1、中学九年级物理下（第十七章）探究电动机转动的原理义务教育物理课程标准（2022年版）微能力2.0认证-中小学作业设计大赛目 录作业设计方案撰写：TFCF优秀获奖作品3一、单元信息基本信息学科年级学期教材版本单元名称物理九年级第二学期沪粤版电动机与发电机单元 组织方式 自然单元 重组单元课时信息序号课时名称对应教材内容1关于电动机转动的猜想第十七章第一节2探究电动机转动的原理第十七章第二节3发电机为什么能发电第十七章第三节二、单元分析(一) 课标要求本章内容属于义务教育物理课程标准 (2011 年版) 中一级主题“运动和相 互作用”中“电和磁”的内容。教学时应注意联系学生的生活实际，采用多样化的
2、教学 方式，发挥实验在物理教学中的重要作用，让学生经历对知识的探究过程，发展学生探 究问题和解决问题的能力，培养学生的科学态度和科学精神。 通过实验，了解通电导体在磁场中收到力的作用，受力方向与电流方向和磁场 方向有关。 了解电磁感应现象的内容，知道产生感应电流的条件。 利用易得的家用电器 (如电风扇) 尝试模拟发电。1(二) 教材分析本章内容重点是“安培力和电磁感应现象” ，它们是电磁学中的核心内容，也是 电动机产生动力和发电机发电的原理所在，由于通电导体在磁场中会产生力的作用而 运动，反过来受到力的作用的导体在磁场中运动又会产生电流，可见，“安培力的产 生”和“电磁感应现象”是机械运动和电
3、磁运动相互转换表现。同时也说明了自然界 存在着多种多样的运动形式，它们之间是相互联系的。“电动机”与“发电机”都体现了“电”与“磁”的交流与碰撞，更是科学家们 智慧的结晶，让学生在展示、交流中体会“电生磁的逆向思维”和“电能与机械能转 化”的逆向思维。这些方法的渗透为学习电磁感应发电机做好了充分的铺垫。在交流 中不仅需要掌握规律和原理，更重要的是让学生体会探究的精神，让学生通过自己设 计实验来享受探究的快乐。体会从物理原理到发明机器，从理论到现实的历程，同时 也感悟科学技术创造美好生活，增强节能环保意识，初步树立创新意识。1.知识框架图12.内容内在逻辑分析本章主要学习“电动机”和“发电机”的
4、构造和组成、磁场对电流有力的作用及 其应用、电磁感应现象及其应用等基本知识。本章教材的编排由浅入深、层层递进， 符合学生认知事物的一般规律.本章首先从生产、生活密切相关的现象入手，激发 学生兴趣，为学生提供“动手操作，观察比较，提出猜想，认识简化”等学习方 法， 以及尝试设计实验的训练机会，体现了“生活走向物理”的新课标教育教学 理念；通过探究电动机转动以及电磁感应的原理，经历从原理到实际应用的过程， 科学、技术与社会之间的互动关系。通过本章知识的学习，让学生感受到物理学 的发展，在推动技术的进步和社会的发展起到了重要作用。(三) 学情分析学生刚刚学习完电磁铁的应用，对电与磁的关系有一定的认识
5、，本章内容借助 上一章的奥斯特实验，引导学生用逆向思维思考电动机的转动原因，通过科学探究 的方法，进一步掌握其探究过程，巩固科学探究中猜想与假设这一环节。学生对磁场的性质有了基本认识并产生了极大的学习兴趣，在学习过程中乐于 动手、乐于动脑，有强烈的创新意识。这个年龄的学生好奇心强，有较强烈的求知 欲，但是空间想象能力还不是很好，对发电机工作过程不能很好地理解，因此需要 教师用科学、准确的语言总结产生电磁感应的条件，充分调动学生的积极性，学生 探究时能合理进行团队合作，学会倾听，学会表达，互相补充重点，以达成知识学 习目标。三、单元学习与作业目标1.认识电动机结构中的主要部件有定子和转子。2.能
6、参照电路图连接电路，并使电动机转动起来。3.经历对电动机转子的剖析过程，体验简化方法的意义。4.了解通电导体在磁场中受到力的作用，知道力的方向和电流方向及磁场方向 有关。5.分析电动机的工作原理，会对磁场对电流作用力分析解决实际问题。 6.能通过实验探究导体在磁场中运动时产生电流的条件。 7.能说明发电机的工作原理，知道什么是交流电。3四、单元作业设计思路单元作业设计致力于为学生提供具有自主选择性、不同形式的内容作业，注重 基础性和评价功能，使学生的学习潜能得到充分的挖掘。所设计的拓展型作业与实 践型作业都有一定的探究性，力图让学生通过参与实践活动体验“由生活走进物理、 从物理走向社会”的学科
