《直流電動(dòng)機(jī)》設(shè)計(jì) 市賽一等獎(jiǎng)

《直流電動(dòng)機(jī)》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道簡單直流電動(dòng)機(jī)的原理和主要構(gòu)造。（2）知道換向器在直流電動(dòng)機(jī)中的作用。（3）學(xué)會(huì)組裝簡單直流電動(dòng)機(jī).2、過程與方法（1）通過觀察、分析和討論，制作簡單直流電動(dòng)機(jī)，知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理，并感悟電動(dòng)機(jī)的制成有一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的過程。（2）通過組裝簡單直流電動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作的能力，感受電動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)熱的過程。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(1)通過對(duì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、原理的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)之間的辨證關(guān)系。(2)從電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，感悟物理知識(shí)源于生活，進(jìn)而促進(jìn)現(xiàn)代科技的發(fā)展，從而在學(xué)習(xí)中重視理論與實(shí)踐的聯(lián)系。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：直流電動(dòng)機(jī)的工作原理教學(xué)難點(diǎn)：換向器的作用三、教學(xué)儀器1、演示實(shí)驗(yàn)：演示用直流電動(dòng)機(jī)原理模型，自制單線圈直流電動(dòng)機(jī)2個(gè)（不帶換向器，帶換向器）、導(dǎo)線若干。2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：蹄形磁鐵、連有轉(zhuǎn)軸的換向器、電刷、電動(dòng)機(jī)底座、漆包線、小泡沫塑料塊、學(xué)生電源、導(dǎo)線若干。四、教學(xué)過程1、情景引入：視頻、圖片展示，說明電動(dòng)機(jī)已廣泛應(yīng)用于我們的生產(chǎn)、生活當(dāng)中。引入電動(dòng)機(jī)。提問：通過前面的學(xué)習(xí)我們知道，給磁場中的導(dǎo)體通電，導(dǎo)體會(huì)受到什么力的作用？（學(xué)生回答：安培力的作用）。提問：這個(gè)力的方向與哪兩個(gè)因素有關(guān)？如何判斷？（改變電流方向，或改變磁場方向，導(dǎo)體受力方向就隨著改變，用左手定則判斷）提問：展示電動(dòng)機(jī)模型，根據(jù)上面的結(jié)論，通電線圈在磁場中是怎樣受力的？（學(xué)生回答：ab邊受力向上，cd邊受力向下）bc、ad邊？（不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效果）提問：在這兩個(gè)力的作用下，線圈怎樣運(yùn)動(dòng)？（學(xué)生回答：線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)）2、新課教學(xué)一、直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)就是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象制成的，當(dāng)然，我們先討論最簡單的一種電動(dòng)機(jī)—直流電動(dòng)機(jī)。演示：自制直流電動(dòng)機(jī)（不帶換向器）觀察到什么現(xiàn)象？（來回?cái)[動(dòng)）為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？提問：如何才能使線圈連續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)？學(xué)生討論：1、過b位置時(shí)電流方向改變2、過b位置時(shí)磁場方向改變應(yīng)該在b位置時(shí)改變電流方向，或者改變磁感線方向。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析：改變磁感線方向就是要及時(shí)交換磁極，顯然這不容易做到；實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)是靠及時(shí)改變電流方向來改變受力方向的。提問：如果通過改變電流方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，還會(huì)出現(xiàn)什么問題？學(xué)生：導(dǎo)線會(huì)纏繞在一起。如何解決這二個(gè)問題呢？（學(xué)生思考）二、換向器展示模型：換向器（包括電刷），分析線圈在不同位置的電流方向和線圈的受力方向，通過電動(dòng)機(jī)模型及動(dòng)畫演示講述換向器工作原理。換向器的作用：使線圈每經(jīng)過平衡位置時(shí)，電流的方向就改變一次。并能避免導(dǎo)線纏繞在一起．動(dòng)畫演示演示實(shí)驗(yàn)：自制直流電動(dòng)機(jī)（帶換向器）三、直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造磁極（定子）、線圈（轉(zhuǎn)子）、換向器（包括電刷）。四、組裝直流電動(dòng)機(jī)注意事項(xiàng)：1、線圈插入轉(zhuǎn)動(dòng)軸后，把線圈的導(dǎo)線二端與換向器的二導(dǎo)線分別連接（需把漆包線二端的漆用紗皮磨過）。2、為使線圈平衡，轉(zhuǎn)動(dòng)軸應(yīng)盡量插在線圈中心。3、線圈平面應(yīng)和換向器缺口的連線方向垂直。4、不要用力拉換向器上的細(xì)導(dǎo)線。試一試：1、改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向。2、當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：提問：1、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與哪些因素有關(guān)？（電流大?。?、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與哪些因素有關(guān)？（電流方向、磁場方向）3、線圈平面與磁場方向垂直時(shí)，能啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)嗎？該如何解決？（多個(gè)線圈）4、仔細(xì)觀察泡沫塑料，可以發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明了什么問題？導(dǎo)線發(fā)熱，融化了泡沫塑料。說明電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程中有能量損耗，這涉及到電動(dòng)機(jī)的效率問題，我們將在下節(jié)課中進(jìn)行專題研究。五、鞏固練習(xí)1．如圖所示，在磁極兩極間有一個(gè)線框，在（a）、（b）、（c）三種情況下，線框兩條邊的受力情況如何？轉(zhuǎn)動(dòng)情況如何？2、如圖是一種轉(zhuǎn)子和定子都有線圈的電動(dòng)機(jī)原理圖（換向器沒畫出），在圖示狀態(tài)，線框轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中箭頭方向