课题 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
过程与方法 1、探究磁场对电流的作用的过程。
2、分析直流电动机的主要结构和工作原理。
情感态度与价值观
1、让学生通过亲自的实验探究,体验科学的研究基本方法,培养学生科学探究的意识。
2、 通过了解物理知识转化成为实际技术的过程,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。
3、初步培养创造发明意识。
教学
重点 1.观察通电导体、通电线圈在磁场中受力运动的过程;
2.电动机的工作原理
教学难点 理解电动机的工作原理。
教具 电池组若干(学生自备),开关若干, 直流电动机模型若干,自绕线圈一个以及教学用幻灯片。
教法学法
重点实验探究法(含模拟实验法),启发式教学法。
教 学 过 程 一、创设情境,引入新课
1、模拟各类电动机的声音,学生识别是什么用电器。师:电流通过做功可以转变为其它形式的能,比如电灯(电能-光能、内能)、电冰箱(电能-机械能),要使电能转变为机械能可以使用什么机器:电动机。那么生活中哪些用电器是用到了电动机的呢?(出示幻灯片)。
2、教师展示自己制作的电动机。同学们有没有想过:电动机为什么会转动呢?他的内部到底有些什么东西呢。
二、小组活动,观察电动机内部结构
1、学生打开桌子上的盒子,安装电动机,接通电源,使电动机转动,并观察各部件。
2、让学生说出各部分名称,教师补充。(出示幻灯片)
定子:由永久磁体或机壳组成。
转子:包括转子线圈和换向器,转子线圈嵌在铁芯上。
换向器:由几片铜片做成,与转子线圈连接,转子转动时,变换所接触的电刷,改变线圈中电流的方向。
电刷:固定在机壳上,与机外电源接线柱连接,转子转动时,换向器在电刷上滑动,与电源接通。
三、探究磁场对电流的作用
1、提出问题:为什么直流电动机的转通电以后,会发生转动?能否从电动机的构造上发现原因。如果把永磁体取出的话,在通电后,会不会发生转动?
2、猜想:
A:回顾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。
B:进一步启发学生逆向思索
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?
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。
正是因为有力的作用,才发生转动。
下面我们通过实验来研究这个推断。
C:模拟探究磁场对电流的作用 。
教师出示幻灯片
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。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:电流方向和磁感线方向即磁场方向。(学生完成书上填空)
四、电动机怎样转动
1、磁场对通电线圈的作用
教师进一步启发提问:应用上面的实验结论,我们来分析一个问题:如果把直导线弯成线圈,放入磁场中并通电,(教师取出自带的线圈)它的受力情况将是怎样的呢?
出示幻灯片,引导学生分析:通电时,线圈两条边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也肯定相反。
教师提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢?用实物(可以是书本)来演示一下。
学生思考并请同学谈猜想
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)后通电,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,边说边在幻灯片出示两条边的受力方向。
提问:线圈为什么会停下来呢?
利用幻灯片让学生分析:由于两边受力方向相反,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。
教师提问:那有什么方法能够让线圈持续的旋转呢?
根据前面所学,学生讨论后回答出有两条途径:不断改变电流的方向和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的转了。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,这些观察换向器的作用。
学生观察后得到:换向器的作用就是不断改变电流。
2、学生观看幻灯片,即书上的内容。想一想电动机究意是如何转动起来的?抽问学生
问题1:电动机的线圈怎样与外部的电源连接?
问题2:为什么电动机线圈会发生转动?
问题3:哪些图表示线圈在平衡位置,此时为什么要断电?靠什么转过平衡位置?
问题4:线圈过平衡位置时,线圈中电流方向为什么会发生变化?
问题5:线圈中电流方向变化,线圈两边受力方向怎样变化?
问题6:为什么线圈会持续转动?
第三节 科学探究:电动机为什么会转
1、电动机为什么会转动
2、转动原理:通电导体在磁场中受到力的作用;受力的方向,跟电流方向和磁场方向有关。
3、电动机怎样转动(受力情况、换向器的作用)
附:板书设计