第十七章从指南针到磁浮列车第三节科学探究：电动机为什么会转动教案

第三节科学探究：电动机为什么会转动教学目标知识与技能：1.知道磁场对通电导体有作用力。知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。2.知道通电线圈在磁场中转动的道理。知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。3.学会安装和制作简单的电动机。4.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。教学重点：观察通电导体、通电线圈在磁场中受力运动的过程。教学难点：电动机的工作原理。教具准备电池组一只,开关一只,导线托架两个,直流电动机模型一个,直导体(金属杆),蹄形磁体一个,环行磁体一个,自绕线圈一个,铁架台一个,方框线圈在磁场中的直观模型,电刷和换向器模型。教学过程一、情境引入1.奥斯特实验证明了什么？通电导体周围存在磁场，并通过磁场使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用．奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁。2.电动机为什么会转动呢？出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。提问：电动机是根据什么原理工作的呢？讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。进一步启发学生：再让我们逆向思索，磁体对电流有无力的作用呢？即磁体对通过其磁场电流有无力的作用呢？引导学生思考并用以前学习过的知识。通过讨论交流得到：根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。二、新课教学探究点一电动机的结构现在让同学们把你自己手上的电动机小心的拆开，仔细观察它的组成也就是结构。学生能将重要的几个部件找出，教师让学生猜想：为什么电动机能够持续的旋转。（激发学生兴趣）学生观察总结：直流电动机主要由磁铁、线圈、换向器和电刷等构成。探究点二转动的原理第4页共4页 教师演示书本上的磁场对电流的作用的实验：先介绍实验装置，将金属杆两端放在光滑的支架上，连接好电路，使金属杆静止在磁铁的磁场中。注意：要用很轻的金属杆作通电导体（因为很轻的金属杆轻，受力后容易运动，以便我们观察）。用电源给很轻的金属杆通电(瞬时短路)，让学生观察很轻的金属杆的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的很轻的金属杆通电时，很轻的金属杆会_____，这说明_____。学生观察后得到：通电导体在磁场中受到力的作用要运动。教师进一步启发：金属杆运动有个方向的问题，能否让很轻的金属杆向相反的方向运动呢？学生交流讨论、猜想。不要否决学生的各种猜想，然后教师和同学们共同进行实验，来验证同学们提出的各种猜想。排除各种错误的猜想。最后让学生总结磁场对电流产生的力的方向与哪些因素有关。1.当保持磁场方向不变时，改变电流方向时，金属杆会向运动。2.当保持电流方向不变时，改变磁场方向时，金属杆会向运动。3.当将磁场方向、电流方向都改变时，金属杆会向运动。教师演示实验结束后，通过学生观察说明：磁场对通电导体具有力的作用，其作用的方向与电流的方向和磁感线的方向有关。探究点三电动机怎样转动教师提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？学生思考并猜想。教师再演示实验：将电动机上的电刷、换向器拆下，实质是线圈通电，让学生观察线圈的运动情况。学生观察到线圈转动，教师讲授并指明：线圈转动正是因为两条边的导线受力方向相反，边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。提问：线圈为什么会停下来呢？利用模型和挂图让学生分析：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在同一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。得到结论：通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。第4页共4页 教师提问：那有什么方法能够让电动机持续的旋转呢？让学生回顾刚才做的磁场对电流的作用的实验后教师启发提问：刚才的实验同学们能否想个办法让金属杆在轨道上往复运动呢？学生讨论后回答出有两条途径：不断改变电流的方向或不断改变磁场的方向。然后让同学们思考和比较两种方法。哪种更容易些。学生自然看得出是不断改变电流的方向比较容易。教师再把磁场对电流的作用的实验启发学生转到电动机上来，让学生思考：要怎样才能够不断改变电路中的电流。现在让学生在电动机上安装上电动机上的电刷、换向器，再接通电源。学生观察到电动机持续地转了。在让学生仔细观察刚才没有电刷、换向器和现在有了电刷、换向器线圈的转动情况，让学生思考和猜想换向器的作用。并小心的拆开电动机，用实验观察换向器的作用。（如下图）学生观察后得到：换向器的作用就是能不断改变电流。三、板书设计第三节科学探究：电动机为什么会转动1.电动机的结构。2.转动的原理。磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。3.电动机怎样转动。电动机持续转动的原理及换向器的作用。四、教学反思本节课我先通过出示电动机，给它通电，使学生看到电动机转动，提高学生的学习兴趣。然后让学生自己动手将小电动机小心的拆开，并看里面的结构。使学生能初步的了解电动机。通过做磁场对电流的作用第4页共4页 的实验，使学生掌握电动机转动的原理。并通过分析转动原理，提出一系列问题，进而加深对换向器的认识。五、布置作业要求学生完成同步练习部分，并提醒学生预习下一节的内容。第4页共4页