第4節(jié) 電動(dòng)機(jī)1

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1、《電動(dòng)機(jī)》第1課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì) 湖州市第五中學(xué) 丁文超 教材分析 《電動(dòng)機(jī)》選自浙教版八年級(jí)下冊(cè)第一章第4節(jié)。它是學(xué)生學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)、電流的磁場(chǎng)、電磁鐵之后需繼續(xù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，磁體和電流都可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)兩種磁場(chǎng)相遇，就會(huì)產(chǎn)生新的內(nèi)容——電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)正是電和磁相結(jié)合的產(chǎn)物，它讓人們對(duì)電和磁的認(rèn)識(shí)到了一個(gè)新的高度。 電動(dòng)機(jī)是我們生活中常見的一種電氣化設(shè)備，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而帶動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械和生活用電器的運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的應(yīng)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(xué)生探究的欲望是新課標(biāo)的新體現(xiàn)。教材一開始就單刀直入地介紹電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用

2、，目的是為拉近學(xué)生與電動(dòng)機(jī)的距離，激發(fā)學(xué)生的興趣，再探討電動(dòng)機(jī)的原理，“從生活走向科學(xué)”，這樣使學(xué)生更易于接受。由前兩節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)：“磁體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用”、“通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)”引出“磁場(chǎng)對(duì)放入其中的通電導(dǎo)體是否會(huì)產(chǎn)生磁力的作用呢？”非常自然、合理。接著教材通過兩個(gè)活動(dòng)來驗(yàn)證“通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁場(chǎng)的方向的關(guān)系”以及“線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)”，探究電動(dòng)機(jī)工作的基本原理。 學(xué)情分析 學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)的性質(zhì)、磁極間的相互作用、電流的磁效應(yīng)，學(xué)生對(duì)這些知識(shí)還沒有連貫起來，這節(jié)課要把他們串聯(lián)起來，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問題，找出其中規(guī)律。幾

3、乎所有內(nèi)容都是建立在學(xué)生活動(dòng)的基礎(chǔ)上，既體現(xiàn)了科學(xué)學(xué)科是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，也充分體現(xiàn)了學(xué)生活動(dòng)的作用和價(jià)值。本節(jié)活動(dòng)較多，但卻是探究式學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)形式，學(xué)生從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題提出問題，做出猜想和假設(shè)，然后設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在探究過程中觀察總結(jié)，分析，歸納總結(jié)，再應(yīng)用于試驗(yàn)驗(yàn)證。這也是人類認(rèn)識(shí)自然，進(jìn)行科學(xué)探究的一般規(guī)律。這種探究學(xué)習(xí)也是科學(xué)與哲學(xué)的統(tǒng)一。 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1、知道磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用； 2、了解線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)情況，知道電動(dòng)機(jī)工作的基本原理； 3、知道電動(dòng)機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。 過程與方法 1、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，探究電動(dòng)機(jī)工

4、作的基本原理，領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法與本質(zhì)； 2、認(rèn)識(shí)從理論到實(shí)際應(yīng)用過程中的技術(shù)的作用的價(jià)值。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、初步認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系； 2、通過了解科學(xué)知識(shí)如何轉(zhuǎn)化成實(shí)際技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識(shí)和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的興趣。 重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn) 　　1、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁場(chǎng)的方向都有關(guān)； 　　2、直流電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化。 難點(diǎn) 理解通電線圈在磁場(chǎng)里為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 教學(xué)準(zhǔn)備 分組實(shí)驗(yàn)：1、軌道、開關(guān)、電源、導(dǎo)線、銅管、U型磁體 2、直流電動(dòng)機(jī) 螺絲刀

5、 3、漆包線、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、帶磁體的支架 學(xué)生：收集家中小型用電器 教師：玩具船，舊電動(dòng)機(jī) 教學(xué)過程設(shè)計(jì) 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(huì)兒就給我出了個(gè)難題：“媽媽，吹起太累了，能不能把這艘船改成電動(dòng)的？”大家?guī)蛶屠蠋?，說說看，可以嗎？需要什么？ 生：安裝一個(gè)電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)、電機(jī)） （設(shè)計(jì)意圖：從“玩”入手，讓學(xué)生體會(huì)到“玩的過程中”也會(huì)遇到科學(xué)問題) 師：丁老師從哪些物品中能找到電動(dòng)機(jī)呢？觀察大家收集的小型用電器，哪些有電動(dòng)機(jī)？展示一下它們是怎樣工作的？ （另外用多媒體展示機(jī)床、電梯、電

