【教学过程】
1.导入
学生将装了风叶的小电动机接通电流,观察现象。
教师提问:观察到什么现象?
学生思考:小电动机接通电流后,会带着扇叶转动。
教师提问:那么小电动机里有什么?为什么通电后,它就会转动呢?
设计意图:小风扇是电动机在生活中最常见的应用,以小风扇作为导入,既可以放大小电动机转动的现象,又激发学生的兴趣,引出本节课要探究的问题。
2.探索一:探究小电动机的构造
(1)看:观察小电动机外观,猜测里面由哪些部分构成。
从外观上看,电动机有一个转轴,后盖上有两个金属片,当将电线接在电动机的金属片上,接通电流,电动机的转轴就会转动。
(2)拆:拆开锁片已经撬开的电动机。
拆开电动机,将各部分放在桌面上,拆的同时要记住各部分是如何连接的,方便过后组装复原。
教师引导学生观察到后盖的电刷是与转子的换向器接触的,外壳的磁铁和转子之间有较小的间隙,让转子转动,但没有其他部位可以带动转子转动
(3)想:观察,推测各部分的作用是什么?
对应课本P72的图示,认识名称,仔细观察各部分的细节,推测各自起的作用。
(4)做:实验检验转子是电磁铁吗?
转子是电动机接通电流后,会转动的部分,学生可以观察到是有线圈缠绕在铁芯上的,从结构上会猜测转子可能是电磁铁,教师引导学生,从电磁铁的特性(通电有磁性,断电无磁性)来实验验证转子是否为电磁铁。由于转子换向器上的弧形铜片较小,学生给转子上的线圈通电,操作起来较为困难,所以由教师现场投影演示实验或播放实验视频来验证。
(5)再思考:尝试解释各部分如何协同工作?
教师提问,学生回答。了解学生探究后,对电动机各部分协同工作新的认识。一般水平的学生会联想到电磁铁和外壳上的磁铁相互作用,才使转子转动起来。(教师不用急于给出定论,讲明白工作原理,而是在第二个探究活动,通过让学生动手尝试还原电动机工作过程(让转子转动起来),来帮助学生深化理解。)
设计意图:了解电动机的构造是理解电动机工作原理的基础,学生通过动手拆装,对照示意图进行观察,来初步认识电动机各部分的作用和相互协作。通过“看—拆—想—做”,学生对电动机的结构有了更深入的了解。验证转子是电磁铁,学生经历了观察—猜测—验证的探究过程,运用前面所学知识,提出方法来验证自己的猜测,可以提高学生运用知识的能力和学习积极性。
3.探索二:研究小电动机各部分是如何相互作用
(让转子转起来——让转子转得更快——让转子转动方向改变)
(1)教师展示转子模型(其中已有电刷与转子换向器相连),将模型接通电源,发现转子并不会转动。学生猜测:可能是断路,没有电流通过,教师在电路中串联灯泡,说明此时电路正常,有电流通过,但转子依旧没有转动。
教师提问:此时这个模型与电动机相比,还少了哪些部分。学生对比思考发现少了外壳上的磁铁。
(2)学生分组实验:用磁铁靠近通电的转子,你能使转子转动起来吗?你能使转子转得更快吗?你能改变转子转动方向吗?
(3)师生对话,集体共识:转子接通电流,产生磁性,与外壳的磁铁先相互作用,从而转动起来。
(4)学生汇报让转子转动更快的方法,教师引导:想让转子转动更快就是要让转子(电磁铁)和磁铁之间的磁力更大。①磁铁距离转子更近;②用两块磁铁靠近;③通过转子的电流更大(用两节电池);
(5)学生汇报让转子转动更快的方法,教师引导:想让转子转动方向变化就是要让转子(电磁铁)和磁铁之间的磁力方向发生变化。①磁铁磁极方向;②改变电流方向;
(6)实验验证推测,检验学生提出的方法。
设计意图:让学生在动手让转子转动起来的过程中,体会外壳磁铁、转子和后盖电刷的作用和各部分之间的相互作用。学生在理解电动机各部分如何相互作用的基础上,思考让转子转得更快和改变转动方向的方法,可以帮助学生深化概念,理解应用。
4.
研讨:生活中的电动机
(1)分析电动机中能量转化:电能——磁能——动能
(2)生活中的应用:学生说一说生活中应用电动机的例子:风扇、玩具小车、电动牙刷、电动车等等;教师图示举例电动车窗电机、手机中的微型电动机,等等。