初中物理_电动机教学设计学情分析教材分析课后反思

第4节电动机
【教学目标】
知识与技能
1．知道磁场对电流有力的作用，知道通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。

2. 知道直流电动机的基本构造、工作原理和能量转化。

3.知道换向器在直流电动机中的作用。

4.了解电动机在生活中的应用。

过程与方法
1．经历探究通电导线在磁场里受力的作用及受力方向与电流方向、磁场方向有关的过程，提高实验探究能力、分析归纳能力。

2. 经历制作模拟电动机的过程，了解直流电动机的结构和工作原理，提高动手能力，
情感、态度与价值观
1．通过观察和实验，养成学生实事求是的实验态度以及与他人交流与合作的精神。

2．通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。

【教学重点】
通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关；直流电动机的原理。

【教学难点】
电动机能够持续转动的原因；直流电动机换向器的作用。

【教学准备】
教师准备：蹄形磁体、5号电池（2节）、导线、开关、线圈、电动机演示模型、多媒体课件
【教学过程】
教学设计
教学内容教师活动学生活动
一、创设情景，导入新课【情景创设】思考磁体周围存在什么？通电导
体周围存在什么？
【揭示课题】通电导体是不是也会受到磁场的作
用力呢？就让我们就一起来探究电动机的奥妙
吧！
§20.4 电动机
思考问题
充满兴趣，思考，进入
本节课的学习。

二、探究新知（一）磁场对通电导体的作用
1、通电导体在磁场中受到力的作用
【目标展示】展示目标，让学生明确学习的方
向。

【过渡问题】启发学生逆向思考：假如通电导
线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？
【实验探究】利用桌面上的器材，分组实验：
1、将一根直导体放入磁场中，接通电源，让
电流通过直导体，观察现象。

提问：这种现象说明了什么？
2、把电源的正负极对调后接入电路，使通过
直导线的电流方向和原来的相反，观察直导体
的运动方向有何变化。

提问：这种现象说明了什么？
3、保持直导线中的电流方向不变，把蹄形
磁体上下极磁极调换以下，使磁场方向与原来
相反，观察直导线的运动方向。

提问：这种现象说明了什么？
【归纳总结】比较上面的实验，你能把实验
得到的知识总结一下吗？
让小组内先总结，再让小组代表发言，归纳
出结论：
1、通电导体在磁场中要受到力的作用。

2．通电导体在磁场中受到力的方向与电流的
回忆，思考，回答问题：通
电导体周围存在磁场，对磁
针产生力的作用。

讨论，猜想：可能会像
小磁针一样发生偏转。

小组分工，认真实验，
注意观察实验现象：
1、观察到直导体发生
运动。

这种现象说明了通电
导在磁场中要受到力的作
用。

2、观察到直导线的运
动方向和原来相反。

这说明通电导体在磁场
中受到力的方向与电流的
方向的方向有关。

3、观察到直导线的运
动方向和原来相反。

这说明通电导体在磁
场中受到力的方向与磁感
线的方向有关。

2、通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关
二、电动机方向、磁感线的方向有关。

【知识延伸】启发学生思考：如果电流的方
向、磁场的方向都发生改变，直导线受力的方
向会怎么变化呢？请你验证一下，得出结论。

（设计意图：经历实验探究的过程，感知磁
场对电流有力的作用，并认识到通电导体在磁
场中受力方向与电流的方向、磁感线的方向因
素有关，提高实验观察能力、分析归纳能力。

）
【过渡问题】把一根直导线折成一个线框，通
电后它会怎样运动？
【演示实验】把线框放在磁场里，接通电源，
让电流通过，观察所看到的现象。

【实验探究】你知道线框为什么能够转动、但
不能持续转动吗？现在我们共同分析一下（模
型结合动画）。

（1）使线圈静止在如图位置上，闭合开关，图
中ab边和cd边电流方向怎样，结合通电导体
在磁场中的受力方向与电流方向的关系，分析
ab边和cd两边的受力方向如何？会产生什么
效果？
强调：这个位置是线圈的平衡位置，即线圈平
面与磁场垂直的位置。