7、特点。所设计的巩固型作业以物理课程标准为依据，在单元学习的基础上深入研究教 材系统依据学生的认知特点和本单元的教学内容，对教学内容进行合理组合，由浅 入深、由易到难的确定本单元的知识系统， 目的在于检查学生对基本知识与技能和 有关物理概念理解程度，实现对学生的知识和能力统一提升，全面实现学科素养的 目标。3五、课时作业第一课时 关于电动机转动的猜想001活动作业8分钟拆分电动机，观察电动机的构成，了解电动机的结构，知道电动机 最主要的两个部件是什么？结构：定子、转子；组成部件：磁体、线圈1、小组成员参与度；积极 良好 合格2、学生对科学探索的兴趣度；优秀 良好 合格3、学生语言组织表达能力。优
8、秀 良好 合格本题创设真实的实践操作，通过活动，锻炼了学生的动手能力，增 强了小组交流合作， 较易 中等 较难引用 改编 原创002活动作业5分钟 参照电路图，用导线连接电源、开关、模型电动机，闭合开 关，观察电动机是否转动：(1) 连接好电路，闭合开关后，电动机是否转动？(2) 如果电动机不转，不转的原因是什么?可能原因：断路、线圈短路、电池没电、磁铁磁性弱、在平衡位置 等合理即可。3乐于参加观察与操作活动，发现科学探究的 乐趣；优秀 良好 合格活动中遇到问题时，能独立思考，有克服困 难的信心；优秀 良好 合格通过独立思考，小组讨论后解决问题，感受 战胜困难后的喜悦优秀 良好 合格为学生提供
9、“动手操作，观察思考。 ”为后面提出猜想，认识简化方法 ，尝试设计实验提供训练机会。 较易 中等 较难引用 改编 原创3题5分钟BCD1、根据你的观察与探究，发现电动机主要部件是 和 ；可以猜 想电动机是利用通电线圈在 中受力转动制成的。2、小华同学课余时间喜欢自己动手组装模型。有一次，他组装了一辆太阳 能模型小车，闭合开关后，发现小车是倒着行驶，经检查后，发现是电源正负极 的连接与说明书上的设计图不符，调换电源正负极后，发现小车能正向行驶了， 这说明电动机的转动方向与电流的 (选填“大小”或“方向”)有关。3、 电动机是一种高效率、低污染的动力设备，广泛应用在各种家用电器中,下列家用电器中应
10、用了电动机的是( )电饭锅.A. 洗衣机电热毯.电热水壶4、下列关于电动机转动原因的猜想中，不合理的是( )A. 因为电动机中有电流通过 B. 因为电动机中有磁体C. 因为线圈受到某种力的作用 D. 因为人需要它转动31、磁场 线圈 磁场中；2、方向；3、A；4；D能将所学物理知识和实际生活联 系起来优秀 良好 合格加深学生认识电动机的结构，知道主要部件是磁体和线圈；了解 科学知识在生活中的重要作用。 较易 中等 较难引用 改编 原创2题10分钟1、计算题 (选做题)小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图甲所 示的电路中，已知电源电压U = 3 V ，并保持不变，线圈电阻R =
11、1.5 ，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I = 0.8 A ， 已知电动机正常工作时的能量转化关系如图乙所示，不计摩擦， 求：(1)电动机正常转动1 min消耗的电能W和线圈产生的热量Q。(2)电动机输出的机械功率P。(3)电动机能量转换效率。32、综合题如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型：(1)在安装该模型时要按照_的顺序安装(填“由外向内” 或“由内向外”)。(2)为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在安装时还应 注意以下几点，其中错误的是_(填符号)。A.要尽量减小轴与轴架之间的摩擦B. 电刷与换向器的接触松紧要适当C.不要使各元件因安装不当而产生形变D.每一只固定螺钉均
12、不能拧紧(3)小明把安装好的电动机、滑动变阻器、电源和开关串联起来 进行实验，如图乙所示。用笔画线代替导线完成图中实验器材的 连接(要求滑片向右移动，电动机转速变慢)。(4)请你列举出一种装有电动机的家用电器的名称：_。1、【答案】(1)t = 1 min = 60 s电动机正常工作时消耗的电能W = UIt = 3 V 0.8 A 60 s = 144 J 线圈产生的热量Q = I2 Rt = (0.8 A)2 1.5 60 s = 57.6 J(2)由能量守恒定律得，电动机输出的机械功 W1 = W Q = 144 J 57.6 J = 86.4 J机械功率P = = = 1.44 W。(
