第20章 第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机-【优化设计】2025-2026学年新教材九年级全一册物理同步测控全优设计(人教版2024)

物理/第二十章电与磁 第5节 跨学科实践 昼知识清单 1.电动机主要由 和 两部 分组成。能够转动的部分叫作 ,周 定不动的部分叫作 2.电动机是根据 的原理 制成的。要保证通电线圈能在磁场中连续转 动，就要在线圈越过 后，能够改变 线圈中 的方向。电动机在转动时， 将 能转化为 能。 3.要想改变直流电动机的转动方向，可以对 调强磁体的 ,或者是改变线圈 中的 要想使电动机转动得更 快，可以增大电源 恩练基础 千里之行始于足下 知识点电动机 1.电动机在我们的生活中扮演越来越重要的 角色，大到电动汽车的应用，小到玩具电动 汽车，无处没有它的身影。如图1为一玩具 直流电动机，根据我们所学回答与之有关 的问题： 图1 金属支架 线圈 磁体 图2 132 制作简易直流电动机 图3 (1)直流电动机的工作原理是 ,它在工作时把 能转化为 能。 (2)同时改变直流电动机的磁场和电流方 向，它的转动方向 (选填“改 变”或“不变”)。 (3)小明在学了电动机知识后，回家做了一 个电动机模型如图2，他将线圈两端引 线的漆皮，一端全部刮掉，要使线圈能 连续转动，则另一端的漆皮应刮 (选填“半周”或“全部”)。 (4)按图3的电路把灯泡、电动机接入电路， 观察到电机转起来，同时灯泡发光。如 果用手指捏住玩具电动机的转轴使其 转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度 将变 (选填“亮”或“暗”)，通 过电动机的电流将 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。 2.研究电动机的工作过程： 丙 (1)电动机的工作原理是磁场对 有 力的作用。图甲中，线圈左、右两边框ab、 cd的受力方向相反，其原因是 。线圈从图示位置再转动 度后线圈将恰好达到平衡位 置，并最终停在该位置。 (2)图乙中的线圈可以持续转动，是因为它 加装了 ,该装置能在线圈 (选填“刚转到”“即将转到” 或“刚转过”)平衡位置时，自动改变线 圈中的电流方向。 (3)图丙所示的电动机模型中，调换模型中 器件 (填图中的序号)的放 置可以方便改变电动机的转动方向。 通电后电动机模型的线圈不转动，用手 拨一下，线圈就连续转动起来，则刚才 线圈不转动的原因是 3.如图所示是某同学制作的一种直流电动机 模型，他用回形针做成两个支架，分别与电 池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈， 以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端 全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线 圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关 且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转 动起来。 (1)按他们这种方法刮漆，线圈在平衡位置 附近时会 (选填“自动改变 线圈中的电流方向”或“切断线圈中的 电流”)。 (2)如果电池、开关、导线的连接和性能良 好，闭合开关后，发现线圈只抖动了 下，并不转动，这时可做的有效尝试是 第5节黔学科实践：制作简易直流电动机。物理 (写出一点即可)。 轴线圈 金属支架 磁闲 4.小明在制作电动机模型时，把一段粗漆包 线绕成3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在 线圈的两端各伸出约3cm,用硬金属丝做 两个支架，两个支架分别与电池的两极相 连接。把线圈放在支架上，线圈下放一块 强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻 推一下，线圈就会持续转动。 