16.4 安装直流电动机模型一、教材分析在探究磁场对通电导体的作用及电动机的工作原理之后，教材安排了装配电动机模型的学生分组实验，旨在培养学生的动手能力。通过学生自主装配电动机模型，不仅能够让学生进一步认识电动机的基本结构，理解电动机的工作原理，而且能增强学生动手动脑学物理的意识，真正体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本理念。2、教学目标（1）知识与技能： 通过装配电动机模型的实践活动，进一步理解磁场对通电线圈的作用。（2）过程与方法：在独立的操作中，进一步了解电动机的基本构造和工作原理，认识换向器的作用。（3）情感态度价值观：通过实际操作，培养动手能力，增强动手动脑学物理的意识。3、重难点教学重点：通过组装电动机模型，进一步了解电动机的基本构造和工作原理，进一步理解磁场对通电线圈的作用。教学难点：在实验过程中，对于出现的问题进行研究并且尝试解决。二、学情分析从学生的认知水平和能力状况来看，初三学生处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，尽管学习了磁场对通电导体的作用和电动机的原理，但是理解得并不深刻。因此，通过亲自动手安装直流电动机模型，观察线圈在磁场中的转动情况，改变线圈的转动方向和转动速度，加深对电动机原理的认识。安装直流电动机模型比以前做过的任何一个学生实验都要复杂，对于每个实验小组都是一个不小的挑战，这就要求实验小组成员之间要做到分工明确密切配合，才能顺利地完成实验，所以在实验过程中还可以提高学生的团队协作能力。实验过程中，学生可能会遇到各种各样的问题或困难例如通电后线圈不转或者电流表没有示数；甚至可能会犯错误忘记把滑动变阻器的滑片放到最大阻值处等等。遇到这些问题以后，学生会思考产生问题的原因并且尝试解决，可以提高他们分析问题解决问题的能力。三、教学策略教材在处理安装直流电动机模型的教学内容时，把选材组装、运行和观察融为一体，体现了实践操作及装配的重要性。本节课把教学重点放在指导学生安装电动机模型的实际操作技能训练上，让学生经历组装电动机模型的全过程，体验物理知识在实际中的应用，从而认识科学技术对人类社会发展的重要价值。在具体的教学环节中，我增加了“设计组装方案”环节，由于直流电动机模型的零部件，在细节上与教材中的不完全一致，所以不可能照搬教材上的组装方案，各小组在安装之前，需要先观察各个部件，思考并设计组装方案，有助于他们从整体到局部全方位了解直流电动机的构造。教材中改变电动机转速的实验电路，没有电流表，调节滑动变阻器引起的电流变化不能直观显示。我给学生提供了电流表，这样一来，调节滑动变阻器后，同时观察电流表示数变化和线圈转速的变化，电流大小和电动机转速的关系一目了然。四、教学过程导入：上一节我们学习了直流电动机的原理, 今天我拿来了一个直流电动机模型是我亲手安装的!同学们想不想也像我一样亲自动手安装一个直流电动机模型啊?设计意图：展示直流电动机模型,设置情境导入,激发学习兴趣复习回顾出示问题：1.直流电动机工作原理？2.换向器的作用？3.直流电动机的能量转化？学生举手回答。新课教学：一、预习检测：出示直流电动机模型图要求学生说出各部件名称。学生举手回答。设计意图:检测预习效果的同时，熟悉直流电动机的构造。二、组装直流电动机模型（一）设计组装方案1.指导学生观察直流电动机模型的主要部件，检查电池、开关、滑动变阻器、电流表、导线等元件是否完好，数量是否满足需要。2各个实验小组讨论正确的安装步骤，并记录在小卡上。3用投影仪展示小组代表设计的组装方案，其他小组补充完善，最终达成共识。设计意图：通过设计组装方案，使学生对电动机模型的构造认识更加深刻。预设：学生的组装方案可能并不完善，点评时要注意肯定其优点，指出不足，避免挫伤学生学习积极性。4教师展示最终的组装方案。（1）把两个弧形铁片的底部固定在底座上；（2）将一侧支架固定在底座上，然后将线圈转轴安装在支架上，再安装固定另一侧支架；（3）把电刷固定在底座上，使电刷与换向器接触；（4）在弧形铁片上端安装磁体。注意事项：1.安装时，电刷与换向器之间的松紧要适中。 2.组装完毕用手轻轻转动转轴，看转动是否灵活，再接通电路。3.若通电后转子不转动，可用手拨动转子。如果仍不转动，应立即断开开关，检查转子是否卡住，接线是否松动或短路。（二）组装操作1.各实验小组按照自己设计的方案组装直流电动机模型, 教师巡视辅导。2.对于组装过程中出现的问题进行交流，教师进行点拨。预设：学生组装过程中遇到问题时，先给予提示，引导他们自己思考解决办法。鼓励学生分享自己遇到的问题，使他们自己和其他同学都能够正确看待学习过程中的挫折。（三）实验与观察1.把直流电动机、滑动变阻器、电流表、开关、电源连接成一个串联电路；2.闭合开关，观察线圈是否能转动？如果转动记下转子的转向;3.如果线圈不转，原因可能会是什么？你是如何排除故障的？预设：通电后线圈不转的现象比较普遍，原因可能有很多种，要引导学生检查电路和直流电动机，逐一排查，最终确定故障原因。总结：闭合开关，线圈不转的原因可能是： 电刷与换向器接触不良 电刷与换向器接触过紧、阻力大 线圈恰好处在平衡位置 电流太小 磁铁的磁性太弱（四）改变电动机转动方向和转动速度1. 改变电流方向，观察转子的转向有何变化.2. 改变磁场方向再观察转子转动方向有何变化.3. 改变电流方向并同时改变磁场方向，观察转子转向是否改变.4. 移动滑片改变通过线圈的电流大小，观察转子转速有什么变化.把观察到的实验现象填入下列表格中：实验次数 实验条件 现象 1 保持磁场方向不变，改变 方向 线圈转动方向 2保持电流方向不变，改变 方向 线圈转动方向 3同时改变 和 方向 线圈转动方向 4滑动变阻器电阻增大 电流表示数 线圈转动速度 5滑动变阻器电阻减小电流表示数 线圈转动速度 5.用投影仪展示小组代表的实验记录表，师生共同点评。6.结论：改变电动机转动方向的方法：改变电流方向 改变磁场方向改变电动机转动速度的方法：改变通过电动机线圈的电流大小三、小结本节课收获五、评价与反思本节内容与生活联系非常紧密，所以在设计中将物理知识融于实验是本节的一大特色。从与生产、生活密切相关的现象入手，采用了逆向思维的方式引起学生的认知冲突，一步步达成目标，然后再探讨电动机的原理，体现了“从生活走向物理”，这样使学生更易于接受。安排学生探究模拟电动机的实验对于学生了解电动机的基本构造有很大的帮助，使学生更好地理解电动机的原理和换向器的作用；最后由学生讨论生活中有哪些地方用到电动机，真正体现“从物理走向生活”的新理念