13、3)由图乙可知，该电动机将电能转化为机械能与内能， 故转换效率 = 100 = 100 = 60。2. 【答案】(1)由内向外 (2)D (3)如图所示(4)电风扇(答案不唯一)31、以电动机为创设情境，巩固电功 计算和焦耳定律应用，提升优等生的综合应用能力；优秀 良好 合格2、进一步加深学生了解电动机的构造，以及怎样让电动机转动起来。优秀 良好 合格本题创设真实的实践操作， 较易 中等 较难引用 改编 原创第二课时 探究电动机转动原理001课堂活动5分钟交流设计方案，小组充分交流讨论，确定实验方案；小组进行试验 探究。合理即可乐于参加观察与操作活动，发现科学探 究的乐趣；优秀 良好 合格活动
14、中遇到问题时，能独立思考，有克 服困难的信心；优秀 良好 合格通过独立思考，小组讨论后解决问题， 感受战胜困难后的喜悦优秀 良好 合格让学生参与探究的整个过程，体现学生的主体位置，通过探究过程 ，发现线圈不能持续转到，进而顺利引出换向器相关知识的学习。 较易 中等 较难引用 改编 原创3题4分钟1、在直流电动机中，换向器的作用是( )A. 改变磁感线的方向B. 改变线圈的转动方向C. 改变线圈中的电流方向D. 使线圈中的电流方向和转动方向同时改变2、如图所示，闭合开关，铜棒向右运动。现要使开关闭合后铜棒 向左运动，则下列操作中可行的是( )A. 换用更细的铜棒B. 将电源的正、负极对调C. 向
15、左移动滑动变阻器的滑片D. 将电源正、负极和磁体N 、S极同时对调33、通电线圈在磁场中会转动，但摆动几下后停在某一位置不动， 这个位置是( )A. 不受磁场力的位置B. 受平衡力的位置C. 电路中无电流的位置D. 线圈所在平面与磁感线平行的位置1、C；2、B；3、B；能将所学物理知识解决实际问题优秀 良好 合格知道安培力的方向与电流方向和磁场方向有关，了解直流电动机 工作原理和换向器的作用。 较易 中等 较难引用 改编 原创1题4分钟实验探究题老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中，按照图 组装好了实验器材。(1)连接好电路，开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片， 导体棒ab
16、不动；闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置， 看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显，有同学把导体棒换 用轻质塑料棒，实验_(填“能”或“不能”)成功，塑料棒是 _(选填“导体”或“绝缘体”) ，上述实验现象说明磁场对 _有力的作用，_(填“发电机” 、“电动机”或“电磁 铁”)就是根据该原理制成的。(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，发现导体棒ab向右 运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与_ 有关。(3)若要使导体棒ab向左运动，可采取的方法(写出1种)：_。3不能 绝缘体 通电导体 电动机 电流大小 改变磁场方向或改变导体中电流方向熟练掌握电动机转动的原理
17、以及通 电导体受力方向与电流方向和磁场 方向有关。优秀 良好 合格 较易 中等 较难引用 改编 原创3第三课时 发电机为什么能发电001活动作业8分钟拆分发电机机模型，观察发电机的构成，了解发电机的结构，知道 发电机最主要的两个部件是什么？结构：定子、转子；组成部件：磁体、线圈1、小组成员参与度；积极 良好 合格2、学生对科学探索的兴趣度；优秀 良好 合格3、学生语言组织表达能力。优秀 良好 合格本题创设真实的实践操作，通过活动，锻炼了学生的动手能力，增 强了小组交流合作， 较易 中等 较难引用 改编 原创2题3分钟1. 如图所示，能说明发电机工作原理的是( )A. B. C. D. 32.