6、扇、電動(dòng)玩具、冰箱等使用電動(dòng)機(jī)的電器，并圈出電動(dòng)機(jī)的位置） 師：老師從舊剃須刀中拆出一個(gè)舊的電動(dòng)機(jī)，裝在了小船上（展示電動(dòng)小船，通電后，電動(dòng)機(jī)的軸持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)）。這里，電動(dòng)機(jī)所起的作用是什么？能量是如何轉(zhuǎn)化的？ 生：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 師：通電后，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)機(jī)器工作 師: 家里的寶貝看到說：“媽媽，太神奇了，電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)?。俊蹦敲?，為什么給電動(dòng)機(jī)通電，它就能轉(zhuǎn)動(dòng)呢？電動(dòng)機(jī)工作的原理是怎樣的呢？ 生：（隨著老師的問題思考） （設(shè)計(jì)意圖：我們讓學(xué)生展示家里收集的各種小型用電器（結(jié)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(dòng)機(jī)工作的。讓學(xué)生感覺：“哦！這

7、些就是電動(dòng)機(jī)??！原來我們家有這么多電動(dòng)機(jī)！”拉近學(xué)生與電動(dòng)機(jī)的距離，激發(fā)學(xué)生的興趣，再探討電動(dòng)機(jī)的原理，“從生活走向科學(xué)”，這樣使學(xué)生更易于接受。） 二、電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)？ 師：今天這節(jié)課，我們一起來探討這個(gè)問題。在回答這個(gè)問題之前，先讓我們一起來回顧一下奧斯特實(shí)驗(yàn)。（用多媒體課件展示奧斯特實(shí)驗(yàn)）。通電后，小磁針的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如何來解釋這一現(xiàn)象？ 生：通電后，導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)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(chǎng)是否會(huì)對(duì)通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用呢？小組討論一下，談?wù)勛约旱南敕ā? （讓學(xué)生思考和討論，陳述自己的猜想和依據(jù)） 師：同學(xué)們的猜想聽起來

8、很有道理，但是不是正確呢？我們應(yīng)該怎樣去判斷？ 　　生：用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。 師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)儆懻撘幌?，結(jié)合桌面上的器材設(shè)計(jì)一個(gè)比較好的實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體是否有力的作用。（巡回聽取學(xué)生討論的方案，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)） （一）磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用 【活動(dòng)一】探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體是否有力的作用 師：說說看，你是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的？為什么這樣設(shè)計(jì)？ 生：要驗(yàn)證通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中有沒有受到力的作用，我們想到實(shí)驗(yàn)必須有一條通電的導(dǎo)體，所以選擇導(dǎo)體，電源和開關(guān)；另外還要有提供磁場(chǎng)的U型磁體。把導(dǎo)體放在軌道上，并放入磁場(chǎng)中，通電，通過觀察是否運(yùn)動(dòng)判斷它是不是受到了力的作用。 師：（

9、展示實(shí)驗(yàn)裝置）請(qǐng)同學(xué)們看看是不是這樣設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置？我們把開關(guān)閉合，請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察這根導(dǎo)線看它會(huì)怎么樣？（閉合開關(guān)，演示實(shí)驗(yàn)） 生： 現(xiàn)象：閉合開關(guān)，原來靜止的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來 說明：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用 板書：結(jié)論：1．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用 師：剛才我們用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了我們的猜想，我們的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也很明顯，導(dǎo)體是運(yùn)動(dòng)了，而且是向右運(yùn)動(dòng)的。那么同學(xué)們?cè)偎伎家幌?，通電?dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向能否改變？動(dòng)手嘗試一下。 師：能否改變通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向呢？動(dòng)手嘗試一下 生：改變電流方向或磁場(chǎng)方向，通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向就會(huì)改變（受力方向）

10、 師：如果電流方向和磁場(chǎng)方向同時(shí)改變呢？通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以說明什么？ 　 板書：結(jié)論：2．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力的方向跟電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān) （設(shè)計(jì)意圖：著重訓(xùn)練學(xué)生的猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析問題能力。教師在學(xué)生猜想、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，突出學(xué)生的主體地位，有利于吸引學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生明確觀察目標(biāo)的習(xí)慣和歸納總結(jié)的能力） 師：實(shí)驗(yàn)中能量是如何轉(zhuǎn)化的？ 生：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 師：能不能可以用這樣一個(gè)裝置帶動(dòng)用電器連續(xù)工作呢？ 生：不行，上述實(shí)驗(yàn)中通電導(dǎo)體離開磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)就停止了。 師：有什么辦法可以實(shí)現(xiàn)電能持續(xù)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能呢？（

