14.6 直流电动机教学目标一、知识目标：1了解磁场对通电导线的作用。2了解直流电动机的结构和工作原理。3了解直流电动机换向器的作用。二、能力目标：1经历制作小小电动机的过程，提高动手能力，激发浓厚的学习兴趣。2经历探究过程，提高实验观察能力、分析归纳能力。三、情感目标：通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。教学重难点教学重点：通电导体在磁场中受力。教学难点：直流电动机的工作原理。教学准备教师准备：电源、开关、蹄形磁体、演示支架各一个，导线若干，演示线圈一个、直流电动机模型一个等。学生合作组器材：蹄形磁体一个、电源一个、开关一个、小小电动机支架一套、导线若干多媒体课件：直流电动机原理演示动画。设计思路首先利用多媒体展示和学生展示自制电动风扇,船等营造学习电动机的氛围。然后教师边演示实验边阶梯式提问，逐一深化探究问题：1.既然磁针在磁场中会受力转动，通电导体周围又有磁场，那么，是不是通电导体在磁场中受力了呢？教师演示；2.通电导体的受力方向是否会发生改变呢？教师演示；3.通电导体的受力方向跟那些因素有关呢？学生猜想，教师演示。4.要是将通电线圈放入磁场中一定会受力，又会怎样运动呢？学生猜想，教师演示；5.线圈虽可以转动但不能连续转动，你有办法让其连续转动吗？学生联想讨论，得到各种方案，教师参与确定最佳方案，转入学生分组“想想做做”。通过动手，学生直接感受刚才所学知识，当电动机转起来以后，学生会兴趣盎然，十分兴奋。教师以此为契机，引入电动机。结合小小电动机制作，了解结构，引入线圈转动原理的探究演示。为突破该难点，教学中采用一边演示转动现象，一边解释线圈边框受力情况，一边动画模拟，增加直观性。在学生了解了线圈平衡位置附近来回摆动的原因后，提出新的探究问题：小小电动机为什么就能够连续转动呢？分析解释后，再追问：能否在线圈转过平衡位置时，获得转动的动力呢？你有哪些方法呢？最后引出换向器。展示实物。教学过程一、创设情景，提出问题媒体展示：各种用到电动机的装置、电器。学生举例：如电动自行车、洗衣机、电扇等身边的电器，都用到了电动机。提出问题：以上装置通电即转，一定是物体受力了，为什么呢？我们知道，小磁针在磁场中会因受力而转动，通电导体周围又存在着磁场，会不会是通电的导体在磁场中受力了呢？二、演示一：磁场对通电导线的作用教师组装演示装置，并向学生说明：ab导线是同路的一部分，它能够在支架上自由移动，当有电流通过时，电流方向和磁感线方向是垂直的。1.闭合开关，观察ab导线是否移动。（现象：ab导线移动）2.对调电源的正负极后，再次闭合开关，观察ab导线运动方向是否变化。（现象：ab导线移动方向相反）3.保持ab导线中的电流方向不变，对调磁体的两极，闭合开关，观察ab导线运动方向是否变化。（现象：ab导线移动方向相反）师生共同总结：通电导线在磁场中会受到力的作用；磁场中通电导体的受力方向跟磁感线的方向和电流的方向有关。教师追问：要是将通电线圈放入磁场中一定会受力，又会怎样运动呢？三、演示二：通电线圈在磁场中扭动学生猜想：1.一定会受力，向外运动。2.一定会受力，线圈转动。3.一定会受力，但不动。演示验证：教师将线圈放入蹄形磁体的磁场中，通电，观察现象。（现象：扭动后静止）烘托气氛：同学们，我们看到线圈转动了，这和电动机转动接近了，可还不能连续转动，怎么办呢？我有一个巧妙的办法，有你们来试一试。四、分组实验：让线圈转起来指导学生绕制线圈：将漆包线在火柴盒上绕35圈，两个线头在线圈的两端各伸出约3cm，且在一条直线上。然后用小刀将左端漆包线漆皮全部刮掉，右端漆包线的漆皮刮掉半周。强调：右端漆包线的漆皮刮掉半周，这就是我的妙招！指导学生组装电动机：将梯形磁铁N极向上放到支架底座上，在支架上端适当的位置弯出弯钩，将线圈放上后转动一下不碰触磁体且尽可能靠近磁体为宜，再将电路连接好。闭合开关，展示成果：闭合开关后，若线圈不转动，可用手稍稍转动一下线圈即可解决。若还不转，就要耐心的检查电路是否断路。五、电动机1电动机的构造：观察组装的电动机，有两个不可或缺的部分：通电后转动的线圈和提供磁场的磁体。总结出电动机的主要构造：定子和转子（板书）。然后提出要探究的问题：通电线圈为什么会在磁场中转动呢？2.演示通电线圈在磁场中的受力及运动情形演示线圈在平衡位置时的情形：当线圈平面与磁感线垂直时，线圈边框ab、cd所处磁场方向一致，但电流方向相反，所以，受力方向也相反。又因为受力在一条直线上，受平衡力，故线圈不会转动。播放多媒体动画演示。演示线圈受力转动的情形：当线圈位于图甲时，线圈边框ab、cd受力方向不在一条直线上，且方向相反，故线圈受到非平衡力，运动状态改变，发生顺时针转动。播放多媒体动画演示。演示线圈为何在平衡位置附近来回摆动：当线圈转至平衡位置时，受力平衡，但由于惯性，必然转过平衡位置。此时，线圈受力又失去平衡，阻碍了原有的转动，会导致线圈逆时针反转。结果，线圈在平衡位置附近来回摆动，无法连续转动。播放多媒体动画演示。3.提问：我们的小小电动机为什么能够连续转动下去呢？指导学生分析：右端的漆包线仅刮掉半圈，由此推断，当线圈转到平衡位置时，电路断路，故失去了阻碍线圈转动的力，线圈由于惯性继续转动，直到再次转过平衡位置时，电路又形成通路，线圈再次获得转动的动力，加速转动。循环往复，线圈出现了连续转动。4.教师追问：能否在线圈转过平衡位置时，获得转动的动力呢？你有哪些方法呢？启发学生联想已学知识，讨论寻找可能的方法：1.在线圈刚转过平衡位置时，改变磁感线的方向；2.在线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向。其中，改电流的方向应该是方便的，那么，怎么改变呢？由此引出换向器。5.直流电动机的换向器：先展示换向器模型，介绍构造：两个铜半环，两个电刷。然后分析工作过程及作用：每当线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向。最后展示实际直流电动机的转子，观察由多组线圈对应多组换向片的换向器