大量重復奧斯特實驗，抓住了它的效應，挖掘了奧斯特實驗的潛力，實現(xiàn)了電能變機械能的裝置，發(fā)明了世界上第一臺電動機。 作業(yè)：通過互聯(lián)網(wǎng)或上圖書館，查閱有關電與磁的發(fā)展歷程的資料，了解電動機發(fā)明的歷史，及其重要的地位。 結束語：像法拉第一樣，有敏銳的思想，善于發(fā)現(xiàn)身邊的科學！