《四、安装直流电动机模型》优质课教案设计

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了解除书本要求之外的简易电动机模型

教学重难点

重点：动手安装电动机模型

难点：能够应该用理论知识解决实践过程中遇到的困难

三、教学过程

1、巧用电动玩具，将物理课堂生活化，展现电动机主要部件。

学生们通过16.3《磁场对电流的作用 电动机》一节的学习，已经对电动机的结构和原理有了初步的了解，请学生们搜集身边含有电动机的物品带入课堂。以四驱车为例，展示其功能。加入电池，闭合开关，四驱车可以跑动起来，将电能转化为机械能。驱动四驱车运动的主要部件就是电动机，将电动机拆解下来，展示其内部结构，分析其主要部分是线圈转子和外壳中的磁体。

四驱车是学生在实际生活中熟悉的物品，四驱车中的电动机学生也并不陌生，但将其拆开是绝大部分学生不曾做过的，而且四驱车电动机内部结构简单明了，有助于学生观察电动机的主要部件。而教室中像电风扇这样的电动机学生虽然也熟悉，但是其内部结构较为集成，不易拆解，不易探究其组成部分，因此不适合作为分析电动机模型的素材。利用四驱车这类电动玩具引入新课，将物理课堂赋予生活的气息，生活化的课堂更容易激发学生的学习兴趣，毕竟兴趣是学习最好的驱动力。

2、阅读说明书，观看视频，自主拼装电动机模型。

笔者采用J2481型电动机模型作为课堂教学模型，请学生先自主阅读模型拼装说明书，认识电动机模型的各个部件以及其摆放的正确位置。阅读说明书和铭牌的能力也是物理课堂中应当培养学生的能力，因此在综合实践活动课中更要关注这类技能的培养，有利于学生将物理知识更好应用于实际生活中。

通过阅读说明书学生已经对模型的拼装大致了解，再利用播放拼装视频的方法，让学生再次在脑海中模拟拼装过程。最后再请2-3名同学为一组，通力合作完成模型主体结构的拼装。

在拼装过程中，主要发现学生在以下几个部件的安装中存在问题：

（1）线圈转子与弧形支架间安装不到位，有卡住情况，要求各个螺丝安装到位，各个部件位置摆放正确。

（2）电刷与铜半环之间接触过松和过紧。新模型的电刷与安装螺帽部分的铜片是一体的，但几乎成90°，如果是学生首次安装，电刷根本碰不到铜半环，因此提醒学生安装好电刷后，应调整电刷位置，使接触良好，保证电路通畅。

（3）电刷固定处有内外螺丝，靠内的螺丝起到稳定电刷位置，而外侧的螺丝主要是与外部电路相连，起到接线柱的作用。因此外侧的螺丝的大小和接法与其他螺丝接法不同，需反向安装，多出的螺纹部分，用于安装红、黑两个塑料螺帽。

3、连接电路，探究影响电动机转动方向和快慢的因素。

提供给学生电源、开关、导线、电动机模型、滑动变阻器，请学生小组讨论电路连接的注意点。讨论结束后与其他同学再次交流，主要为断开开关、滑动变阻器移至最大阻值处。请学生连接电路，检查电路后，闭合开关，轻轻拨动线圈使其转动。

通过上节课的学习，学生已经知道影响电动机转动方向的因素是电流方向和磁场方向，影响电动机转动快慢的因素是电流的大小和磁场的强弱。请学生依次改变电源正负极和磁场方向，利用滑动变阻器改变电流大小，增加磁体个数来改变磁场强度，自主设计实验表格，完成实验探究，得出结论。其中定义第一次电动机的转动方向为正向旋转。

序号电流方向磁场方向转向1红色螺帽流入左N右S正向2黑色螺帽流入左N右S反向3红色螺帽流入左S右N反向4黑色螺帽流入左S右N正向

序号滑动变阻器位置电流大小磁体个数磁场强弱转动快慢1电阻最大小1弱慢2一半电阻较大1弱较快3电阻最小大1弱快4电阻最大小3强快

学生小组合作完成实验探究，交流归纳实验结论以及实验过程中的心得体会。请一组学生汇报得出的结论，并请其他学生评价和补充得到的结论，最后让学生再次总结。

4、分析电动机不转的原因以及其解决方案。

笔者在开展本节综合实践活动时共分8个小组进行操作，学生在连接完电路，闭合开关后，电动机能立即转动的只有两组，其他小组都出现了一些问题致使电动机无法转动，学生通过小组讨论以及教师指导，再通力合作，做出相应调整，8个小组的电动机最终都正常转动起来。请学生按小组与其他同学分享各自小组电动机不转的原因以及解决方案，再结合电动机的结构及其工作原理，综合归纳主要有一下几点原因，致使电动机无法正常工作：

（1）电动机安装不到位，导致线圈转子与弧形支架之间有碰擦甚至卡住的情况，导致线圈无法正常转动。因此在安装时各个部件需安装到位，螺丝拧紧，整个电动机模型稳定不摇晃。

（2）电动机线圈处于平衡位置。即使是电动机最先转动起来的两个小组，也并不是闭合开关后线圈立马转动的，需轻轻拨动线圈，给线圈一个初速度后，线圈才顺势转动。原因是通电的导线在磁场中受到力的作用，在线圈的两侧，方向相反，正好能使线圈处于平衡状态。因此需要给线圈一个初速度，打破这样一个平衡状态，才能让线圈持续转动起来。