16.4 安裝直流電動機模型一、教材分析在探究磁場對通電導體的作用及電動機的工作原理之后，教材安排了裝配電動機模型的學生分組實驗，旨在培養學生的動手能力。通過學生自主裝配電動機模型，不僅能夠讓學生進一步認識電動機的基本結構，理解電動機的工作原理，而且能增強學生動手動腦學物理的意識，真正體現“從生活走向物理，從物理走向社會”的基本理念。2、教學目標（1）知識與技能： 通過裝配電動機模型的實踐活動，進一步理解磁場對通電線圈的作用。（2）過程與方法：在獨立的操作中，進一步了解電動機的基本構造和工作原理，認識換向器的作用。（3）情感態度價值觀：通過實際操作，培養動手能力，增強動手動腦學物理的意識。3、重難點教學重點：通過組裝電動機模型，進一步了解電動機的基本構造和工作原理，進一步理解磁場對通電線圈的作用。教學難點：在實驗過程中，對于出現的問題進行研究并且嘗試解決。二、學情分析從學生的認知水平和能力狀況來看，初三學生處于形象思維向抽象思維過渡的階段，盡管學習了磁場對通電導體的作用和電動機的原理，但是理解得并不深刻。因此，通過親自動手安裝直流電動機模型，觀察線圈在磁場中的轉動情況，改變線圈的轉動方向和轉動速度，加深對電動機原理的認識。安裝直流電動機模型比以前做過的任何一個學生實驗都要復雜，對于每個實驗小組都是一個不小的挑戰，這就要求實驗小組成員之間要做到分工明確密切配合，才能順利地完成實驗，所以在實驗過程中還可以提高學生的團隊協作能力。實驗過程中，學生可能會遇到各種各樣的問題或困難例如通電后線圈不轉或者電流表沒有示數；甚至可能會犯錯誤忘記把滑動變阻器的滑片放到最大阻值處等等。遇到這些問題以后，學生會思考產生問題的原因并且嘗試解決，可以提高他們分析問題解決問題的能力。三、教學策略教材在處理安裝直流電動機模型的教學內容時，把選材組裝、運行和觀察融為一體，體現了實踐操作及裝配的重要性。本節課把教學重點放在指導學生安裝電動機模型的實際操作技能訓練上，讓學生經歷組裝電動機模型的全過程，體驗物理知識在實際中的應用，從而認識科學技術對人類社會發展的重要價值。在具體的教學環節中，我增加了“設計組裝方案”環節，由于直流電動機模型的零部件，在細節上與教材中的不完全一致，所以不可能照搬教材上的組裝方案，各小組在安裝之前，需要先觀察各個部件，思考并設計組裝方案，有助于他們從整體到局部全方位了解直流電動機的構造。教材中改變電動機轉速的實驗電路，沒有電流表，調節滑動變阻器引起的電流變化不能直觀顯示。我給學生提供了電流表，這樣一來，調節滑動變阻器后，同時觀察電流表示數變化和線圈轉速的變化，電流大小和電動機轉速的關系一目了然。四、教學過程導入：上一節我們學習了直流電動機的原理, 今天我拿來了一個直流電動機模型是我親手安裝的!同學們想不想也像我一樣親自動手安裝一個直流電動機模型啊?設計意圖：展示直流電動機模型,設置情境導入,激發學習興趣復習回顧出示問題：1.直流電動機工作原理？2.換向器的作用？3.直流電動機的能量轉化？學生舉手回答。新課教學：一、預習檢測：出示直流電動機模型圖要求學生說出各部件名稱。學生舉手回答。設計意圖:檢測預習效果的同時，熟悉直流電動機的構造。二、組裝直流電動機模型（一）設計組裝方案1.指導學生觀察直流電動機模型的主要部件，檢查電池、開關、滑動變阻器、電流表、導線等元件是否完好，數量是否滿足需要。2各個實驗小組討論正確的安裝步驟，并記錄在小卡上。3用投影儀展示小組代表設計的組裝方案，其他小組補充完善，最終達成共識。設計意圖：通過設計組裝方案，使學生對電動機模型的構造認識更加深刻。預設：學生的組裝方案可能并不完善，點評時要注意肯定其優點，指出不足，避免挫傷學生學習積極性。4教師展示最終的組裝方案。（1）把兩個弧形鐵片的底部固定在底座上；（2）將一側支架固定在底座上，然后將線圈轉軸安裝在支架上，再安裝固定另一側支架；（3）把電刷固定在底座上，使電刷與換向器接觸；（4）在弧形鐵片上端安裝磁體。注意事項：1.安裝時，電刷與換向器之間的松緊要適中。 2.組裝完畢用手輕輕轉動轉軸，看轉動是否靈活，再接通電路。3.若通電后轉子不轉動，可用手撥動轉子。如果仍不轉動，應立即斷開開關，檢查轉子是否卡住，接線是否松動或短路。（二）組裝操作1.各實驗小組按照自己設計的方案組裝直流電動機模型, 教師巡視輔導。2.對于組裝過程中出現的問題進行交流，教師進行點撥。預設：學生組裝過程中遇到問題時，先給予提示，引導他們自己思考解決辦法。鼓勵學生分享自己遇到的問題，使他們自己和其他同學都能夠正確看待學習過程中的挫折。（三）實驗與觀察1.把直流電動機、滑動變阻器、電流表、開關、電源連接成一個串聯電路；2.閉合開關，觀察線圈是否能轉動？如果轉動記下轉子的轉向;3.如果線圈不轉，原因可能會是什么？你是如何排除故障的？預設：通電后線圈不轉的現象比較普遍，原因可能有很多種，要引導學生檢查電路和直流電動機，逐一排查，最終確定故障原因。總結：閉合開關，線圈不轉的原因可能是： 電刷與換向器接觸不良 電刷與換向器接觸過緊、阻力大 線圈恰好處在平衡位置 電流太小 磁鐵的磁性太弱（四）改變電動機轉動方向和轉動速度1. 改變電流方向，觀察轉子的轉向有何變化.2. 改變磁場方向再觀察轉子轉動方向有何變化.3. 改變電流方向并同時改變磁場方向，觀察轉子轉向是否改變.4. 移動滑片改變通過線圈的電流大小，觀察轉子轉速有什么變化.把觀察到的實驗現象填入下列表格中：實驗次數 實驗條件 現象 1 保持磁場方向不變，改變 方向 線圈轉動方向 2保持電流方向不變，改變 方向 線圈轉動方向 3同時改變 和 方向 線圈轉動方向 4滑動變阻器電阻增大 電流表示數 線圈轉動速度 5滑動變阻器電阻減小電流表示數 線圈轉動速度 5.用投影儀展示小組代表的實驗記錄表，師生共同點評。6.結論：改變電動機轉動方向的方法：改變電流方向 改變磁場方向改變電動機轉動速度的方法：改變通過電動機線圈的電流大小三、小結本節課收獲五、評價與反思本節內容與生活聯系非常緊密，所以在設計中將物理知識融于實驗是本節的一大特色。從與生產、生活密切相關的現象入手，采用了逆向思維的方式引起學生的認知沖突，一步步達成目標，然后再探討電動機的原理，體現了“從生活走向物理”，這樣使學生更易于接受。安排學生探究模擬電動機的實驗對于學生了解電動機的基本構造有很大的幫助，使學生更好地理解電動機的原理和換向器的作用；最后由學生討論生活中有哪些地方用到電動機，真正體現“從物理走向生活”的新理念