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第三節(jié) 科學探究:電動機為什么會轉(zhuǎn)動
【教學目標】
一、知識與技能
1.知道磁場對通電導體的作用.
2.知道通電導體在磁場中的受力方向與電流方向和磁場方向有關.
3.知道電動機的基本構(gòu)造和工作原理.
二、過程與方法
1.通過演示,提高學生分析概括物理規(guī)律的能力.
2.通過制作模擬電動機的過程,鍛煉學生的動手能力.
3.通過實驗方法探究直流電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理.
三、情感、態(tài)度與價值觀
1.使學生通過知識的探索過程形成研究探索的意識和敢于創(chuàng)新的精神.
2.在與小組成員一起探索過程中,養(yǎng)成與人共處、協(xié)作學習的好習慣.
【教學重點】
1.
2、磁場對電流的作用.
2.電動機的工作原理,換向器的作用.
【教學難點】
1.分析概括通電導體在磁場中的受力方向跟哪兩個因素有關.
2.理解通電線圈在磁場里為什么會轉(zhuǎn)動.
3.電動機能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因.
【教具準備】 U形磁鐵、電源、導線、開關、金屬支架、線圈和直流電動機模型,多媒體課件等.
【教學課時】 1課時
【鞏固復習】
教師引導學生復習上一節(jié)內(nèi)容,并講解學生所做的課后作業(yè)(教師可針對性地挑選部分難題講解),加強學生對知識的鞏固.
【新課引入】
我們一起來回憶一下奧斯特電生磁的實驗,哪位同學可以敘述一下奧斯特的實驗過程及結(jié)果?
生:丹麥物理學家奧斯特在做實驗時偶
3、然發(fā)現(xiàn)當導線中有電流通過時,它附近的磁針指向發(fā)生了偏轉(zhuǎn),這個意外的現(xiàn)象引起了奧斯特極大的興趣,他又繼續(xù)做了許多實驗,終于證實了電流的周圍存在著磁場.
師 回答得很好.讓我們一起回過頭來看看奧斯特的實驗(用多媒體課件展示奧斯特實驗的實驗裝置及結(jié)論), 奧斯特是用一根小磁針放在通電導線的旁邊發(fā)現(xiàn)了小磁針會受到力的作用,而且電流方向改變后,小磁針的轉(zhuǎn)動方向也改變.那么我們反過來想一下,假如通電導線放在磁場中會不會也受到磁場的作用呢?
【預習指導】
閱讀課本P149-152文字內(nèi)容和插圖,把基本概念、規(guī)律、實驗現(xiàn)象及結(jié)論用雙色筆做上記號,并完成“學案”中“課前預習”部分.然后各小組內(nèi)部交流討論,
4、提出預習疑問,學科組長做好記錄,準備展示.
【課堂導學】
知識點1 磁場對電流的作用
一、學生小組內(nèi)部討論交流,教師指導點撥,解答下列問題:
師:1.根據(jù)桌面上老師提供的電動機模型,觀察它的內(nèi)部結(jié)構(gòu),它由哪些部件組成,各有什么作用?電動機是怎樣轉(zhuǎn)動起來的?
生:1.由支架、線圈、磁鐵、電刷、換向器等部件組成,電 動機是利用磁場對電流作用的原理使其轉(zhuǎn)動的.
師:2.觀察老師演示的圖17-25實驗,指出實驗現(xiàn)象,并歸納實驗結(jié)論.
生:2.當電流方向或磁場方向改變時,金屬桿的運動方向發(fā)生改變,磁場對通電導體具有力的作用,其作用方向與磁場方向、電流方向有關.
師:3.電動機工作過程中
5、,是將 能轉(zhuǎn)化為 能.
生:3. 電 機械
[要點歸納]通電導線(或通電線圈)在磁場中受力而運動(或轉(zhuǎn)動)時,消耗了電能,得到了機械能.通電導線在 磁場中所受力的方向跟電流的方向和磁場的方向有關.當電流的方向和磁場的方向中任何一個改變時,通電導線的受力方向隨之改變;當磁場的方向和電流的方向同時改變時,通電導線的受力方向不變.