思考，把结论先在小组
内交流总结，然后派代表发
言，集体纠正、完善。

认真实验，观察现象，
小组讨论后最后得出结论：
如果电流的方向、磁场的方
向都发生改变，直导线受力
的方向反而不变化。

讨论，各种提出猜想。

1、通电线圈在磁场受力分析
2、电动机原理：
（2）使线圈静止在如图位置上，闭合开关，
图中ab边和cd边电流方向怎样，ab边和cd两
边的受力方向如何？会产生什么效果？你看到
什么现象？
（3）提问：线圈转过平衡位置，为什么不是
立即停止？为什么又逆时针转动返回平衡位
置？
把线圈静止在如图位置，即刚才线圈越过平
衡位置后所到达的位置。

闭合开关，ab边、cd
边电流方向怎样，受力又如何呢？会产生什么
效果？
【问题设疑】怎样使线圈在转过平衡位置后
继续沿原来的方向转动下去？
让学生交流讨论，大胆提出各种猜想，教师
总结：如果在越过了平衡位置后停止对线圈供
电，由于惯性，线圈就能连续转动下去。

（设计意图：通过模型和动画相结合的分析探
究过程，加深学生对线圈不能持续转动的理解，
为下面知识的学习做铺垫。

）
【学习构造】要知道生活中的电动机的工作过
程，现在我们先来了解一下电动机的构造，出
示电动机模型，提问：电动机由几部分组成？
【认识换向器】生活中的电动机，多采用改变
电流方向的办法来改变受力的方向，实现这一
观察所看到的现象：通电
线框在磁场中转过一个角
度，但不能持续转动。

仔细观察老师的演示，
共同讨论，分析，回答问题：
（1）ab和cd中电流方向
相反，则ab受力方向和cd
两边的受力不仅大小相等、
方向相反，而且在同一条直
线上，即二力平衡，所以线
圈处于静止状态。

（2）ab和cd中电流方
向相反，则ab和cd两边受
力方向就相反，又因为两个
力不在一条直线上，所以线
圈在这两个力的作用下将
沿着轴线顺时针转动，但越
过平衡位置以后不能继续
转下去，最后又逆时针转动
返回平衡位置。

（3）线圈转过平衡位置
后，不是立即停止，是因为
线圈具有惯性。

越过平衡位置后，ab和
cd中电流方向仍然相反，ab
边与cd边受力不变，阻碍
了线圈继续沿顺时针转动。

定子（磁体）转子（线圈）
器。

电刷
换向器：两个铜半环
【工作过程】播放动画视频，共同分析电动机的工作过程： a c A E
B
F b
d
a c A
E
B
F
b d
a c
A
E
B
F b d
a c A
E B
F b
d
【总结归纳】从以上电动机的工作过程，说出换向器的作用是什么吗？ 电动机工作过程中，能量是怎么转化的？（设计意图：通过对线圈转动一周的分析，让学生充分认识直流电动机的工作过程及换
6、换向器
的作用和
电动机的
能量转化
7、电动
机的应用
【课件展示】生活中实际的直流电动机及转
子：
介绍：实际的电动机都有多个线圈，每个线
圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转
动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转
动。

（设计意图：通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术
知识和应用物理知识的兴趣。

）
【牛刀小试】出示练习题：
1、下列说法正确的是( )
A.要改变电动机转动方向，可同时改变磁场
方向和线圈中电流方向
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流
的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机
线圈转动的快慢。

2、直流电动机换向器的作用是（）
A．改变直流电源中的电流方向
B．改变电动机线圈的方向
C．改变流经电动机中的电流方向
D．以上说法都不对
丁图中过程与乙图过程一样，使线圈能周而复始持续转动下去。

思考，回答：每当线圈转动通过平衡位置后，换向器就自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动。

电动机工作过程中，电能转化为机械能。

结合生活实际，列举电动机的应用。

倾听老师的介绍，了解知识。

思考，回答：
1、答案：B
2、答案：C
我们知道声音是由物体振动发出的，那么扬声器是怎样发声的呢？你能结合下列图片解说
阅读科学世界，自学知识：
科学世界
一下扬声器的结构和发声原理吗？
（设计意图：开拓学生视野，培养学生乐于探
索自然现象和日常生活中的物理学道理的情
感，建立将科学技术应用于实际的意识。

