2019-2020年沪科版物理高二上9-D《直流电动机》教案1.doc

2019-2020年沪科版物理高二上9-D直流电动机教案1一、教学目标1、知识与技能（1）知道简单直流电动机的原理和主要构造。（2）知道换向器在直流电动机中的作用。（3）学会组装简单直流电动机.2、过程与方法（1）通过观察、分析和讨论，制作简单直流电动机，知道电动机转动的原理，并感悟电动机的制成有一个技术创新的过程。（2）通过组装简单直流电动机，培养学生动手操作的能力。3、情感、态度与价值观(1) 通过对电动机结构、原理的学习，认识科学与技术之间的辨证关系。(2) 从电动机在生产和生活中的广泛应用，感悟物理知识源于生活，进而促进现代科技的发展，从而在学习中重视理论与实践的联系。二、教学重点与难点教学重点：直流电动机的工作原理教学难点：换向器的作用三、教学设计思路本设计的内容是：知道直流电动机的基本工作原理，知道换向器的作用，并动手制作简单直流电动机。本设计的基本思路是：教师通过展示实物或者观察图片展现各种电动机，用课堂上“大家谈”的形式，从学生的生活感受出发，交流他们对接触到的电动机的印象，从而激发他们学习的主动性和积极性。通过对单个线圈为转子的最简单的直流电动机的演示及分析，使学生从中了解直流电动机的基本结构及工作原理；通过制作简单直流电动机的过程，培养学生动手操作的能力，加深对电动机工作原理、结构的认识，弄清电动机转速、旋转方向、如何避免“死点”等问题。通过对泡沫塑料变形的观察，感受电动机在工作过程中，电能除转变为机械能外还将转变为内能，为下节课电动机的效率的教学打下伏笔。并感悟理论转化为实际并不是一个简单的过程。本设计要突出的重点是：知道直流电动机的基本工作原理。通过对单个线圈为转子的最简单的直流电动机的解剖分析，并动手实际操作，制作简单直流电动机，使学生了解直流电动机的基本结构和工作原理。本设计要突破的难点是：换向器的作用。通过讨论、动画、演示实验等形式弄清楚换向器(包括电刷)使输出电流方向改变并避免导线缠绕。本节课采用提问、讨论及实际操作，启发学生弄清通电线圈在磁场中受力情况，如何使线圈连续转动及电动机转速、旋转方向等问题，培养学生的思维能力、创造能力、动手能力。 完成本设计的内容约需1课时。四、教学仪器1、演示实验：演示用直流电动机原理模型，自制单线圈直流电动机2个（不带换向器，带换向器）、导线若干。2、学生实验：蹄形磁铁、连有转轴的换向器、电刷、电动机底座、漆包线、小泡沫塑料块、学生电源、导线若干。五、教学过程1、情景引入：视频，刚才视频中提到一些关于电动机的应用，请同学们想一下，我们生活中还有哪些电器与电动机有关呢？通过视频和我们刚才的讨论，我们可以知道，从电动机发明至今，电动机已广泛应运于我们生产、生活的各个方面，我们的生活中80%的电器含有电动机。今天我们就来学习一种把电能转变为机械能的装置电动机的知识。提问：通过前面的学习我们知道，放入磁场的通电导线会受到什么力的作用？（学生回答：安培力）。 提问：安培力的方向与哪两个因素有关？如何判断？（电流方向、磁场方向，用左手定则判断） 提问：展示电动机模型，根据上面的结论，通电线圈在磁场中是怎样受力的？（学生回答：ab边受力向上，cd边受力向下）bc、ad边？（不产生转动效果）提问：在这两个力的作用下，线圈会怎样运动？（学生回答：线圈转动） 2、新课教学一、直流电动机教师陈述：电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的。当然，今天我们研究的是最简单的一种电动机直流电动机。演示：自制直流电动机（不带换向器）观察到什么现象？（来回摆动）为什么会出现这种现象呢？通过ppt分析电动机模型。提问：如何才能使线圈连续不停地转动？学生讨论：1、过b位置时电流方向改变2、过b位置时磁场方向改变应该在b位置时改变电流方向，或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析：改变磁感线方向就是要及时交换磁极，显然这不容易做到；实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向，并使电动机持续转动的。提问：如果通过改变电流方向，使线圈连续转动，还会出现什么问题？学生：导线会缠绕在一起。如何解决这二个问题呢？（学生思考）二、换向器展示模型：换向器（包括电刷），分析线圈在不同位置的电流方向和线圈的受力方向，通过电动机模型及动画演示讲述换向器工作原理。换向器的作用：使线圈每经过平衡位置时，电流的方向就改变一次。并能避免导线缠绕在一起演示实验：自制直流电动机（带换向器）三、直流电动机的构造磁极（定子）、线圈（转子）、换向器（包括电刷）。 四、组装直流电动机下面让我们一起来制作一个简单的直流电动机。注意事项： 1、线圈插入转动轴后，把线圈的导线二端与换向器的二导线分别连接（需把漆包线二端的漆用纱皮磨过）。2、为使线圈平衡，转动轴应尽量插在线圈中心。3、线圈平面应和换向器缺口的连线方向垂直。4、不要用力拉换向器上的细导线。尝试：1、改变电动机的转速、转动方向。2、当线圈平面与磁场方向垂直时启动电动机。3、转动结束，摸摸线圈，你有什么感觉？ 学生实验：提问：1、电动机的转速与哪些因素有关？（电流大小）2、电动机的转动方向与哪些因素有关？（电流方向、磁场方向）3、线圈平面与磁场方向垂直时，能启动电动机吗？该如何解决？（多个线圈）4、仔细观察泡沫塑料，可以发现什么现象？这一现象说明了什么问题？导线发热，融化了泡沫塑料。 说明电动机把电能转化为机械能的过程中有能量损耗，这涉及到电动机的效率问题，我们将在下节课中进行专题研究。五、巩固练习1如图所示，在磁极两极间有一个线框，在（a）、（b）、（c）三种情况下，线框两条边的受力情况如何？转动情况如何？2、如图是一种转子和定子都有线圈的电动机原理图（换向器没画出），在图示状态，线框转动方向如图中箭头方向。试说明a、b两端，哪一端是电源的正极？哪一端是负极？六、小结：略从本堂课直流电动机的工作原理可以看出，要把理论运用于实际，我们还得付出很多的劳动，磁场力使线圈转动是科学，能使线圈连续不停地转动是技术，两者缺一不可。由此可见，科学家的发现是伟大的，发明家的创造同样是伟大的。七、作业： (1)预习电动机的效率。 (2)设计测量电动机效率的方案(3)上网查找关于电动机的相关知识