【课 型】新授课
【课 时】一课时
【教材分析】
本课《电动机为什么会转动》安排在本章最后出现，是在学习了“磁场间的作用”及“电流的磁场”等知识后，进一步把“电”“磁”“力”三者联系起来，是对前两节课知识的综合和拓展。本节主要内容包括两部分：一是磁场对电流的作用；二是电动机是怎样转动的。第一部分内容提供了电动机的基本工作原理；第二部分则在技术层面解决了让电动机连续转动的具体问题。
本课的特点是：知识的综合性强，在探究“磁场对通电导体的作用”过程中，涉及到许多力学、电学、磁学的知识；内容比较抽象、复杂，不易理解，如电动机线圈几个边框中电流的方向及各边框的受力方向，即各不相同，又不能直接观察，这对学生的抽象能力和想象空间是个考验。
教材在教学内容的设计上突出探究过程，让学生通过实验去认识现象、发现规律，这对激发学习兴趣，培养观察实验能力、科学思维能力，形成科学素养都十分有益，体现了探究性学习的教学思想。
【学情分析】
经过一年多的物理学习，学生已经具备了初步的逻辑思维能力和简单的抽象思维能力，养成了一些良好的学习习惯，学会了独立思考及与人沟通、协商、合作、交流的能力，能发现问题，并能根据具体情况提出合理的解决方案。基础知识和基本技能打得也比较扎实，对物理学习有着浓厚的兴趣，乐于参与到学习活动中去。这些对于本课教学活动起到积极作用。
但需要注意的是：本阶段学生的思维大多以具体形象思维为主，还离不开具体事物的支持，要依靠实物和能观察到的现象来进行。因此在教学中应灵活运用各种教学平台和教学手段，增强过程体验，通过丰富学生的感性认识；借助实物模型、动态课件来加强教学的直观性和形象性。
恰当地处理教材内容并安排合理的教学顺序，降低难度台阶，使之与学生的认知能力、思维水平相对应是本课有效教学的关键。
【教学目标】
1．知识与技能
（1）了解磁场对通电导体有作用力；知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。
（2）了解直流电动机的基本构造、工作原理及能量转化。
2．过程与方法
（1）探究磁场对电流的作用的过程。
（2）培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。
3．情感、态度与价值观
（1）让学生通过亲身探究，体验基本的科学研究方法；培养学生严谨的科学态度及合作交流的意识。
（2）通过把物理知识转化成为实际技术的过程，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。
【教学重点】探究磁场对电流的作用
【教学难点】怎样使电动机线圈持续转动
【教法设计】控制变量法、转换法、对比法、推导法、逆向思维法.
【教学器具】小型电动机及电动机模型、干电池、线圈、永磁体（U形）、开关、导线、支架
【教学过程设计】
一、知识铺垫
1.力的作用是相互的.
2.磁极间的相互作用规律.
二、新课教学
（一）磁场对电流的作用
1．情景导入
再现奥斯特实验。（现场演示，并借助实物展示台投影到大屏幕）
师：小磁针为什么会偏转？
生：通电导体产生磁场，磁场又对小磁针产生力的作用.
师：改变电流方向后，小磁针偏转方向也改变了，说明什么？
生：电流方向改变后，电流磁场方向改变，小磁针受力方向随之改变.
2．提出问题
在以上实验中我们看到：通电导体对小磁针有力的作用。反过来，小磁针对通电导体有没有力的作用呢？
3．猜想假设
生：提出自己的观点。
从理论分析来看，力的作用是相互的，小磁针对通电导体应该也有力的作用。
从感性层面来看，小磁针动了而导体没动，没体现出来通电导体受到了小磁针的力。
学生的猜想大部分集中于通电导体也受力，但还是存有疑虑。
师：或许是真的有力，也许是这个力太小，或许是因为导体被固定，不能自由移动，所以没表现出来。那是否可以通过改进实验器材来专门研究这一问题？
教师对问题的原委适度“点睛”，对探究方向适当引领，学生才便于发现解决问题的切入点。
4．设计实验
引导学生从以下两方面来改进器材：
（1）怎样增大这个可能存在的“力”？
（2）怎样使通电导体更容易移动，以表现出这个可能存在的“力”？
学生思考讨论、展示交流：
换用大磁铁 →磁性更强
换用学生电源或多加电池 →电压更高 →使电流更大
换用更粗的导体 →电阻更小 →使电流更大
多根导线合在一起 →每根导体受到的“力”形成合力
减小导体运动阻碍
把导体悬挂起来 →无摩擦
把导体架在导轨上 →减小摩擦
在交流的基础上，吸收其他同学的好创意，再次完善和优化实验设计方法，并确定器材，制定具体操作步骤。
科学研究的成败，往往取决于一个小小的细节，在集体智慧基础上的完善与优化，会使方案更加科学而周密，大大提高研究活动的效率和质量，使研究更容易获取成果。
5．进行实验
将学生分成若干小组，按实验方案展开探究活动。
教师巡视各组，对出现的问题进行必要指导。
6．分析论证
对实验过程、实验现象和实验结论进行典型展示。
询问其他组同学是否有相同的发现。
探究成果共享，一起归纳，使实验结论更具可信力。
师：通过大家的合作探究，我们对提出的猜想进行了研究。得到的结论是：磁场对通电导体有力的作用。（板书）
师：你们有没有对比一下，各组中导体的运动方向是否都是相同的呢？
为什么导体的运动方向会有所不同呢？仔细观察一下，是哪些原因造成的？
再来尝试一下，有那些方法能改变导体的运动方向？
学生思考分析以上问题，并再次回到实验，来寻找改变导体运动方向的方法。
师：通过再次研究，你们找到了那些方法？又有什么新的发现？