线圈 磁体《 (1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮， 为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 (选填字母)。 133 物理/第二十章电与磁 A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周 (2)在线圈转动过程中经过如图甲、乙所示 两个位置，图 的线圈恰好处 于平衡位置，此时线圈由于 不会静止：另一个图中线圈左、右两边 所受的两个力不平衡的原因是这两个 力 。如图丙所示的线圈可 以持续转动，是因为它加装了换向器， 能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变 中的电流方向。 5.如图所示是自制的简易电动机模型。 (1)绕制线圈的铜线外表有漆皮，必须对线 圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部 位)进行刮漆处理，其中一端的漆皮全 部刮去，另一端的漆皮刮半周留半周。 按这种方法刮漆的目的是使线圈能 够 (2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线 圈不动，这时应做哪些尝试？（说出两点即 可)① ;② (3)通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采 取的做法：① ② (4)如果还想改变线圈转动的快慢，应 该 线圈 铜线 铜线 漆皮 N 永久磁体 电池 6.小明用自己安装好的直流电动机模型（如 图甲)，来研究电动机的工作过程。 (1)图乙是直流电动机的工作原理图，其中 C、D叫作换向器，它的作用是当线圈平 面刚转过平衡位置时能自动改变线圈 中的 ,线圈左、右两边框的 受力方向相反，其原因是 方 134 向相反。 (2)小明将直流电动机模型接入电路，各部 分连接完好，闭合开关后电动机不能转 动。他用手轻轻地碰了一下线圈后，电 动机模型开始正常转动。刚开始不转 的原因可能是 (选填字母)。 A.蹄形磁铁磁性太弱 B.电源电压太低 C.线圈刚好处于平衡位置 D.线圈中的电流太小 线圈 蹄形磁铁 电制 丙 (3)小明按图丙电路将电动机模型连人电路， 闭合开关，电动机正常转动，小明记下了电 流表和电压表的示数。实验过程中，由于 弧形铁片螺丝松动，电动机线圈被弧形铁 片卡住了，小明惊奇地发现，电动机线圈被 卡住后，电流表和电压表的示数都发生了 变化，小明赶紧记下了两表的示数（如下表 所示)并断开了开关。 电动机状态 电压U/V 电流I/A 正常转动 2.2 0.18 被卡住不转 2.0 0.33 为什么电动机线圈被卡住后电流会变 大呢？小明经过反复思考，终于明白了 其中的道理，原来线圈不转时只有线圈 电阻阻碍电流，线圈电阻比较小，因此 电流较大；当通电线圈在磁场中转动 时，线圈同时也会在磁场中做 运动，产生感应电流，根据 实验数据可以判断，感应电流的方向应 该与原来线圈中的电流方向相反。在 实际生活中，如果电动机转轴被卡住而 不转动时，电能将全部转化为 能，很容易烧坏电动机线圈。 |练提能 百尺竿头更进一步 小凯将一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和 一个强磁铁进行组装，制成简易电动机。 用手握住干电池，铁钉和磁铁就一起旋转 起来，如图所示。 (1)将强磁铁放在螺丝钉的下方，螺丝钉也 获得了磁性，这一过程称为 :已知强磁铁的N极朝上，S 极朝下，则螺丝钉的尖端为 (选填“N”或“S”)极。 (2)将装置中强磁铁的N、S极进行调换，则 铁钉的转动方向 (选填“改 变”或“不变”)。 干电池 导线 螺丝钉 强磁铁 引练素养 探究创新发展素养 在跨学科实践活动中，某小组开展了“制作 简易直流电动机”的实践活动。