第十七章 第三節(jié)　科學(xué)探究：電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動 導(dǎo)學(xué)案 2023-2024學(xué)年學(xué)年滬科版物理九年級

第十七章第三節(jié)科學(xué)探究：電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動導(dǎo)學(xué)案20232024學(xué)年學(xué)年滬科版物理九年級一、教學(xué)內(nèi)容1.電動機(jī)的原理：通過磁場對通電導(dǎo)線的力的作用，使導(dǎo)線產(chǎn)生運(yùn)動。2.電動機(jī)的構(gòu)造：電動機(jī)由線圈、磁鐵、支架等部分組成。3.電動機(jī)的分類：直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。4.電動機(jī)的應(yīng)用：在生活中和工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。二、教學(xué)目標(biāo)1.了解電動機(jī)的原理、構(gòu)造和分類，能夠解釋電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動。2.能夠通過實(shí)驗(yàn)觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)動情況，提高觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?.通過對電動機(jī)的了解，能夠激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)重點(diǎn)：電動機(jī)的原理、構(gòu)造和分類。難點(diǎn)：電動機(jī)的工作原理和制作過程。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備教具：電動機(jī)模型、實(shí)驗(yàn)器材。學(xué)具：筆記本、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入：通過一個(gè)簡單的電動機(jī)模型，引起學(xué)生對電動機(jī)的興趣，提出問題：“電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動？”2.講解：介紹電動機(jī)的原理、構(gòu)造和分類，解釋電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動。3.實(shí)驗(yàn)：安排學(xué)生進(jìn)行電動機(jī)實(shí)驗(yàn)，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)動情況，讓學(xué)生親手操作，加深對電動機(jī)的理解。4.練習(xí)：給出一些有關(guān)電動機(jī)的問題，讓學(xué)生進(jìn)行隨堂練習(xí)，檢驗(yàn)學(xué)生對電動機(jī)的掌握程度。六、板書設(shè)計(jì)電動機(jī)：原理：磁場對通電導(dǎo)線的力的作用。構(gòu)造：線圈、磁鐵、支架等。分類：直流電動機(jī)、交流電動機(jī)。應(yīng)用：生活中、工業(yè)中。七、作業(yè)設(shè)計(jì)1.請簡述電動機(jī)的原理、構(gòu)造和分類。2.請說明電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動。3.請列舉出生活中和工業(yè)中的一些電動機(jī)應(yīng)用。答案：1.電動機(jī)的原理是磁場對通電導(dǎo)線的力的作用，構(gòu)造包括線圈、磁鐵、支架等，分類有直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。2.電動機(jī)會轉(zhuǎn)動是因?yàn)橥姷木€圈在磁場中受到力的作用，從而產(chǎn)生運(yùn)動。3.生活中的電動機(jī)應(yīng)用有電風(fēng)扇、洗衣機(jī)等，工業(yè)中的電動機(jī)應(yīng)用有電動機(jī)車、電梯等。八、課后反思及拓展延伸本節(jié)課通過電動機(jī)模型和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解了電動機(jī)的原理、構(gòu)造和分類，讓學(xué)生親手操作，加深了對電動機(jī)的理解。但在實(shí)驗(yàn)過程中，要注意安全問題，防止學(xué)生受傷。拓展延伸：可以讓學(xué)生進(jìn)一步了解電動機(jī)的工作原理和制作過程，或者讓學(xué)生思考如何改進(jìn)電動機(jī)，提高其效率和性能。重點(diǎn)和難點(diǎn)解析電動機(jī)的原理：電動機(jī)的原理是基于洛倫茲力（Lorentzforce）的，即當(dāng)通電導(dǎo)線置于磁場中時(shí)，導(dǎo)線會受到力的作用。這個(gè)力的方向由右手定則確定，其大小與電流的大小、磁場的強(qiáng)度以及導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān)。1.建立磁場：電動機(jī)中的磁場可以通過永磁體或者電流產(chǎn)生的磁場來建立。對于直流電動機(jī)，通常使用永磁體；而對于交流電動機(jī)，則通過電流在線圈中產(chǎn)生變化的磁場。2.通電：在電動機(jī)中，通常有一根或幾根導(dǎo)線，它們被通以電流。這些導(dǎo)線可以是線圈的一部分，也可以是其他形狀。3.受力：當(dāng)導(dǎo)線通電后，它們會在磁場中受到力的作用。這個(gè)力的方向垂直于導(dǎo)線、電流和磁場的平面。4.運(yùn)動：受到力的作用，導(dǎo)線（或線圈）會開始旋轉(zhuǎn)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以通過軸和軸承傳遞出去，從而驅(qū)動機(jī)械工作。5.平衡：在理想情況下，電動機(jī)中的力會使得導(dǎo)線保持平衡狀態(tài)，即導(dǎo)線的旋轉(zhuǎn)速度和方向與電流和磁場的變化相匹配。電動機(jī)的原理看似簡單，但實(shí)際上涉及到許多復(fù)雜的物理現(xiàn)象，如電磁感應(yīng)、電流的穩(wěn)定性、磁場的分布等。為了幫助學(xué)生更好地理解這一原理，教師可以借助實(shí)驗(yàn)、動畫或模型來進(jìn)行直觀的展示。