）
观察图片了解扬声器的构造是：永久磁体、线圈、锥形纸盆
结合图片，了解扬声器的发声原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到磁场对它的不同的力，于是带动纸盆振动起来，发出了声音。

三、课堂小结
回顾本节课的学习内容，本节课你有哪些
收获？还有哪些疑惑?引导学生总结：
1．磁场对通电导线有力的作用，力的方向跟
什么因素有关？
2. 电动机的工作原理是什么？由几部分组
成？
3. 换向器的作用是什么？
4. 电动机的能量转化是什么？
收获背篓：学生讨论梳理
知识，交流收获和疑惑。

四、课堂检
测
教师巡视、讲评完成检测题
五、布置作
业
出示思考题题目课后完成
§20.4 电动机
一、磁场对通电导线的作用
1、通电导体在磁场中受到力的作用。

2、通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关。

二、电动机
1、基本构造：转子、定子
2、工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。

3、换向器的作用：每当线圈转动通过平衡位置后，换向器就自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动
4、能量的转化：电能转化为机械能。

学情分析
学生通过前面章节的学习，大部分同学已经具有了观察——归纳——总结的科学的思维方法，为本节的探究性学习做了铺垫。

且大部
分学生观察老师进行做实验，有着极大的热情。

由于本节的知识是由理论直接联系到生活实际，而且线圈的转动又是一个动态的变化过程，部分同学会感觉难以把握。

从导线再到线圈，从直线运动到转动，学生不太容易去理解。

对于通电直导线在磁场中的受力图的理解一定的难度。

线圈转动时不同位置方向的变化，在用图进行说明时，学生往往不清楚直流供电时为什么无法持续的转动下去以及后续的直流电动机的换向器的作用。

但是由于生活中所见较少见到直接露在外面的电动机，对于电动机究竟在生活中有哪些方向的应用，部分学生依然是比较模糊的。

效果分析
《电动机》这节课的重点有两个，一个是磁场对导通电导线的作用，一个是电动机的基本构造中的换向器的作用。

我在讲磁场对通电导线的应用时，先磁体周围存在磁场和通电导体周围存在磁场以及磁场对磁体的作用，让学生明白两个道理，其一磁场对磁体有力的作用，其二，通电导体周围有磁场。

然后让学生猜想：通电导体放在磁场中，会受力吗?这样学生基本可以猜想出结果来，然后通过实验进行验证。

我按照课本上的实验操作了一次，效果很明显，可后面的学生看不到。

就又用通电线圈进行演示，效果很好。

对于电动机的构造，重点是换向器的原理，先通过让学生看到通电线圈不能够连续转动，然后让学生分析原因。

调动学生的积极性想办法让线圈连续转动起来。

在学生没有办法的前提下，给学生介绍换向器的原理和作用。

这里还有不少学生搞不清楚具体是怎么换向的，
需要他们慢慢琢磨。

另外，我增加了电动机的优越性的思考，让学生将科学技术的应用和实际联系起来，激发了学生学习的热情和激情。

教材分析
电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是一样的。

如何从日常生活中常见的现象入手，激发学生探究的欲望是新课标的新体现。

教材从与生产、生活密切相关的现象入手，激发学生的兴趣，再探讨电动机的原理，“从生活走向物理”，这样使学生更易于接受。

标准则要求“通过观察，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关系”，得出“通电导体磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系”的结论；再者，新教材中由学生探究模拟电动机的实验对于学生了解电动机的基本构造有很大的帮助，使学生更好地理解电动机的原理和换向器的作用；最后由学生讨论生活中有哪些地方用到电动机，真正体现“从物理走向生活”的新理念。