下面是该 小组同学交流的实践过程遇到的一些困 难，请你帮助小组完成下列内容： 第5节黔学科实践：制作简易直流电动机O物理 ①蹄形磁体 ②弧形铁片 3 ③线圈 ④转轴 )支架 ⑥换向器⑤ ⑦电刷 7 ⑧底座 线圈 金属支架 磁体 ■ 【项目实施】 (1)经过课堂学习，图甲是直流电动机模 型，图乙是小组同学自制的简易电动机 模型。闭合开关，发现线圈不转，小杭 用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开 始转动。造成这一现象的原因是 (2)小组同学发现转动半圈后无法持续转 动，为了让电动机持续转动，该组同学 想到将线圈转轴一端的漆包线只刮上 半周，另一端需 (选填“刮去 上半周”“刮去下半周”或“全部刮去”) 处理才能达到目的，其作用相当于直流 电动机中的 (3)如图乙所示，小杭换用三节干电池供 电，发现线圈转速变快了。不改变电源 电压，他想在电路中串联一个元件 (填元件名称)，可以方便调 节线圈转动的速度。 【展示交流】 在展示交流会上，该小组同学对自己制作 的简易电动机进行了介绍。其中，电动机 之所以能够转动，是因为 转动时的能量转化为 135军装养 1》如所示 薯3节电磁供电磁继电器 1,门艺2)铁志(3)藏化(4四电商大小 有志的多少)电世起重 门》电留铁2电 的 1,C1A3B 1.A2.1D支C 4.通新电地磁位的丝属电商的方向通电绿线管 酒诚管的和被题化后的胶老的场 3.N(2)等于(3左 体表界 (门》生水位降低判金属视针以下时，整制电路新开，电 留铁失安出生，弹簧控验图餐弹属，红灯用在电路楼 通，则红订亮 公解木风桌在只扇风状态下的功率为4雷，则工 10nin商耗的电能W=P=4W×10x0,=2c0j (8朝电陈容量W=U:°=4Y×6A×300 点44×10]，由尹里可知，小风梨无阔电后可特续工 作的时间-罗名巴-1 良稳们的官宜与实系不阳等。 专瑟九电磁作图 1.如图加深 s 2如丽质示 人如周所尿 4如丽厕承 4如用深柔 5.如丽所尿 15.如图衡病 中 第4节电动机 知阴清最 电 1(1)力(2》电流的方向随感线的方剩(3》色范 方向型够线的方向相服（心一个角度不能 1,如丽所示 2(1)转子定子2数通地阀画在微据中国受力库发生 转动(》平衡位置 振基础 1B1受力电机械 3 4通电导缓在墙场中受方的作用 练项船 来如丽侧术 1A 2D 及电象的正、直眼接反了蜡大电源电围 毛斥胜领解外 系(1)道电导线在磁场中受力的作用(2)电管转化为1 械随3》高线面装到平衡位置时及时成交线图中电 流的声白，使每线周转然转功 纸素泰 《1①吸列@豫爪()两、了(B 第5节湾学科实践：制作简易直流电动机 知阴清量 1线图数体种子足子 王查电线厘在德场中是力售转成平幽位置 电电 玉NS敏《南北极》电逸方肉电假 10虹图所茶 练基础 。市通电线图在据场中受到分的作用西鳞始 3)半《4们要大 摩力较太发受力平) 1L如图所茶 的智性不在直线上线 1L(1DN餐 点如圈所示 第6节面生电 1D体电德表2)合一都分切制 《4)机电 (1)不编转(2)不编转(3影电筑(4)暂制磁玻线阁 中体ab氧城 玉电曲感应粒电机 体提能 1.A1C3B4B系B系C3.ADG 长泰百，电面感位机械变化 练素率 1.会变化不会 11)8()17,8w 专题十三种电磁现象的裤析 1.A 2D 3.A 4.A 5.C 6.AD .发电机A 黑（通电线瓶在磁场中受到力的作用反有数转 (2)不同意风电藏计 章末复习 年调植理 (1)量强(2同名盟便互推斥，异名壁盟相互限川 ()电10)电缝的方有场的方向 (12)饲面 动18》壁场的方肉 练习 线制在旺备中受力面转对 14 未(1)条形有2》时商电象的正，负餐 系大不 6口平4 黑来间式话简验显 至1)商形题体民址电随(2)心③ 第二十一章电磁被及其应用 第1节电猫波的海洋 电固增大大 2.D3A 4.A 5.B 4C ,10,回《相我基学)（答宝不一，合 理可 1 12 (2)1.1×1043)L 第2、3节广播、电视和移动通信 卫星通信和光纤通信 产电台电