在實(shí)驗(yàn)方面，可以使用簡單的直流電動機(jī)模型，讓學(xué)生親自操作，觀察電流通過導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。通過這種方式，學(xué)生可以直觀地感受到磁場對導(dǎo)線的作用力，并理解電動機(jī)轉(zhuǎn)動的基本原理。還可以通過動畫或模型來展示電動機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和工作過程。例如，可以使用一個(gè)透明的電動機(jī)模型，讓學(xué)生可以看到內(nèi)部的線圈、磁鐵和軸承等部件，以及它們是如何相互作用的。除了實(shí)驗(yàn)和模型，還可以通過數(shù)學(xué)公式和理論來進(jìn)一步解釋電動機(jī)的原理。例如，可以使用洛倫茲力的公式F=BILsinθ來定量地描述力的大小，其中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，I是電流，L是導(dǎo)線長度，θ是導(dǎo)線與磁場方向的夾角。通過這些方法，學(xué)生可以更深入地理解電動機(jī)的原理，并能夠解釋為什么電動機(jī)會轉(zhuǎn)動。這種理解不僅有助于學(xué)生掌握物理知識，還能夠激發(fā)他們對科學(xué)和技術(shù)的興趣。電動機(jī)的原理是電動機(jī)工作的核心，理解了這個(gè)原理，就能夠在實(shí)際應(yīng)用中更好地使用和維護(hù)電動機(jī)。在教學(xué)過程中，應(yīng)該通過多種方式來幫助學(xué)生理解和掌握這個(gè)原理，包括實(shí)驗(yàn)、模型、動畫和數(shù)學(xué)公式等。只有這樣，學(xué)生才能夠真正理解電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于實(shí)際生活和工作中。繼續(xù)電動機(jī)的應(yīng)用：1.家用電器：洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、抽油煙機(jī)、電吹風(fēng)等家用電器都使用電動機(jī)來提供動力。例如，洗衣機(jī)中的電動機(jī)驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)洗衣功能。2.交通工具：電動汽車、電動摩托車、電動自行車等交通工具都使用電動機(jī)作為動力來源。這些電動機(jī)通常具有高效率和較長的續(xù)航能力。4.自動化控制系統(tǒng)：在自動化生產(chǎn)線和中，電動機(jī)被用來實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動控制。例如，伺服電動機(jī)可以精確控制的關(guān)節(jié)運(yùn)動。5.可再生能源：太陽能光伏板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)等可再生能源設(shè)備中，也使用電動機(jī)將光能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。6.醫(yī)療設(shè)備：醫(yī)療設(shè)備中也有電動機(jī)的應(yīng)用，如電動手術(shù)刀、超聲波設(shè)備、呼吸機(jī)等。7.娛樂設(shè)施：游樂場的過山車、碰碰車等娛樂設(shè)施，以及電動玩具，都使用了電動機(jī)來提供動力。電動機(jī)的這些應(yīng)用展示了其在不領(lǐng)域的廣泛影響力。在教學(xué)過程中，可以通過舉例說明電動機(jī)在不同場景下的具體應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識到電動機(jī)在日常生活中的重要作用。例如，當(dāng)講述家用電器中的電動機(jī)時(shí)，可以拿出一個(gè)電動牙刷作為實(shí)例，解釋其內(nèi)部電動機(jī)的作用，讓學(xué)生親手體驗(yàn)電動牙刷的轉(zhuǎn)動，感受電動機(jī)的力量。在講述工業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用時(shí)，可以通過圖片或視頻展示工廠中電動機(jī)驅(qū)動的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)情景，讓學(xué)生了解電動機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。對于交通工具中的應(yīng)用，可以結(jié)合當(dāng)前的電動汽車發(fā)展趨勢，講解電動汽車的電動機(jī)是如何工作的，以及電動機(jī)在電動汽車中的重要性。在講解自動化控制系統(tǒng)的電動機(jī)應(yīng)用時(shí)，可以通過簡單的模型或者自動化設(shè)備視頻，讓學(xué)生了解電動機(jī)在精確控制方面的能力。在可再生能源部分的講解中，可以讓學(xué)生觀看光伏板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)作視頻，解釋其中的電動機(jī)是如何將光能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的。在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用，可以通過一些常見的醫(yī)療器械實(shí)例，如血壓計(jì)中的電動機(jī)，來展示電動機(jī)在醫(yī)療領(lǐng)域的作用。在娛樂設(shè)施中的應(yīng)用，可以通過展示電動玩具或游樂設(shè)施的圖片和視頻，讓學(xué)生了解電動機(jī)在這些設(shè)施中的作用。通過這些具體的實(shí)例和詳細(xì)的解釋，學(xué)生可以更好地理解電動機(jī)的應(yīng)用，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)的電動機(jī)原理與現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際設(shè)備聯(lián)系起來。這種學(xué)習(xí)方式不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠幫助他們在將來的學(xué)習(xí)和工作中更好地應(yīng)用所學(xué)知識。電動機(jī)的應(yīng)用是電