【沪粤2024版】九下17.2电动机转动的原理 核心素养教学设计

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科 《17.2电动机转动的原理》教学设计 课题 2.电动机转动的原理 单元 17 学科 物理 年级 九下 教材分析 本节内容是沪粤版九年级下册第十七章第二节，属于“电磁学”模块的核心知识之一。教材以“电动机为何能转动”为切入点，通过设计实验探究磁场对电流的作用力，引导学生从现象出发，逐步构建“通电导体在磁场中受力”的物理模型，并进一步引出换向器的作用机制，最终归纳出直流电动机的工作原理。该部分内容承上启下，既是对前一节“磁场与电流关系”的深化，也为后续学习发电机原理奠定基础。教材注重科学探究过程，强调动手实践与思维推理相结合，体现了新课标倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。 2022新课标要求 结合实例，了解电动机的工作原理。通过实验，探究通电导体在磁场中受到力的作用，知道力的方向与电流方向、磁场方向的关系。了解换向器在电动机中的作用。明确高铁动力核心是电动机“通电导体在磁场中受力”原理 学习目标与核心素养 1.物理观念（1）能说出通电导体在磁场中会受到力的作用，并能准确描述该力的方向与电流方向、磁场方向之间的关系。 （2） 能解释电动机中换向器如何实现线圈持续转动，理解其在维持转动方向一致性中的关键作用。2.科学思维通过分析线圈在磁场中的运动状态变化，理解换向器的“换向”逻辑，发展动态推理和模型建构能力；能归纳受力方向与电流、磁场方向的关联，形成规律性认知。3.科学探究参与“探究磁场对通电导体的作用力”实验，经历“提出问题→设计方案→实验操作→分析结论”的探究流程，掌握转换法和控制变量法。4.科学态度与责任了解电动机在高铁、机器人等现代科技中的应用，感受我国“复兴号”等科技成就，增强民族自豪感；认识技术创新对科学原理实际应用的推动作用，培养对电磁学技术的兴趣和创新意识。 学情分析 九年级学生已具备一定的电学基础知识，如电流、电路、磁极间相互作用等，对电动机的常见应用有直观感受，但对内部工作原理缺乏系统理解。他们正处于抽象思维发展的关键期，能够接受一定层次的逻辑推理，但对“力的方向与电流和磁场方向的关系”这类矢量关系的理解仍存在困难。部分学生可能因实验操作经验不足而产生畏难情绪。因此，在教学中需借助可视化实验装置、动态演示视频及分组合作探究等方式降低认知负荷，通过情境任务驱动激发兴趣，采用“问题链+实验验证+模型建构”的递进式教学策略，帮助学生突破难点，建立正确的物理观念。 重点 1.通电导体在磁场中受力的规律（受力的存在性、力的方向与电流/磁场方向的关系）；2.换向器的结构与核心作用（改变线圈电流方向，实现持续转动）；3.直流电动机的工作原理（通电线圈受力转动+换向器持续换向）；4.电动机的能量转化（电能→机械能）及典型应用。 难点 1.理解“平衡位置”的含义及线圈在平衡位置的运动特点；2.换向器如何在关键时刻改变电流方向，使线圈越过平衡位置后持续转动；3.受力方向与电流方向、磁场方向的双向关联。 材料准备 金属轨道、磁铁、开关、电池、能够在轨道上滚动的金属杆。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 情境导入上节课我们拆开电动机，发现它由定子和转子组成，进而猜想：电动机转动可能是磁场对通电线圈有力的作用。今天，我们就来探究磁场中的通电导体受到的作用力。 回忆上一节的内容 温故而知新引出本节课题 讲授新课 一、探究磁场中的通电导体受到的作用力活动1探究磁场中的通电导体受到的作用力1.实验器材金属轨道、磁铁、开关、电池、能够在轨道上滚动的金属杆，滑动变阻器。2.实验方法：控制变量法探究受力方向时，分别控制磁场和电流方向不变，研究单一变量的影响3.实验步骤（1）按照下 ... ...