思維拓展
教師引導學生完成對應課時中思維拓展題目,并進行講解.
知識點2 電動機
二、學生小組內(nèi)部討論交流,回答下列問題,教師指導
師:1.觀察用直流電源供電的電動機工作原理示意圖,弄清什么是換向器?為什么要使用換向器?什么是平
6、衡位置?
生:1.兩個相互絕緣的半環(huán)稱為換向器,為了使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動下去,就要改變線圈中的電流方向,故要用換向器,線圈平面與磁感線相互垂直的位置是平衡位置.
師:2.畫出圖17-26中(a)、(c)兩圖中線圈AB邊和CD邊的受力情況.
生:2.如圖所示
師:3.利用桌上器材制作一個簡易電動機,并接入電路中試一試,如果不能轉(zhuǎn)動,可能有哪些原因?如何檢查排出故障?故障排出后,有哪些措施可以改變它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向?
生:3.不能轉(zhuǎn)動的原因可能是:①接線柱接觸不良 ②磁鐵的磁性不夠強 ③線圈的匣數(shù)太少 ④電池電壓太低,可串聯(lián)小燈泡或電流表檢查①與④,可用薄鐵片或小磁針檢查②,在磁場和線圈
7、不變的情況下,通過改變線圈中的電流的大小可調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速,改變磁場的方向或改變線圈中的電流方向均能改變線圈的轉(zhuǎn)動方向.
[重難點點撥]
1.換向器的作用:換向器是由兩個銅制半環(huán)構(gòu)成的.換向器的作用是每當線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時,自動改變通入線圈中的電流方向,使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動.
2.只改變電流方向或磁場方向,電動機的轉(zhuǎn)動方向改變;若同時改變電流方向和磁場方向,電動機的轉(zhuǎn)動方向不變,影響轉(zhuǎn)速的因素是線圈中電流的大小和永磁體磁場的強弱.
思維拓展
教師引導學生完成對應課時中思維拓展題目,并進行講解.
[課堂小結(jié)]指導學生總結(jié)歸納本節(jié)課學到了什么
1.通電導體在磁場里受到的力的方向,跟電流方
8、向和磁感線方向有關.
2.當通電導線中電流方向與磁場方向平行時,不受磁場力作用.
3.兩個半圓形的銅環(huán)是換向器,它們彼此絕緣,隨線圈一起轉(zhuǎn)動.和B是電刷,它們跟半環(huán)接觸,使電源和線圈組成閉合電路.
4.安裝直流電動機模型,模型不運轉(zhuǎn)的原因可能有:磁體磁性弱,電流小,接觸不良等.
【課后作業(yè)】
完成本課時對應練習,并預習下一課時內(nèi)容。
1.這節(jié)課在教學中想方設法讓學生參與到科學探究活動中.在探究的具體事例中,發(fā)現(xiàn)問題,尋找解決辦法.讓學生帶著問題去觀察、思考,在獲得大量信息的基礎上進行交流,解釋、歸納、總結(jié)形成一定的認識,主動獲取了一些有價 值的知識.
2.本課中活動設計,問題的引出和討論交流,都能從學生的實際出發(fā),引導學生去做、去說、去思、去發(fā)現(xiàn),激發(fā)了學生的探究興趣和探究欲望,調(diào)動了學習積極性,課堂非?;钴S.學生在學習過程中,很自然的提高了科學素養(yǎng).
3.換向器是教學的難點,讓學生通過電動機模型,觀察換向器很有必要.第一課時中學習了“讓線圈轉(zhuǎn)動起來”后讓學生帶著問題課后思考,激起學生求知的欲望.下一課時引導學生進一步觀察對比認識,讓學生有一種解決問題后的喜悅.
4.通過前面幾節(jié)的學習,學生識圖能力應該有所提高,本節(jié)電動機原理圖要盡量讓學生自己看圖理解.
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