第20章 第4节 电动机&第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机-【名校作业】2025-2026学年九年级下册物理同步教案（人教版·新教材）

该初中物理教学设计聚焦磁场对电流的作用及直流电动机原理，通过小风扇通电转动导入，联系奥斯特实验逆向思考，搭建“电生磁”到“磁生电”的知识支架，梳理电动机构造与工作原理。 此资料以实验探究为核心，分组实验探究通电导线受力方向与电流、磁场方向关系，制作模拟电动机提升动手能力，结合模型与动画分析换向器作用，体现科学探究与科学思维。联系生活实例培养科学态度，助力学生构建物理观念，为教师提供丰富教学资源，提升课堂效率。

智想卓育人教物理9年级下册 第4节 电动机 【教学目标】 知识与技能 1.知道磁场对电流有力的作用，知道通电导线在磁场中受力方向与哪些因素有关。 2.知道直流电动机的基本构造、工作原理和能量转化。 3.知道换向器在直流电动机中的作用。 4.了解电动机在生活中的应用。 过程与方法 1.经历探究通电导线在磁场里受力的作用及受力方向与电流方向、磁场方向有关的过程，提高实验探究能力、分析归纳能力。 2.经历制作模拟电动机的过程，了解直流电动机的结构和工作原理，提高动手能力， 情感、态度与价值观 1.通过观察和实验，养成学生实事求是的实验态度以及与他人交流与合作的精神。 2.通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。 【教学重点】 通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关；直流电动机的原理。 【教学难点】 电动机能够持续转动的原因；直流电动机换向器的作用。 【教学方法】 讲授法、讨论法、演示实验法、列举实例法、多媒体课件演示法。 【教学准备】 教师准备：小风扇、蹄形磁体、5号电池（2节）、导线、开关、线圈、电动机演示模型、多媒体课件 学生每组准备：蹄形磁铁、铁架台、直导线、5号电池（2节）、开关、导线、小刀、漆包线、泡沫板、金属支架 教学过程 1、 引入新课 展示小风扇，通电使其转动。你知道，小风扇是靠什么装置来转动的吗？打开风扇出示电动机，并给它通电，让它转起来。你知道通电后电动机为什么会转动吗？它是是根据什么原理工作的呢？就让我们就一起来探究电动机的奥妙吧！ 二、新课教学 1.磁场对通电导线的作用 【引领认知】让学生回忆奥斯特实验，提问：磁针为什么会转动？ 【过渡问题】启发学生逆向思考：假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？ 【实验探究】利用桌面上的器材，分组实验： （1）将一根直导体放入磁场中，接通电源，让电流通过直导体，观察现象。 提问：这种现象说明了什么？ （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过直导线的电流方向和原来的相反，观察直导体的运动方向有何变化。 提问：这种现象说明了什么？ （3）保持直导线中的电流方向不变，把蹄形磁体上下极磁极调换以下，使磁场方向与原来相反，观察直导线的运动方向。 提问：这种现象说明了什么？ 【归纳总结】比较上面的实验，你能把实验得到的知识总结一下吗？ 让小组内先总结，再让小组代表发言，归纳出结论： 1.通电导线在磁场中要受到力的作用。 2.通电导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁感线的方向有关。 【知识延伸】启发学生思考：如果电流的方向、磁场的方向都发生改变，直导线受力的方向会怎么变化呢？请你验证一下，得出结论。 2. 电动机 【过渡问题】把一根直导线折成一个线框，通电后它会怎样运动？ 【演示实验】把线框放在磁场里，接通电源，让电流通过，观察所看到的现象。 【实验探究】你知道线框为什么能够转动、但不能持续转动吗？现在我们共同分析一下（模型结合动画）。 （1）使线圈静止在如图位置上，闭合开关，图中ab边和cd边电流方向怎样，结合通电导线在磁场中的受力方向与电流方向的关系，分析ab边和cd两边的受力方向如何？会产生什么效果？ 强调：这个位置是线圈的平衡位置，即线圈平面与磁场垂直的位置。 （2）使线圈静止在如图位置上，闭合开关，图中ab边和cd边电流方向怎样，ab边和cd两边的受力方向如何？会产生什么效果？你看到什么现象？ （3）提问：线圈转过平衡位置，为什么不是立即停止？为什么又逆时针转动返回平衡位置？ 把线圈静止在如图位置，即刚才线圈越过平衡位置后所到达的位置。闭合开关，ab边、cd边电流方向怎样，受力又如何呢？会产生什么效果？ 【问题设疑】怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？ 让学生交流讨论，大胆提出各种猜想，教师总结：如果在越过了平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈就能连续转动下去。 【学习构造】要知道生活中的电动机的工作过程，现在我们先来了解一下电动机的构造 ，出示电动机模型，提问：电动机由几部分组成？定子（磁体） 转子（线圈） 【认识换向器】生活中的电动机，多采用改变电流方向的办法来改变受力的方向，实现这一目的的装置是换向器，我们再来认识一下换向器。 【工作过程】播放动画视频，共同分析电动机的工作过程： 【总结归纳】从以上电动机的工作过程，你能说出换向器的作用是什么吗？ 电动机工作过程中，能量是怎么转化的？ 【列举实例】电动机在生活中的应用十分广泛，生活中哪些地方利用到了电动机？ 【课件展示】生活中实际的直流电动机及转子： 介绍：实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。 三、课堂小结 让学生自己归纳总结本节课的学习效果。 四、布置作业 五、板书设计 第4节　电动机 一、磁场对通电导线的作用 1.通电导线在磁场中受到力的作用。 2.通电导线在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关。 二、电动机 1.基本构造：转子、定子 2.工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。 3.换向器的作用：每当线圈转动通过平衡位置后，换向器就自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动 4.能量的转化：电能转化为机械能。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节　 跨学科实践：制作简易直流电动机 【项目提出】 生活中有许多地方会用到直流电动机，例如很多玩具电动车就是用直流电动机来驱动的。利用前面学习过的直流电动机的工作原理，你可以制作一台简易的直流电动机。 【项目分析】 我们知道，电动机主要由线圈和磁体组成，要制作直流电动机，需要考虑以下问题。 1.用什么样的导线绕制线圈?绕制的匝数多少为宜? 2.哪部分作为转子?哪部分作为定子? 3.如何保证通电线圈能在磁场中持续转动? 【项目实施】 根据每个人的个性化设计可以制作出不同的直流电动机。下面是一个比较简单的电动机设计和制作方法，同学们可以参考。 要制作这样的直流电动机，需要有以下材料:漆包线(刷有绝缘漆的铜导线)、强磁体、电池等。 把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈(图20.5-1)，作为转子。从线圈的两端各拉出约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。 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。如果把这个反向转动的力去掉，也就是在线圈转动的上半周通电，下半周断电，线圈依靠惯性能否连续转动呢? 我们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。组装好电动机，给线圈通电并用手轻轻推动一下，线圈就会不停地转动了(图20.5-2)。 调试自己制作的简易电动机，让它更好地工作起来 【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? 学科网（北京）股份有限公司 $