14.6《直流电动机》学习任务单 2024-2025学年北师大版物理九年级全一册
《直流电动机》学习任务单 一、教材信息 版本:北师大版 册数:九年级全一册 章节:第十四章 磁现象,六、直流电动机 二、学习目标 (一)知识与技能目标 1、 了解直流电动机的基本构造,能说出主要部件的名称和作用。就像我们认识一个新朋友,要知道他的各个身体部位一样,对于直流电动机,我们得清楚它的定子、转子等部件是干啥的。比如说定子就像电动机的“房子”,给转子提供了一个稳定的活动空间。 2、 理解直流电动机的工作原理,知道通电线圈在磁场中受力转动的原理,这可是直流电动机工作的“魔法咒语”哦。我们可以想象通电的线圈就像一个被施了魔法的小魔杖,在磁场这个神秘的力量场里开始转动起来。 3、 能够识别直流电动机在生活中的应用实例,生活中有很多东西都用到了直流电动机呢,像我们的电动玩具车、小型的电动风扇等,你能在生活中发现它们并说出其中直流电动机是怎么工作的吗? (二)过程与方法目标 1、 通过观察直流电动机的模型或者实物,提高观察能力和空间想象能力。这就好比我们去看一场魔术表演,要仔细观察魔术师的每个动作,这样才能破解其中的奥秘。在观察直流电动机的时候,要从各个角度去看,想象内部的结构是如何协同工作的。 2、 经历探究直流电动机工作原理的实验过程,培养动手操作能力和科学探究能力。在做实验的时候,就像一个小科学家一样,大胆地去尝试不同的连接方式,记录下各种现象,然后分析得出结论。 (三)情感态度与价值观目标 1、 感受物理知识与生活实际的紧密联系,激发学习物理的兴趣。当你发现生活中的很多东西都和物理知识有关时,就会觉得物理不再是枯燥的公式和理论,而是充满乐趣的探索之旅。 2、 培养团队合作精神,在小组探究活动中学会与他人合作、交流和分享。因为一个人的力量是有限的,大家一起合作,就可以更快地解开直流电动机的秘密。 三、学习重难点 (一)学习重点 1、 直流电动机的基本构造和工作原理。这是直流电动机的核心知识,只有掌握了这些,才能真正理解它是如何把电能转化为机械能的。 2、 直流电动机在生活中的应用实例分析。这能让我们更好地体会到物理知识的实用性。 (二)学习难点 1、 理解通电线圈在磁场中受力转动的原理。这个原理比较抽象,需要我们发挥想象力,结合实验现象去理解。 2、 对直流电动机换向器作用的理解。换向器就像一个小指挥家,控制着电流的方向,从而让电动机持续转动,理解它的工作机制是有一定难度的。 四、学习过程 (一)课前预习 1、 阅读教材相关内容,尝试画出直流电动机的简单结构示意图,并标注出各个主要部件的名称。如果画不出来也没关系,只要尽力去想象和描绘就好。 2、 在生活中寻找使用直流电动机的电器设备,把它们记录下来,并且思考一下这些设备为什么要用直流电动机呢?比如你的电动牙刷,它用直流电动机是因为需要稳定的转速来清洁牙齿吗? (二)课堂学习 1、 导入(5分钟) 老师会展示一些电动玩具或者小型电动工具,问同学们这些东西是怎么动起来的呢?引导大家思考电动机的作用,然后引出今天要学习的直流电动机。这就像打开一个神秘的宝盒之前,先让大家猜猜宝盒里有什么一样,激发大家的好奇心。 2、 直流电动机的基本构造(10分钟) (1)老师会拿出直流电动机的模型或者实物,一边展示一边讲解直流电动机的主要部件,如定子、转子、电刷、换向器等。同学们要认真听,并且在自己画的结构示意图上补充完整各个部件的准确位置和功能。 (2)老师会提出一些小问题来检验大家的学习效果,比如“转子在直流电动机中起到什么作用呢?”“电刷是如何与其他部件连接的呢?”同学们要积极回答哦。 3、 直流电动机的工作原理(20分钟) (1)实验探究 老师会带领同学们做一个简单的实验,来探究通电线圈在磁场中受力转动的原理。同学们要分组进行实验,按照实验步骤连接电路,将一个小线圈放在磁场中,然后通电观察线圈的转动情况。 在实验过程中,要注意观察以下几点: 当电流方向改变时,线圈的转动方向会发生什么变化? 当磁场方向改变时,线圈的转动方向又会如何改变? 线圈在磁场中为什么会转动呢? (2)原理讲解 做完实验后,老师会结合实验现象,详细讲解直流电动机的工作原理。同学们要认真理解通电线圈在磁场中受到力的作用,并且这个力会让线圈转动起来。同时,要理解换向器的作用,它是如何在适当的时候改变电流方向,使得线、 直流电动机在生活中的应用(10分钟) (1)老师会展示一些图片或者视频,介绍直流电动机在生活中的广泛应用,如电动汽车、电动剃须刀、电脑散热风扇等。 (2)同学们要分组讨论这些应用实例中,直流电动机是如何满足不同的功能需求的。例如在电动汽车中,直流电动机需要提供较大的动力,那么它的构造和工作方式可能会有哪些特殊之处呢?每个小组要选出一名代表来分享小组的讨论结果。 5、 课堂小结(5分钟) 老师会和同学们一起回顾本节课所学的内容,包括直流电动机的基本构造、工作原理以及在生活中的应用。同学们要积极发言,补充老师总结的内容,加深对知识的理解和记忆。 (三)课后作业 1、 基础作业 (1)画出直流电动机的详细结构示意图,并标注出每个部件的名称和作用。这就像是给直流电动机画一幅精确的画像,要把每个细节都表现出来哦。 (2)解释直流电动机的工作原理,要用自己的话来描述,就像给一个没学过的小伙伴讲解一样。可以从通电线圈在磁场中受力、换向器的作用等方面进行阐述。 2、 拓展作业 (1)寻找一种新型的直流电动机产品,了解它的创新点和优势,并写一篇300~500字的小短文介绍它。这可以让同学们关注科技发展的前沿,拓宽知识面。 (2)设计一个简单的直流电动机应用场景,比如设计一个可以自动清扫桌面灰尘的小装置,画出设计草图,并且说明其中直流电动机的工作方式。这可以锻炼同学们的创新思维和实践能力。 五、学习评价 (一)自我评价 1、 我是否能够准确地画出直流电动机的结构示意图,并解释每个部件的作用?如果可以,给自己8~10分;如果部分正确,给自己4~7分;如果基本错误,给自己1~3分。 2、 我是否理解了直流电动机的工作原理,包括通电线圈在磁场中受力转动和换向器的作用?如果理解得很透彻,给自己8~10分;如果还有一些疑惑,给自己4~7分;如果完全不理解,给自己1~3分。 3、 我是否能够在生活中发现直流电动机的应用实例,并且能简单分析其工作原理?如果能发现很多实例并且分析正确,给自己8~10分;如果能发现一些但分析不太准确,给自己4~7分;如果很少能发现或者完全不会分析,给自己1~3分。 (二)小组评价 1、 在小组实验探究直流电动机工作原理的过程中,我的参与度如何?如果积极参与,提出了很多有用的想法和建议,并且动手操作能力强,小组成员给我8~10分;如果参与度一般,偶尔提出一些想法,动手操作能力尚可,小组成员给我4~7分;如果参与度很低,几乎没有什么贡献,小组成员给我1~3分。 2、 在小组讨论直流电动机在生活中的应用时,我的表现如何?如果能够积极发言,分享有价值的观点,并且能够倾听他人的意见,小组成员给我8~10分;如果发言较少,但能认真倾听他人发言,小组成员给我4~7分;如果既不发言也不倾听,小组成员给我1~3分。 (三)教师评价 1、 根据课堂上回答问题的准确性和完整性,老师会给同学们打分。如果回答问题准确、完整,逻辑清晰,老师会给8~10分;如果回答基本正确,但存在一些小漏洞,老师会给4~7分;如果回答错误或者完全不知道,老师会给1~3分。 2、 对于课后作业的完成情况,老师也会进行评价。如果基础作业完成得非常好,拓展作业也有创新点,老师会给8~10分;如果基础作业完成得较好,拓展作业基本达到要求,老师会给4~7分;如果基础作业存在较多错误,拓展作业没有完成或者完成质量很差,老师会给1~3分。 六、答案 (一)基础作业 1、 直流电动机结构示意图答案: 定子:是电动机的固定部分,主要由磁极(永磁体或电磁铁)组成,它产生磁场。在示意图中,一般画在最外层,形状类似一个圆筒,里面包含磁极。 转子:也叫电枢,是电动机的转动部分,由铁芯和绕组(线圈)组成。在示意图中位于定子内部,是一个可以绕轴转动的部分,上面绕有线圈。 电刷:与换向器接触,起到将外部电源的电流引入转子绕组的作用。在示意图中通常画在定子的两端,与换向器接触的小部件。 换向器:由两个半环组成,与转子绕组相连。其作用是在转子转动过程中适时改变电流方向,使转子能够持续转动。在示意图中位于转子的一端,与电刷接触的两个半圆形部件。 2、 直流电动机工作原理答案: 直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的。当直流电流通过转子绕组(线圈)时,由于线圈处于磁场中,根据左手定则(伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向),线圈会受到一个力的作用而转动。 但是当线圈转动到一定位置时,如果电流方向不改变,线圈就会受到反向的力而停止转动。此时换向器发挥作用,它随着转子一起转动,当转子转过半周时,换向器会改变电流的方向,使得线圈受到的力的方向改变,从而继续转动下去,这样就实现了直流电动机的持续转动,将电能转化为机械能。 (二)拓展作业 1、 新型直流电动机产品介绍示例(以无刷直流电动机为例): 无刷直流电动机是一种新型的直流电动机。它的创新点在于没有传统的电刷和换向器结构。这一结构的改变带来了很多优势。 首先,由于没有电刷,减少了电刷与换向器之间的摩擦损耗,提高了电动机的效率。其次,减少了因电刷磨损产生的电火花,提高了电动机的可靠性和使用寿命,也减少了电磁干扰。在一些对精度和稳定性要求较高的设备中,如高端的数控机床、航空航天设备中的小型电动装置等,无刷直流电动机得到了广泛的应用。 2、 自动清扫桌面灰尘小装置设计草图及直流电动机工作方式说明(示例): 设计草图:在一个长方形的盒子内,底部安装一个直流电动机,电动机的轴上连接一个小风扇叶片,风扇叶片周围安装一圈软毛刷。盒子的一侧开有一个小口,用于吸入灰尘。 直流电动机工作方式说明:当直流电动机通电后,根据通电线圈在磁场中受力转动的原理,电动机的轴开始转动,带动风扇叶片旋转。风扇叶片的旋转会在盒子内形成一个气流,将桌面的灰尘通过盒子一侧的小口吸入盒子内。同时,风扇轴上连接的软毛刷也会随着转动,将桌面上的灰尘扫向小口方向,进一步提高清扫灰尘的效果。 学科网(北京)股份有限公司 $$
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