评测练习
1．下列家用电器中，应用了电动机的是（）
A．电熨斗B．电风扇C．电饭锅D．电热毯
2、直流电动机中换向器的作用是（）
A.当线圈在磁场内转动时，每转动一周，换向器改变一次线圈中的电流方向
B.当线圈在磁场中转动时，换向器可随时改变线圈中的电流方向
C.每当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向
D.没有换向器，直流电动机也可以工作
3、如图所示是直流电动机示意图，下列说法正确的是（）
A．只改变电流方向，不能改变其转动方向
B．只改变磁场方向，不能改变其转动方向
C．同时改变磁场和电流方向，不能改变其转动方向
D．同时改变磁场和电流方向，可以改变其转动方向
4．在物理实验课上，小明想观察直流电动机模型的工作情况，将其接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不工作，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动，其原因可能是（）
A．直流电动机的铜半环与电刷接触不良B．电源电压太低C．线圈刚好处于平衡位置 D．线圈中的电流太小
5、小明感觉自己的玩具电动车运动得太慢，总想提高电动机的转速，下面的做法不一定使电动机转速加快的是（）
A、增加电源电压
B、减少线圈匝数
C、换用磁性更强的磁极
D、提高电压和增强磁场
6、直流电动机由两部分组成：能够转动的线圈（叫）和固定不动的磁体（叫），它工作时，把___能转化为能，其工作原理：
7. 如图所示，把导线ab放在磁场里，接通电
源，让电流通过导线ab，发现导线ab在导轨上向
左运动，把电源的正负极对调后接入电路，则导线
ab_________（填“向左”或“向右”）运动。

若保持导线ab中的电流方向不变，但把蹄形磁铁上下磁极调换一下，则导线ab________（填“向左”或“向右”）运动。

这一实验表明，_________对_________有力的作用，通电导线在磁场中受力方向与_________的方向和_________方向有关。

8.在图中，表示导线垂直纸面且电流方向向里，表示导线垂直纸面且电流方向向外，请按要求作图。

参考答案：1、 B 2、C 3、C 4、C 5、
B
6、转子；定子；电；机械；通电线圈在磁场中受力转动
7、向右向右磁场通电导体电流磁场
8、略
课后反思
在学生学习电磁感应现象后的知识延伸，让学生明确电和磁之间可以相互转化，并进一步了解物理知识在生活中的重要应用，体现从物理走向生活的课改理念。

反思自己的教学有以下几方面亮点：1．本节课对教材的安排顺序适当地进行了调整，按照“探究通电导线在磁场中会受到力的作用探究影响通电导体在磁场里
受力方向的因素探究磁场对通电线圈的作用电动机的工作原理电动机在生活中的应用”，进行教学，这样的教学流程层层递进，连续性强，符合学生的认知规律。

2．在研究磁场对通电导线的力的作用时，考虑到器材中的金属导轨和导线之间有摩擦力，会影响实验结果，所以我对实验器材进行改进，使用铁架台把导线悬挂起来，实验效果非常明显。

3、充分利用演示实验、模型、动画和图片，给学生提供感性的认识，利用问题诱思和实验探究、分析的同步进行，引领学生从事实和理论两方面浅入深地作了诠释和说明，充分体现了老师的主导作用和学生的主体地位，加深学生对知识的理解。

我自认为本节课还有不足之处：
1.由于本节内容较多，在让学生经历探究实验的过程时间给得不够充分，没有让学生亲自动手操作，对少中下水平学生来说显得节奏过快。

2.课堂氛不够活跃，和平时相比今天学生的表现有差距，有的学生的问题在课堂上想说而没敢说，课后才和我交流。

3.本节课由于学生受力学知识水平的限制，在电动机的受力分析教师完全替代了学生，总显得不够严谨，课堂环节就显得不够流畅。

总之，我在完成了教学任务的过程中，有很多不足的地方，我愿意与同事们相互交流，取长补短，共同进步。

课标分析
电动机是一种常见的电气设备，它将电能转化为机械能。

在生产、
生活中应用非常广泛。

本节内容由“磁场对通电导体的作用”和“电动机的基本构造”两部分构成。

教学的重点是磁场对通电导体的作用。

突出教学重点的关键环节是做好“通电导体在磁场中受到力的作用”的实验，引导学生认真观察实验，分析实验现象，得出“通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系”的结论。

教学难点是直流电动机的构造和工作原理。

突破难点的关键是做好“让线圈转起来”的实验，然后通过演示“线圈不能连续转动”的实验，分析原因，进而寻找解决办法。

换向器的引入使线圈连续转动成为可能，这样直流电动机的构造及工作原理也就全部展现出来了。