第20章 第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机-2025-2026学年九年级下册物理同步辅导（人教版）

第⑤ 节 跨学科实践：制作简易直流电动机 知识梳理 一、项目提出 (2)制作转轴：从线圈的两端各拉出约2cm 生活中有许多地方会用到直流电动机。利 的漆包线作为转轴； 用学习过的直流电动机的工作原理，可以制作 (3)制作换向器：用小刀刮去线圈两端引线的 一台简易的直流电动机。 漆皮，把左端全部刮掉，右端只刮半周； 二、项目分析 (4)制作定子，将条形磁体放在泡沫板上作为 1.直流电动机的组成：直流电动机主要由线圈 定子。 和磁体组成。 (5)组装电动机。 2.根据电动机的特点，用漆包线（刷有绝缘漆 3.测试效果：组装好后，给电动机通电并用手轻 的铜导线)绕制成线圈，绕制的匝数约15匝 轻推动一下，观察线圈能否转动。 左右。 四、展示交流 3.根据实验操作的难易程度，让线圈作为转 展示自己制作的简易直流电动机，并进行 子，让磁体作为定子。 评价。 4.为了保证线圈能连续转动，需要的操作是在线 评价 作品等级 圈越过平衡位置后，改变线圈中电流的方向。 指标 优秀 合格 待改进 三、项目实施 功能 能够连续转动 能够转动 无法转动 1.材料准备：漆包线、条形磁体、电池、铁丝、导 稳定性 持续稳定转动 持续转动转动几圈后停止 线、泡沫板等。 转速 较快 一般 较慢 2.主要步骤： (1)制作线圈：把材料中的漆包线绕成大小合 适的矩形线圈，作为转子； 基础过关 1.如图20一5-1所示是小林在课后制作“让线 半。上述方法中合理的有( 圈转起来”的装置图。为了使线圈能持续转 线圈 动，他采取的办法；①将线圈两端引线的绝缘 N 层全部刮掉；②将线圈一端引线的绝缘层全 永磁体 部刮掉，另一端引线的绝缘层刮掉一半；③将 电池 线圈两端引线的绝缘层在同侧刮掉一半； 图20-5-1 ④将线圈两端引线的绝缘层在异侧刮掉一 A.①② B.②③ C.③④ D.②③④ 2.一台组装齐全的直流电动机模型，接通电源 电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电 后电机不转，用手拨动一下线圈后，线圈就正 池被 常转动起来，则该电动机模型开始时不转的 A支架 线圈 原因可能是() 一B支架 A.线圈内部断路 左转轴 右转轴 B.电刷与换向器接触不良 永磁铁 电池 C.磁体的磁性不强，或线圈中电流不够大 图20-5-2 图20-5-3 D.线圈正好处于平衡位置 4.将自制电动机接入电路，如图20一5一3所 3.如图20一5一2所示，将铜导线折成线框并放 示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架 在干电池的正极上，负极吸附着强磁体，线框 是 (选填“导体”或“绝缘体”)。若仅 与磁体组成闭合回路，线框在磁场中受到 对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方 的作用力而转动起来，如果再吸附 向 块磁体，线框的转速会变 若通 能力提升 1.把一段粗漆包线绕成约 方向。 3cm×2cm的矩形线圈： (4)只改变 或 ,都可 作为转子。从线圈的两 以改变线圈的转动方向。 端各拉出约2cm的漆包 图20-5-4 (5)组装好实验装置，接通电源后，发现线圈 线刮去漆皮作为转轴。用硬金属丝做两个支 不能转动，写出一条可能造成该现象的原 架，固定在硬纸板或电池盒上。两个支架分 因： 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，如图 2.制作简易电动机的主要步骤： 20-5-4所示。给线圈通电并用手轻推一 (1)收集实验材料： 下，发现线圈会不停地转下去。 电池、开关 、漆包线（刷有绝缘 (1)此直流电动机模型工作的原理是 漆的铜导线)、硬金属丝等。 。 线圈在转动 (2)制作转子：把一段粗漆包线绕成约3cm× 过程中 能转化为 能。 2cm的矩形线圈，作为 ；从线圈 (2)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮 的两端各拉出约2cm的漆包线作为 线的要求是 (选填“A”或“B”)。 A.两端全刮掉 (3)制作换向器：将线圈两端引线的漆皮，一 B.一端全部刮掉，另一端只刮半周 端 ,另一端 (3)上述刮漆的方法实际上就是装了一个 (4)制作支架：用 做两个支架， 。 