20.5跨学科实践：制作简易直流电动机（课件）2025-2026学年人教版（2024）九年级物理全册

第二十章 电与磁 九下物理 RJ第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机1. 明确直流电动机的结构，理解其工作原理。2. 设计制作简易直流电动机，能综合运用所学知识解决遇到的问题。3.展示并介绍自己制作的电动机，与同学交流分享，增强对物理学与日常生活、工程实践间联系的认识，树立学以致用的思想。学习目标课堂导入玩具电动车电动玩具小火车电动剃须刀USB小风扇电动牙刷无人机的电动旋翼这些装置为什么会自己动起来?直流电动机新知探究制作简易直流电动机项目提出视频 制作一台简易的直流电动机。分析： 使用铜漆包线，铜的导电性能好，漆包线可以避免线圈匝间短路；圈数不能太少，电路中电阻会很小，会使电路中的电流过大，可以在5~10圈左右。新知探究 制作直流电动机，需要考虑的问题：制作简易直流电动机项目分析1. 用什么样的导线绕制线圈? 绕制的匝数多少为宜?线圈磁体新知探究 制作直流电动机，需要考虑的问题：制作简易直流电动机项目分析2. 哪部分作为转子? 哪部分作为定子?线圈磁体分析： 线圈作为转子，磁铁作为定子（用强磁体固定为定子，可以简化结构，降低制作难度。）新知探究 制作直流电动机，需要考虑的问题：制作简易直流电动机项目分析3. 如何保证通电线圈能在磁场中 持续转动?线圈磁体分析： 利用“换向器”可以改变电流方向，让线圈持续转动。但是复杂换向器制作困难，可以设计简易“换向装置”让线圈持续转动。新知探究制作简易直流电动机 简易“换向装置”的设计方案项目分析视频新知探究制作简易直流电动机项目实施直流电动机设计画出设计图：根据设计方案，画出直流电动机的模型图。确定实验器材：漆包线（刷有绝缘漆的铜导线）、强磁体、电池、羊眼钉、木块、小刀等。新知探究制作简易直流电动机拟定实验步骤：制作线圈。把一段粗漆包线绕成约 3 cm×2 cm的矩形（或椭圆形）线圈 ，作为转子。从线圈的两端各拉出约2 cm的漆包线作为转轴。用小刀刮去线圈两端引线的漆皮，把左端全部刮掉，右端只刮半周。 一端的漆皮全部刮掉，另一端只刮半周。（刮漆时要注意安全！）新知探究制作简易直流电动机拟定实验步骤：组装小电动机。在硬底板上安放电池盒，两个木块上装上羊眼钉作为支架并固定在底板上。在电池盒上再固定一块强磁体，之后把线圈放在支架上，使它可以平稳转动。 强磁体平放在线圈正下方，N、S极方向与线圈平面平行。新知探究制作简易直流电动机拟定实验步骤：连接电路，轻推线圈，观察现象。 调试自己制作的简易电动机，让它更好地工作起来。 启动时可轻推线圈至倾斜30°位置释放，持续转动超过10圈即可​标志成功。新知探究制作简易直流电动机项目实施视频新知探究制作简易直流电动机展示交流 1. 请大家展示自己制作的简易直流电动机，并说明是怎样实现让线圈连续转动的，看看谁的电动机设计得更巧妙。 2. 你的电动机线圈匝数是多少? 转子在转动时，转轴受到的摩擦情况如何? 3. 观察哪个电动机转动得更快，它们可以带动其他装置旋转吗?新知探究制作简易直流电动机视频新知探究制作简易直流电动机思考：实验中有的小组制作的电动机模型不转动， 分析原因可能有哪些? 失败原因是什么?新知探究制作简易直流电动机电池电量不足；摩擦力太大；线圈圈数太多，自身重力较大；线圈与支架接触不良；磁铁磁性太弱；线圈距离磁铁太远 ……分析：典型例题解析：（1）漆皮多为树脂类涂料，属于绝缘体。例1.如图，创新小组自制小小电动机：用硬金属丝制作两支架m、n，固定在木板上；把一段粗漆包线绕成矩形线圈abcd，漆包线的两端伸出作为引线，用小刀刮两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周，将引线放在支架上；用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁，置于线圈之下。把线圈和电磁铁按图示接入电路，闭合开关，用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。（1）引线上的漆皮要刮掉，原因是漆皮属于________；＋ －绝缘体典型例题（2）并联，运用安培定则；（3）另半周依靠线圈的惯性；（4）线圈中电流的方向和电磁铁所产生的磁场方向同时发生改变，因此线圈的受力方向并没有发生变化，所以线圈的转动方向也将不变。（2）线圈abcd与电磁铁的连接方式是____联；电磁铁上端的磁极是____极；（3）线圈转动一周时，只有半周获得了动力，要靠________转过另半周；（4）若把电池正负极对调，闭合开关，线圈的转动方向将 ________ （改变/不变）。并S惯性不变＋ －制作简易直流电动机项目提出课堂小结项目实施1. 材料准备；2. 制作过程。项目分析1. 绕制线圈：线圈的材料、圈数.2.转子与定子：线圈是转子；强磁体是定子.3.通电线圈持续转动：简易“换向装置”展示交流制作简易直流电动机。1. 制作过程及其过程中的问题和解决方法；2.对作品进行评价；3.故障及其排除。1. 如图，小明把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，线圈的两端各伸出约3 cm。后用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块磁铁。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去，小电动机就制作好了。若制作和电路无误，接上电源后线圈不动，请写出可能原因和解决方法?随堂练习解析：电动机不转动的原因有可能：①线圈刚好处于平衡位置，可以用手轻推一下；②是因为线圈受力太小，原因可能是线圈中电流太小或磁体磁性较弱，可以试着增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。2. 小华周末在家发现了如图1所示的材料，当他将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝____________（选填“被吸引”或“不被吸引”）。他将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，19世纪的科学家根据这个原理制成了________ （选填“电动机”或“发电机”）；若调换强磁铁的磁极，铜线圈转动的方向与原来_______。随堂练习解析：磁铁可以吸引含有铁、钴、镍的物体，不能吸引铜丝。通电的铜线在磁场中受力的作用工作，是电动机。若调换磁极，铜线圈受到的磁力方向改变，转动的方向与原来相反。不被吸引电动机相反