生：保持磁场方向不变，改变电流方向，可以改变导体运动方向。
保持电流方向不变，改变磁场方向，可以改变导体运动方向。
力的方向与电流方向和磁场方向有关。（师板书）
7．试一试
观察扬声器的结构，想一想，它是怎么发出声音的？
（二）电动机为什么会转动
师：在刚才的实验中，通电后导体动了起来。想一想，在生活中有没有这样类似的机器？
学生列举：电风扇、洗衣机、录音机、电动车……
师：在这些电器内部都有一个相同的部件---电动机。（课件或实物展示这些电器的内部） 下面我们来研究电动机是怎样转动的。
出示教具：玩具车上的小电动机。打开外壳，请同学观察其主要部件。
师：这是一个玩具电动机，通电后它就转动了。为了弄清楚电动机通电后为什么会转动这个问题。我们把电动机简化一下，先观察直流电动机模型。
出示教具：直流电动机模型，介绍主要结构：磁铁和矩形线圈，其他部件后面再讨论。
注：提前在半环外面粘贴一层不透明的塑料纸，使半环既不导电，也不暴露其结构，看上去仅仅是架在电刷上起支撑作用。另外，把线圈的ab、cd两条边框分别缠绕红线、蓝线，以便于学生区分。
师：要使线圈转起来，应先做什么？
把电源线接到甲、乙两点，准备给线圈通电，但开关先不闭合。
师：此时闭合开关，边框ab、cd中电流方向有什么关系? 边框ab、cd受到磁场力的方向有什么关系？预测一下线圈能不能转动？会怎样转动？
闭合开关，线圈转动。
但很快，线圈停止了转动。
师：为什么线圈开始转动，而后来停了下来呢?
引导学生分析：开始时，边框ab、cd受力方向相反，但不在同一直线上，所以线圈会转动。当转动到现在的位置时，它们的受力方向仍然相反，但处在同一直线上，阻止了线圈的继续转动，并最终使线圈静止在此处。我们把这一位置称作平衡位置。
师：那有什么方法能让线圈不停在这一位置，而是继续向前呢？
生：转到这个位置时，赶紧断开开关，线圈就可以冲过去。
再次实验：线圈接近平衡位置时立即断开开关，不受力的线圈靠惯性转过了平衡位置，到了另半圈，但也很快停了下来。
师：为什么又停下来了？
生：线圈没电流，不受力了。
赶紧闭合开关，线圈竟然向后转，又在平衡位置停了下来。
再次分析线框ab、cd的电流与受力方向，找到原因：边框已到了另半圈，但受力方向仍与前半圈相同。寻找对策：经过平衡位置后，要立即改变线框的受力方向，才能继续转动。
师：有什么方法可以改变线框受力方向？怎样最简便？
生：思考、尝试，改变电流方向比改变磁场方向简便，在线圈甲、乙两点之间换接线头比在电源处更好（可以防止电线缠绕）。
请一名同学进行演示：两手各拿一个线头，在前半圈接甲、乙，后半圈接乙、甲，交叉进行，能使线圈断断续续地转动了起来。
师引导：刚才等到线圈静止时我们去拿线头触碰它，来来回回，很劳累。既然运动是相对的，反过来能不能线头保持静止，让线圈自动来碰线头呢？
再次尝试：历经几次改进后，终于可以使线圈持续转动了，虽然只有一两圈，但在技术上说明是可行的。
注：恰当的电源电压，适当改变线头长度及弧度，及线头与线圈的接触角度，能使实验更容易成功
师：刚才，我们克服了一个又一个技术难题，终于让线圈持续转动起来。而且完成了一项非常了不起的创新——让电动机线圈自动改变电流方向。其实，把我们的创新付诸于生产，就得到了充满工业智慧的零件——换向器。
撕掉金属半环上的塑料纸，介绍半环与电刷共同构成一个换向器。线头接到丙、丁两点，让学生观察换向器的工作情况。
教师可以借此说明技术的重要价值。即从发现原理到实际应用之间，技术的桥梁作用不可忽视，进而让学生进一步理解科学、技术与社会之间的互动关系。
总结换向器的作用：当线圈越过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向,使线圈继续转动下去。
依据模型，理顺电动机工作的整个过程，提取重要知识。（板书）
1．电动机工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。
2．换向器的作用：改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。
3．能量转化：电能转化机械能。
能量转化：
试一试
用一只小直流电动机制作了一台汽车模型，装上电池小汽车就能在地上快速地奔跑。它是利用通电线圈在磁场中__________的原理。小汽车行驶时，电流通过电动机做功，消耗__________能，转化为__________能。如果要让小汽车倒着开，最简单的办法就是________________。
三、课堂小结
1.本节课，我们学到了哪些知识？
2.这些知识是怎样得到的?
3.回顾获取知识的过程，你有什么体会？
四、自我评价
【自我评价】
1．通电导体在磁场中要受到 ，如果只改变电流方向，导体的_________方向随之改变；如果只改变磁感线方向，导体的________方向也随之改变，这说明通电导体在磁场中的受力方向跟___________和_____________都有关系。
2．通电线圈在磁场中转动时，消耗了_____能，转化为 能。
3．用如图1所示的实验装置可以研究（ ）
A．电流的磁效应 B．电磁感应现象
C．电磁铁的磁性 D．磁场对电流的作用
4．关于直流电动机的有关说法，错误的是（ ）
A．是利用通电线圈在磁场中转动的原理制成的
B．换向器的作用是在线圈到达平衡位置时就能自动改变线圈中的电流方向
C．是把电能转化为机械能的装置
D．以上三种说法都是错误的
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