18、探究什么情况下磁能生电的实验情景如图所示。导体AB的运 动方向用箭头表示，没有箭头表示导体AB处于静止状态，观察电流计指针偏转情况。下列结论中合理的是( )A. 由甲、乙两图可得电流的产生与导体AB是否切割磁感线无 关B. 由乙、丙两图可得电流方向与导体AB切割磁感线方向有关C. 由乙、丁两图可得电流方向与磁场方向有关D. 导体AB不动，磁体左右运动，不能产生电流1、A；2、B能将所学物理知识和实际生活联 系起来优秀 良好 合格加深学生认识发电机的结构，知道主要部件是磁体和线圈；了解科学知识在生活中的实际应用。 较易 中等 较难引用 改编 原创31题3分钟1、如图所示是探究“导体在磁场中运动时
19、产生感应电流的条件” 的实验装置。(1)闭合开关后，当导体ab向左或向右运动时，电流计指针偏转；当 导体ab向上或向下运动时，电流计指针不偏转，说明闭合电路中的 部分导体在磁场中做_运动时导体中会产生感应电流，此实验 过程能量转化情况是_。(2)实验中发现，当导体ab向左运动时，电流计指针向右偏转，当导 体ab向右运动时，电流计指针向左偏转，说明感应电流的方向与 _有关。(3)闭合开关后，当导体ab向左运动时，电流计指针向右偏转，现将 蹄形磁体南北极对调，并使导体ab向左运动，此时电流计指针向 _(选填“左”或“右”)偏转。(4)闭合开关后，导体ab静止不动，电流计指针_(选填“偏转 ”或“不
20、偏转”)；小明碰了一下蹄形磁体，使其水平发生移动，此时电流计指针_(选填“会”或“不会”)偏转。1、切割磁感线 机械能转化为电能 导体运动方向 左 不偏 转 会1、课堂情景再现，加深对所学知 识的理解。优秀 良好 合格巩固电磁感应产生的条件 较易 中等 较难引用 改编 原创5六、单元质量检测作业(一) 单元质量检测作业内容电动机与发电机题量15完成时间60分钟一、填空题 (每空2分，共30分)1、在电磁感应现象中，闭合电路中的部分导体在_中作_运动，导体就 产生了电流，这种电流叫_2.电动机的主要部件是_和_，它利用_的原理 使线圈转动3.如图是小明同学探究“让线圈转起来”的实验装置图，线圈能
21、转动的原因是_， 实验中为了使线圈能持续转动，采取的措施是_；此装置就是一台小 _机的模型4小科对电磁炉很感兴趣，在老师的指导下进行了如下实验：查找资料后知道家用 电磁炉内部有一个很大的线圈；用导线连接指示灯的两个接线柱后，指示灯不发光 ；而把它放置于电磁炉上，启动电磁炉，指示灯能发光，如图所示由于通电的电磁炉周围存在着磁场，它具有的能量在一定条件下会转化为_能 ，使指示灯发光由此可猜测，电磁炉周围存在的磁场是_ (填“变化”或 “不变化”) 的5如图所示是探究电磁感应现象的实验装置，装置中的直铜线ab通过导线接在灵敏电 流计的两接线柱上，当让ab迅速向上运动时，电流表指针_；将ab改为向 左
22、运动时，电流表指针_(填“偏转”或“不偏转”) ；实验时开关应该_， 实验结果表明_5二、选择题 (每题3分，共12分)6如图所示，闭合电路的一部分导体在磁场中运动，不能产生感应电流的图是A B C D7请你想象一下，假如电流的磁效应消失了，下列现象可能发生的是A电磁起重机不能正常工作B电风扇照常工作C指南针不能指示方向D发电机不能照常工作8科学家研究发现：某些材料有巨磁电阻效应，即微弱的磁场变化可以导致电阻大小 的急剧变化根据这一原理可以制成A能储存、释放大量电能的蓄电池B通过微弱电流就能产生强大磁场的电磁铁C家庭电路过载或短路时能自动熔断的保险丝D能“读”出微弱的磁场变化并转换成电流变化的
23、灵敏磁头9为了防止中考考试作弊，监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查如图所 示 ，当靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡流电流，探测器发出警报以下选项中也是利用该原理工作的是 ( )A动圈式话筒 B扬声器 C电动机 D电压表10如图所示的实验装置中，下列说法正确的是A甲图是用来探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系B发电机是利用乙图原理制成的C磁悬浮列车是根据丙图原理工作的D丁图所示的动圆式话筒是利用电磁感应现象工作的三、实验题 (每空2分，共28分)11实验室内设置有四辆脚踏车，每逢下课同学们就会排队来骑脚踏车，因为骑车不 仅可以健身，同时还可以发电供学校使用装在自行车上的发电机工作时把