采用“刮漆”的办法 固定在硬纸板或电池盒上。两个支架分 (选填“能”或“不能”)改变线圈中的电流 别与 的两极相连。 (5)组装：把线圈放在支架上，线圈下放一块 6.制作完成后，小林想到自己家中的用电器也 强磁体作为 用到了电动机，请你帮小林列举两种装有电 (6)让简易电动机转动：如图20-5一5所示， 动机的家用电器： 闭合开关，电路形成通路，用手轻轻推动 7.用一个铁钉、一节电池、一 一下，线圈就不停地转动了。 根电线和一个纽扣强磁体， 轴 线圈 可组装成一个演示用的简 金属支架 易电动机，这个简易电动机 强磁体 工作时，通过铁钉的电流方 向是向 (选填“上” 图20-5-6 或“下”)，铁钉由于受到 的作用力而 图20-5-5 旋转。若要改变铁钉的转动方向，可以改变 3.某同学组装简易电动机模型，装好后发现电 方向。简易电动机转动起来后，电 动机不转，可能的原因是 (填序号)。 线下端应间歇性接触磁体，这样做的好处 ①接线柱接触不良 是 ②电池没电 8.将电动机模型接入如图20一5一7所示的电 ③磁体磁极互换 路中，若电源电压U=10V,接通电路后，电 ④线圈刚好在平衡位置 动机未转动时，电流表读数为2A;电动机正 ⑤转子和定子间摩擦力太大 常转动时，电流表读数为1A,则电动机正常 4.如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭 合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转 转动1min时的效率是多少？ M 动，原因可能是 ,这时 A 可做的有效尝试是 5.要使实验装置能调节“电动机”转速，还需要 图20-5-7 增加的一个主要器材是 素养发展 1.【实际操作】在制作简易直流电动机时，如果 2.【实际操作】在制作简易直流电动机时，通电 整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动， 后线圈能转动，如果要改变转动方向，可以采 这时应做哪些尝试？（写出两点即可） 取什么做法？金属棒可能静止。 第5节跨学科实践：制作简易直流电动机 【基础过关】 1.B2.D 3.磁场大短路 4.导体相反 【能力提升】 1.(1)通电线圈在磁场中受力转动电机 械(2)B(3)换向器不能(4)磁场方 向电流方向(5)电源电压较低（或轴所 受阻力太大或开始线圈处在平衡位置) 2.(1)强磁体(2)转子转轴(3)全部刮 掉只刮半周(4)硬金属丝电池 (5)定子 3.①②④⑤ 4.磁场太弱换用磁性较强的磁体 5.滑动变阻器 6.电风扇和洗衣机（合理即可） 7.下磁场电流（或磁场）保护电源 8.解：电动机正常工作时， 功率P=UI=10V×1A=10W, 电动机做的总功为 W总=Pt=10W×60s=600J, 电动机产生的热量为 Q=IRt=(1A)2×10Y 2A ×60s=300J, 电动机的效率为 、W有_W色-Q_600J-300J=50%。 刀=w总W总 600J 【素养发展】 1.(1)检查线圈中是否有电；(2)检查磁体是 否有磁性等。（合理即可） 2.(1)对调磁体两极；(2)对调电源两极。 第6节 磁生电 【基础过关】 1.D 2.D点拨：由题图可知，A、B、C中的导线运 动时都会切割磁感线，所以会产生感应电 流；只有D项中导线没有切割磁感线，所以 不会产生感应电流。故选D。 3.B点拨：电磁跷跷板利用了电磁感应的原 理；电风扇利用的是通电导体在磁场中受 力运动，故A不符合题意；发电机工作的原 理是电磁感应，故B符合题意；电磁铁利用 的是电流的磁效应，故C不符合题意；电铃 利用的是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选B。 4.C点拨：发电机主要由转子和定子两部分 组成；交流发电机和直流发电机都是利用 电磁感应现象制成的；交流发电机和直流 发电机在工作时，由于线圈切割磁感线的方 向不断地周期性变化，所以在线圈中产生的 是交流电，故C错误，ABD正确。故选C。 5.A点拨：当踩踏地板时，固定在地板下方 的磁铁往复运动，使固定在地面上的弹簧 线圈在磁场中做切割磁感线运动，闭合电 路中产生感应电流，小灯泡发光，这是电磁 感应现象。故选A。 6.B点拨：把发电机跟小灯泡连接起来，使 线圈在磁场中转动，可观察到小灯泡发光， 即发电机是利用电磁感应的原理制成的，故 A错误；由于发光二极管具有单向导电性， 所以把两个发光二极管极性相反地并联起 来，并与发电机串联，两个发光二极管交替 发光，表明发电机发出的电流的方向是变