初中科学浙教版（2024）八年级下册第4节 电动机教学设计

这是一份初中科学浙教版（2024）八年级下册第4节 电动机教学设计，共6页。

课题
电动机
单元
第一单元
学科
科学
年级
八年级下
学习
目标
1.知识与技能
（1）通过演示实验，知道磁场对电流有力的作用，并知道通电导线在磁场中受到力的方向与哪些因素有关；
（2）知道通电线圈在磁场中的转动情况；
（3）了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用。
2.过程与方法
（1）通过学习电动机的结构和工作原理，培养学生的思维能力。
（2）通过小组讨论，培养学生的合作意识和沟通交流能力。
3.情感态度与价值观
（1）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神；
（2）激发学生科学探究的热情，培养学生的科学素养；
（3）激发学生对科学的兴趣和探索欲望。
重点
磁场对电流的作用，直流电动机的构造和工作原理，换向器的作用。
难点
磁场对电流作用的现象和规律，直流电动机的构造和工作原理，换向器的作用。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
图片展示生活中常见的带有电动机设备的电器
学生观察图片，将理论与实际联系起来。
问题引入、激发学习兴趣
讲授新课
提问：奥斯特实验的现象是什么？
奥斯特实验的结论是什么？
提问：
磁体和通电导线周围都存在磁场，我们知道磁体可以通过磁场相互作用，
1、那通电导体在磁场中会不会也受到磁场力的作用呢？
2、磁体会不会让通电导体运动起来呢？
演示实验并提问：
1.如图1-42装置中，把导线AB放在磁场中，当合上开关使导线AB通电时，看到的现象是？
2.导体AB为什么会运动？
提问：
力是有方向的，那么通电导体在磁场中受到的力的方向可能跟哪些因素有关呢？
演示实验并提问：
闭合开关后观察到导体AB的运动方向是？
只改变电流的方向观察到什么现象？说明什么？
只改变磁场的方向观察到什么现象？说明什么？
同时改变磁场和电流的方向观察到什么现象？说明什么？
演示实验并提问：
1、如图甲所示，将矩形线圈放入磁场处于图示的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈能否转动？
2、让矩形线圈处于图乙示位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈的转动情况？
讲述：
图甲位置中，线圈ab边和cd边受到的力的大小相等，方向相反，并与线圈在同一个平面内，线圈受力平衡。我们把这个位置称为线圈的平衡位置（线圈平面和磁感线垂直）。
图乙位置中，线圈ab边和cd边受到的力大小相等，方向相反，且这两个力都与线圈平面垂直，线圈顺时针转动。
演示实验并提问：
1、线圈在磁场中能持续转动吗，为什么？
为什么线圈不能持续转动？
怎样才能让线圈持续转动？
讲述：
1、【拓展】左手定则
伸平左手使拇指与四指垂直，手心向着磁场的N极，四指的方向与导体中电流的方向一致，拇指所指的方向即为导体在磁场中受力的方向。
电动机是通过换向器让线圈能够持续转动的。
提问：
换向器的结构是怎样的？
讲述：
换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器自动改变线圈中的电流方向，改变线圈两边的受力方向，使线圈连续转动，具体如下：
线圈转到平衡位置，换向器断开电路，线圈利用惯性继续转动，越过平衡位置。
线圈越过平衡位置，换向器接通电路，线圈中的电流方向变为d→c→b→a。线圈受力的方向随之变化，线圈受力继续转动。
提问：
电动机由哪两部分组成？
补充讲解：
转子是指转动的部分（不一定是线圈），定子是指固定不动的部分（不一定是磁体）。
提问:
1、电动机的工作原理是什么？
2、其工作过程中能量如何转化？
讲述：
直流电动机的工作过程：结合图片如下：
1、线圈中的电流方向为abcd，线圈在磁场力的作用下开始转动。
2、在平衡位置，换向器断开电路，线圈利用惯性越过平衡位置。
3、转过平衡位置，换向器接通电路，电流方向变为dcba。线圈受力方向变化，继续转动。
4、在换向器的作用下，线圈受到的磁场力始终驱动线圈转动。
回忆学过的内容分，回答：
现象：
通电后观察到小磁针发生偏转；
断电后小磁针恢复原位；
通电导线周围存在磁场，对磁体有力的作用。
结论：（1）通电导线周围存在磁场，对磁体有力的作用。
（2）磁场的方向和电流方向有关。
认真思考回答：
1、通电导体在磁场中应该会受到磁场力的作用；
2、所以磁体可以让通电导体运动起来。
学生观察实验现象后回答：
1.导线AB由静止开始运动
2.导体AB在磁场中受到了力的作用。
认真思考后回答：
可能跟电流方向和磁场方向有关。
学生观察实验现象后回答：
导体AB的运动方向是向右。
观察到导体向左运动，和原来的运动方向相反；
说明通电导体在磁场中的受力方向和电流方向有关。
观察到导体向左运动，和原来的运动方向相反；
说明通电导体在磁场中的受力方向和磁场方向有关。
观察导体的运动方向不会发生改变；
说明当电流方向和磁场方向同时改变时，导线的受力方向不变。
学生观察实验现象后回答：
1、矩形线圈不转动；
2、矩形线圈顺时针方向转动。
学生观察实验现象后回答：
1、不能。线圈靠惯性越过平衡位置后，线圈中磁场力作用的结果使线圈沿反方向转动。
2、如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去。
如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈就能转的更平稳了
回答：
换向器由两个半环E、F和两个电刷A、B组成。两个半环E、F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘。
电刷A、B分别与半环E、F接触，使电源和线圈组成闭合电路。
回答：
由转子和定子两部分组成。
回答：
1、通电线圈在磁场中受力转动
2、工作过程中将电能转化为机械能。
通过提问引导学生复习已学知识，并引入新的知识，激发学生学习兴趣。
使学生通过主动思考，培养自主学习的意识和能力。
针对本节重点知识详细讲解，为学生解惑答疑。
课堂练习
带领学生完成课堂练习
完成课堂练习
学会运用新学的知识
课堂小结
引导学生自主总结课堂知识，完善和形成概念图
回顾课堂知识并总结
巩固新学的知识，完善知识体系
课后作业
布置作业：1.4课后练习
随后完成课后作业
及时巩固复习新学知识
板书
回顾奥斯特实验
电动机原理：通电线圈在磁场中受力转动
能量转化:把电能→动能