20.5 跨学科实践：制作简易直流电动机 课件+视频 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

物理九年级全一册•人教版2024第5节

跨学科实践：制作简易直流电动机第二十章电与磁学习目标01020304物理观念①能说出简易直流电动机的基本构造；②理解其工作原理（通电线圈在磁场中受力转动，半圈绝缘引线替代换向器改变电流方向）。科学思维通过制作简易直流电动机，分析电动机制作中的问题，培养综合思维和逻辑推理能力；在优化设计时，运用对比、归纳等方法改进方案，提升创新思维。科学探究经历“设计方案，准备材料，制作组装，调试改进”的完整实践过程，学会选择材料、使用工具、解决制作中的问题(如线圈不转、转动不稳)，提升跨学科实践和动手操作能力。科学态度与责任在小组合作中培养沟通协作精神，养成严谨认真的制作态度;体会简易电动机制作的成就感，认识科学探究的乐趣和技术创新的价值，增强将知识应用于实践的责任感重点难点教学重点教学难点简易直流电动机的制作步骤(线圈绕制、引线处理、组装)；工作原理的理解(通电线圈在磁场中受力转动)；跨学科知识的综合应用(如数学计算线圈尺寸、美术设计造型)。引线的绝缘处理(半圈打磨替代换向器)；线圈平衡与转动稳定性的调试；不同学科知识的有机融合(如物理原理与工程结构的结合)课堂导入知识回顾1.直流电动机的工作原理通电线圈在磁场中受力转动。2.直流电动的构造电动机主要由线圈和磁体两部分组成。3.直流电动机为什么能连续转动通电线圈刚过平衡位置，换向器自动改变线圈中的电流方向。通电线圈在磁场力的作用下继续转动。探究新知【项目提出】电动玩具电动剃须刀电钻电吹风电动机俗称“马达”，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。生活中有许多地方会用到电动机......聪明的你可以利用所学知识，制作一台简易的直流电动机吗？探究新知【项目分析】电动机主要由线圈和磁体组成。为了方便制作一台直流电动机，我们需要考虑的方面有哪些呢？1.电动机的材料选取

①制作线圈材料a.导线应具有良好的导电性和绝缘性；b.漆包铜线是绕制电动机线圈的理想材料。不选择普通的导线原因可能是没有绝缘层包裹，绕制线圈时铜线之间相互连通，相当于两条并联的支路，通电时电流方向相同，在相同的磁场中受力方向也相同，无法转动。探究新知②磁体材料选择永磁体作为提供磁场的磁体，为了使电动机的效果更好，应选择磁性较强的磁体。③电源为了安全和方便，可选择常见干电池（1.5V~2V）。探究新知2.电动机的结构设计

①哪部分作为转子？哪部分作为定子？线圈作为转子，磁体作为定子。

②线圈绕制的匝数多少为宜？线圈的匝数是根据所需的电压、电流和功率来确定的。一般来说，线圈缠绕10~20圈即可。匝数太多，可能会导致电阻偏大，电流偏小，空载转速较低，也可能使线圈发热过多；圈数太少，电路中电阻会很小，会使电路中的电流过大造成短路。探究新知3.如何保证通电线圈能在磁场中持续转动？①线圈能持续转动的关键在于及时改变线圈中的电流方向。②通过使用换向器，在线圈转到平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使其能够持续转动。在实际制作中如果没有换向器又该如何改变线圈中的电流方向？探究新知③通电线圈越过平衡位置后，受到的力使线圈反向转动，此时可以把反向力去掉，线圈就可以靠惯性继续转动下去。即：在线圈越过了平衡位置后停止对线圈供电，转动半周后再继续供电，线圈就可以持续转下去了。为此，可将线圈一端的引线用小刀全部刮去漆皮，另一端只刮半周，从而保证给线圈适时供电或停电。一端只刮半周一端全部刮掉探究新知【项目实施】1.设计制作方案设计制作简易直流电动机方案，大致画出设计图。探究新知2.制作步骤①制作线圈：取一段漆包铜线，绕成约3cm×2cm的矩形线圈，缠绕约20圈作为转子。从线圈的两端各拉出约2cm的漆包线作为转轴。用小刀刮去线圈两端引线的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。②制作支架：用回形针或硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板或电池盒上，支架顶部能支撑柱线圈的两端，同时允许线圈自由转动。探究新知③添加磁场：将一块强磁体固定在支架下方，确保线圈在磁体的正上方并能穿过磁场中心。（磁体不能阻挡线圈转动）。④组装电动机：把线圈放在支架上，两个支架分别与电池的两极相连，给线圈通电并用手轻轻推动一下，线圈就会不停地转动。探究新知3.通电测试闭合开关，调试自己制作的简易电动机。注意线圈两端的引线要尽量在同一直线上，避免转动时出现明显跳动，导致断开连接，若线路闭合后线圈依旧不动，可能是线圈刚好处于平衡位置或者引线有漆皮的半周接触支架，此时可以用手轻轻推动一下。探究新知【展示交流】1.请大家展示自己制作的简易直流电动机，介绍制作过程、制作过程中遇到的问题和解决方法。2.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？3.为什么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？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……课堂小结制作简易直流电动机项目提出项目分析项目实施展示交流1.小源同学自己动手做了一个直流电动机模型，接通电路后发现电动机不转动，可当他拔了一下线圈后，电动机就快速转了起来，造成这一情况的原因可能是（）A.电源电压太低 B.电刷接触不良C.电源正、负极接反了 D.开始时，线圈处于平衡位置了课堂练习D2.小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关，电动机的转子正常转动，下列说法错误的是（）A.电动机的工作原理是电磁感应B.只对调磁体的N、S极能改变转子转动方向C.只对调电源的正、负极能改变转子转动方向D.滑片P向A移动，电动机的转子转动加速A3.利用如图所示装置研究“磁场对顺电导体的作用”①应在图甲装置中的MN之间接入_____(填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)。②如图乙所示，放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中，闭合开关S，铝盘会绕水平轴0转动，其工作原理和电动机相似。电动机的工作原理是_________________________。课堂练习通电导体在磁场中受力运动电源4.如图所示用漆包线绕成矩形线圈，将线两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，由于磁场对_________的作用，线圈会转动，线圈在磁场中_____(填“能”或“不能”)持续转动，如果将电源和开关换成小量程电流表，用手缓慢转动线圈，发现电流表的指针左右摆动，_____(填“电动机”或“发电机”)就是根据这个原理工作的。课堂练习发电不能电流有力布置作业1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。2.拓展性作业：你还能有其他制作简易电动机的方案吗？①将圆形