11、學(xué)生思考討論） 生：把磁場(chǎng)加大 不斷的改變電流的方向 不斷改變磁場(chǎng)的方向 …… （設(shè)計(jì)意圖：從自然科學(xué)的基本規(guī)律到發(fā)明創(chuàng)造，提倡發(fā)散思維。我們鼓勵(lì)學(xué)生從新的角度去認(rèn)識(shí)問題，以新的思路、新的方法去解決現(xiàn)實(shí)難題，創(chuàng)造更好的實(shí)物。引導(dǎo)學(xué)生思考“要實(shí)現(xiàn)電能持續(xù)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能需要?jiǎng)?chuàng)造什么樣的條件？”體會(huì)利用科學(xué)原理進(jìn)行技術(shù)發(fā)明的創(chuàng)造技法——“條件實(shí)現(xiàn)改進(jìn)法”。） 師：現(xiàn)在使用的電動(dòng)機(jī)之所以能連續(xù)帶動(dòng)機(jī)器工作，肯定與結(jié)構(gòu)有關(guān)。每個(gè)小組準(zhǔn)備了一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)，請(qǐng)大家拆開探究它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同時(shí)思考兩個(gè)問題：1、電動(dòng)機(jī)內(nèi)部最核心的兩個(gè)部件

12、是什么？2、通電后，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)的是什么結(jié)構(gòu)？ 【活動(dòng)二】探究電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 生：磁體、線圈 師：為了方便研究，我們將線圈組簡(jiǎn)化為一匝線圈。那么把直導(dǎo)線繞成矩形線圈，放到磁場(chǎng)中，又會(huì)怎么樣呢？利用桌面的實(shí)驗(yàn)器材試試看。 （設(shè)計(jì)意圖：因?yàn)槿狈ι罱?jīng)驗(yàn)，雖然學(xué)生聽到過電動(dòng)機(jī)，但對(duì)電動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)并不全面。讓學(xué)生親自動(dòng)手拆開電動(dòng)機(jī)來觀察，可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也想向?qū)W生滲透一種認(rèn)識(shí)事物的思路和方法。） （二） 通電線圈在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【活動(dòng)三】通電線圈在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) （提供的導(dǎo)線的處理方法：部分小組導(dǎo)線兩端的絕緣層都事先刮掉，部分小組導(dǎo)線一端的絕緣層全部刮掉，一端

13、刮掉一半）（提醒調(diào)整重心到水平位置后通電） 師：可以觀察到，原來靜止在磁場(chǎng)中的線圈，通電后轉(zhuǎn)動(dòng)了。（展示線圈受力模型）這里也有一個(gè)線圈，如何拉動(dòng)兩根繩子，使線圈轉(zhuǎn)動(dòng).(請(qǐng)同學(xué)來嘗試） 生：當(dāng)兩條邊受力相反且不在一條直線上時(shí)就轉(zhuǎn)動(dòng)。 生：（討論后總結(jié)）實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)動(dòng)的。 師：其實(shí)我們開頭講的電動(dòng)機(jī)的原理就是這樣的，線圈通電在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)。 板書：通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)——電動(dòng)機(jī)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(gè)力而轉(zhuǎn)動(dòng)，但是轉(zhuǎn)到一定的位置就停

14、止了，不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。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(gè)位置，我們叫做平衡位置。我們?cè)僬?qǐng)一組同學(xué)來演示一下他們的實(shí)驗(yàn)。（演示通電線圈放入磁場(chǎng)后在平衡位置處擺動(dòng)） 師：線圈轉(zhuǎn)到平衡位置后沒有馬上停下來，為什么？ 生：因?yàn)閼T性 師：但是也沒有繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。那么，剛才那組同學(xué)的線圈為什么可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去呢？其實(shí)老師事先對(duì)這組線圈結(jié)構(gòu)做了改進(jìn)。下節(jié)課我們?cè)賮碛懻摗? （設(shè)計(jì)意圖：由通電導(dǎo)體的平動(dòng)到線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，在經(jīng)歷了失敗、思考、嘗試、再實(shí)踐之后獲得了成功的體驗(yàn)，增加了愉悅自豪感，使學(xué)生感受到科學(xué)探究的本質(zhì)，多思考

15、、多動(dòng)手、多實(shí)踐。連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈和不能轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈形成對(duì)比，引發(fā)學(xué)生的思維沖突，培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的欲望） 三、小結(jié) 　　師：同學(xué)們你們?cè)趯W(xué)完這節(jié)課后，有什么收獲呢？ 　　生：我知道了通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用…… 師：另外有了設(shè)想之后一定要用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。電流的磁效應(yīng)本是奧斯特發(fā)現(xiàn)的。但另一位科學(xué)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(xué)實(shí)驗(yàn)研究，轉(zhuǎn)而進(jìn)入電磁學(xué)的研究領(lǐng)域。他大量重復(fù)奧斯特實(shí)驗(yàn)，抓住了它的效應(yīng)，挖掘了奧斯特實(shí)驗(yàn)的潛力，實(shí)現(xiàn)了電能變機(jī)械能的裝置，發(fā)明了世界上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。 作業(yè)：通過互聯(lián)網(wǎng)或上圖書館，查閱有關(guān)電與磁的發(fā)展歷程的資料，了解電動(dòng)機(jī)發(fā)明的歷史，及其重要的地位。 結(jié)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(xué)！