24、_能 转化成电能同学们用如图所示实验装置探究发电机的工作原理，探究中有同学们提 出了问题：“感应电流的大小会跟哪些因素有关呢？”小红猜想：“可能跟磁场的方向有关”小华猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的方向有关”小丽猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关” 图中是小明的实验装置，闭合开关后，铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路小明将 实验中观察到的现象记录在下表中次数开关磁场方向导体ab的运动方 向电流表指针的偏转方 向1断开上N下S向右运动不偏转2闭合上N下S向右运动向左偏转3闭合上N下S向左运动向右偏转4闭合上N下S向上运动不偏转5闭合上S下N向下运动不偏转6闭合上S下N向右运动向右偏转7
25、闭合上S下N向左运动向左偏转(1) 小明分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场里做_时，导体中就 会产生感应电流(2) 比较实验2和3 (或6和7) 可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与_有 关5(3) 比较实验2和6 (或3和7) 可知：_(4) 此实验的研究方法有控制变量法和_法在此实验的过程中是_能转 化为_能，重要的应用是_(5) 针对这个实验小明进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场 的强弱有关”的猜想，除此以外你的猜想是：_写出验证你的猜想的主要步骤_你怎样对实验结果进行分析判断_？12为了很方便调整直流电动机的转速，往往在电路中串联一个滑动变阻器，如图所 示那么
26、，要使电动机的转速变慢应该怎么办？13组装好直流电动机后，接通电源，若出现下列现象，请分析原因，把对应序号填 写在横线上。电动机不转，但用手轻轻拔动一下线圈，电动机就能顺利转动起来_转动较慢，显得很吃力_电动机不转，将电刷与换向器之间的压力调大些，电动机才能转动起来_A摩擦阻力太大B换向器与电刷接触不良C启动前线圈刚好处于平衡位置实践作业14、制作简易电动机15、利用家用电风扇发电完成时间周末两天14、自选生活中的材料，自制一台简易的电动机。 (15分)材料： 原理： 简述制作方法： 515、利用家中的吊扇或落地扇发电，怎样操作能是灵敏电流计指针发生偏转。 (需要家长参与，注意安全) (15分
27、)一、填空题1、磁场 切割磁感线 感应电流2、定子 转子 通电导体在磁场中受到力的作用3、通电导体在磁场中受到力的作用线圈两端漆包线去掉一半漆 电动4、 电 变化5、不偏转 偏转 闭合 闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁 感线的运动时，导体中就会产生电流。二、选择题6、D；7、A；8、D；9、A；10、D三、实验题11 机械 切割磁感线运动 (或与磁场方向垂直的运动) 导体切割磁感线运动方向 (或导体运动方向)在导体切割磁感线运动方向 (或导体运动方向) 不变时，感应电流的方 向与磁场方向有关 转换 机械 电 发电机 (或动圈话筒) 感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关 保持磁场
28、强弱不变，让导体ab以不同的速度做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小 如果电流表指针偏转幅度相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关；如果电流表指针偏转幅度不 相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关12 、要使电动机的转速变慢，应减小电流，则滑动变阻器连入电路中的电 阻要增大，所以，滑动变阻器的滑片应向右移动13、 C A B(二) 单元质量检测作业内容序 号类型对应单元 作业目标对应学习水平难度来源完成时 间了解理解应用1填空题3较易改编60分钟2填空题1较易选编3填空题2中等选编4填空题3中等改编5填空题3较易改编6选择题3较易选编7选择题2、3中等选编8选择题3中等选编9选择题3较易改编10选择题2、3较易选编11实验探究题3中等改编12实验探究题1、2较易选编13实验探究题2较易选编14实践题2、3较易原创周末两天15实践题3较易原创2
