20.5 跨学科实践：制作简易直流电动机 教学设计----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

该初中物理教学设计聚焦简易直流电动机的构造、原理及线圈持续转动方法，通过电动玩具车电机通电演示导入，衔接已学直流电动机原理，引导学生动手制作，构建理论到实践的学习支架。 资料以任务驱动实践，教师引导分析部件、选择材料（如漆包线绝缘层控制通断）、确定匝数，学生经历绕制、刮漆、调试（如解决线圈不转问题），提升科学探究能力；展示交流中推理匝数对转动的影响，促进科学思维与合作态度。助力教师落实跨学科实践，帮助学生深化物理观念，培养工程思维。

20.5　跨学科实践：制作简易直流电动机 1.物理观念：明确简易直流电动机的构造，理解其工作原理。 2.科学思维：通过设计和制作简易直流电动机，提升逻辑推理和工程思维能力。 3.科学探究：经历制作简易直流电动机的过程，提升分析问题、解决问题的能力，培养动手操作能力。 4.科学态度与责任：通过制作简易直流电动机，学会独立思考，将物理与工程实践相联系，培养科学服务于社会的科学态度和责任感。 1.教学重点：选择适合的材料制作简易直流电动机，经历制作简易直流电动机的过程。 2.教学难点：学会让通电线圈在磁场中持续转动的方法。 如图所示，展示电动玩具车内部电机，通电演示。电动玩具车能运转，核心是直流电动机。怎样利用学过的直流电动机的工作原理，制作出一台简易的直流电动机呢？ 任务一　制作简易直流电动机 教师活动 学生活动 [提问]结合直流电动机原理，制作简易直流电动机需要哪些关键部件？展示一个直流电动机的结构示意图（如图），引导分析各部分作用。 [提问]现在我们先来制作线圈，如图，展示漆包线和普通铜线，哪种导线适合绕线圈？为什么？ [提问]线圈绕制的匝数多少为宜？ [提问]我们制作的简易直流电动机有什么特点？哪部分作为转子？哪部分作为定子？ [展示]线圈的绕制方式：如图所示，用直尺辅助绕制3cm×2cm矩形线圈（与磁体匹配），强调“匝间紧密、转轴对齐”，两端各留2cm作转轴。 [巡视]纠正线圈松散、转轴歪斜等问题。 [提问]在上节的学习中，我们知道，如果没有换向器，通电线圈在转到下半周时受到的力使线圈反向转动，线圈将不会持续转动。如何使通电线圈能在磁场中持续转动？ [讲解]展示刮漆示意图。在没有换向器的情况下，我们可以用小刀刮去线圈两端引线的漆皮，把左端全部刮掉，让它持续导电，右端只刮半周，使它半周导电、半周惯性转动，让它们充当换向器的功能。 [示范]用小刀轻刮漆包线（戴手套），展示“全刮”与“半刮”效果。 [组装示范]如图所示，用金属丝弯制V型支架，固定在硬纸板上，连接电源后放置磁体，通电后轻推线圈，线圈就会不停地转动了。 [观察讨论]观察示意图，小组讨论后明确：线圈是转动的核心，磁体提供磁场，支架固定结构，电源提供电能，需要有一个转轴将线圈架在支架上，导线将线圈和电源连成一个闭合回路。 [讨论回答]漆包线。对比两种导线，发现漆包线的绝缘层刮掉一部分后能灵活控制电流的通断，所以选择漆包线。 [回答]5～10匝。若绕得太多，线圈会太重，不容易转动；若绕得太少，与磁体间的相互作用弱，也会转不起来。 [回答]把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，作为转子。从线圈的两端拉出约2cm的漆包线作为转轴。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板或电池盒上，两个支架分别与电池的两极相连。最后把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体作为定子。 [动手操作]模仿绕线，用钳子整理线圈形状，确保两根线轴对齐于线圈中间且笔直。 [回答]若能改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动。 [动手操作]按示意图刮漆，组内互查：一端是否完全裸露，另一端是否仅刮180°。 [动手操作]分小组动手操作：支架固定在底座，线圈放在V型槽中，磁体置于线圈下方。调试自己制作的简易电动机，让它更好地工作起来。 任务二　展示交流 教师活动 学生活动 [引导]各小组进行作品展示，小组成员代表简单描述电动机制作过程中遇到的问题和解决问题的办法，其他小组同学可以针对感兴趣的问题进行提问和交流。 1.你是怎样实现让线圈连续转动的？ 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？ 对每个小组的作品进行评价，给予积极的鼓励。 [交流讨论] 学生1：通电测试时，遇到线圈不转的情况，思考出现问题的原因，重新刮漆或更换电池，直至线圈转动。 学生2：我制作的电动机线圈匝数为10圈。选择10圈的原因是匝数过少时，线圈在磁场中受到的力较小，可能无法克服转轴摩擦启动。 学生3：转子转动时，转轴与支架的摩擦主要是滚动摩擦，我将两根支架的间距调整至与线圈尺寸匹配，确保线圈转动时不会左右晃动，避免额外摩擦。 学生4：我发现使用2节干电池时，电动机的转速明显加快，可以带动轻小的风扇叶片转动。 教师活动 学生活动 [任务]请以小组为单位，用思维导图总结本节课核心知识。 [总结]本节课立足于“电动机”课程学习，将理论分析与实际操作相结合。我们根据电动机的工作原理，选取合适的材料制作一个简易直流电动机，并想办法解决让通电线圈能够持续转动的问题。通过本节课，我们对电动机的知识有了更深入的理解。 [小组合作]总结本节课知识，绘制思维导图。 第5节　跨学科实践：制作简易直流电动机 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 学科网（北京）股份有限公司 $