20.5 跨学科实践：制作简易直流电动机 课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦“制作简易直流电动机”跨学科实践，核心涵盖构造、工作原理及制作过程。课堂导入通过回顾直流电动机原理、构造和换向器作用，以“如何利用原理制作简易电动机”问题引导，搭建从理论到实践的学习支架。 其亮点在于融合物理观念与工程动手实践，通过项目分析（材料选取、结构设计）和实施（线圈绕制、刮漆替代换向器）培养科学探究与科学思维。练习题结合故障排查强化问题解决，助力学生提升实践能力，为教师提供系统教学资源。

人教版物理九年级全一册精做课件 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026年7月22日 20.5跨学科实践：制作简易直流电动机 第二十章 电与磁 20.5 跨学科实践：制作简易直流电动机 同步练习题（人教版九年级全一册） 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 制作简易直流电动机不需要用到的器材是（） A. 漆包铜线 B. 永磁体 C. 蓄电池（电源） D. 滑动变阻器 2. 简易直流电动机的工作原理是（） A. 电磁感应 B. 磁场对通电导体有力的作用 C. 电流热效应 D. 电流磁效应 3. 制作线圈时，将线圈一端漆皮全部刮掉，另一端只刮半周漆皮，目的是（） A. 增大电阻 B. 充当简易换向器 C. 美观整齐 D. 增强磁性 4. 简易电动机工作时，线圈转动过程中，半周通电受力转动，半周不通电，依靠（）继续转动 A. 磁力 B. 惯性 C. 重力 D. 摩擦力 5. 若简易电动机线圈转动方向相反，下列操作可行的是（） A. 增大电源电压 B. 更换磁性更强的磁铁 C. 调换电源正负极 D. 增加线圈匝数 6. 下列做法不能加快简易电动机线圈转动速度的是（） A. 增大电源电压 B. 换用强磁体 C. 减少线圈匝数 D. 增加线圈匝数 7. 组装好简易电动机后，线圈不转动，排查原因错误的是（） A. 线圈处于平衡位置 B. 漆皮刮除不当，电路不通 C. 摩擦力过大 D. 磁铁磁性太强 8. 简易电动机工作时的主要能量转化是（） A. 机械能→电能 B. 电能→机械能 C. 内能→电能 D. 电能→内能 9. 关于自制简易换向器（刮漆皮），说法正确的是（） A. 全程通电持续受力 B. 保证线圈持续单向转动 C. 改变磁场方向 D. 增大电路电流 10. 跨学科制作简易电动机，融合的学科知识是（） A. 物理电学、力学、工程动手实践 B. 化学方程式 C. 生物遗传规律 D. 地理磁场分布 二、填空题（每空2分，共28分） 11. 简易直流电动机的核心工作原理：_________在磁场中受到磁力的作用发生转动。 12. 自制简易电动机的关键步骤：绕制_________、刮除漆皮、固定支架、放置_________、接通电源。 13. 线圈一端全部刮漆、另一端刮半周漆皮，作用是自制简易_________，保证线圈持续_________转动。 14. 线圈转动半周通电受力，半周断电依靠_________转动，避开受力反向的区域，实现连续转动。 15. 线圈转动方向与_________方向和_________方向有关，改变任意一个方向，转动方向反向。 16. 提升简易电动机转速的方法：_________电源电压、_________磁体磁性、适当增加线圈匝数。 17. 实验中若线圈卡在平衡位置不转动，可轻轻拨动线圈，使其脱离_________位置即可正常转动。 三、实验实践分析题（共22分） 18. 根据简易直流电动机制作实践，完成填空分析。 （1）漆包线的绝缘漆作用是_________，刮除漆皮的部位才能_________，形成通路。 （2）简易电动机没有传统换向器，依靠_________的刮漆方式替代换向器工作。 （3）实验中若线圈转动缓慢，原因可能是电源电压过低、磁铁磁性弱、线圈匝数少或_________过大。 （4）电动机工作过程中会发热，是因为电流的_________效应，少量电能转化为内能。 （5）该实践结合物理原理与手工制作，体现了物理_________、服务生活的跨学科实践理念。 四、实践简答题（共20分） 19. 简要说明简易电动机“一端全刮、一端半刮”漆皮的工作原理。（10分） 20. 列举两种简易电动机常见故障及对应的解决方法。（10分） 五、参考答案与解析 选择题答案： 1.D 解析：简易直流电动机只需漆包线、磁铁、电源、支架，不需要滑动变阻器。 2.B 解析：所有电动机的核心原理都是磁场对通电导体有力的作用。 3.B 解析：半周刮漆结构可间断通电，替代换向器，防止线圈反向转动。 4.B 解析：断电半周依靠线圈自身惯性继续转动，完成一周运动。 5.C 解析：调换电源正负极改变电流方向，可改变线圈转动方向；电压、匝数只改变转速。 6.C 解析：减少线圈匝数会减弱磁力，减慢转动速度。 7.D 解析：磁铁磁性太强会让转动更有力，不会导致线圈不转。 8.B 解析：电动机核心能量转化：电能主要转化为机械能。 9.B 解析：自制刮漆结构可实现间断通电，保障线圈持续单向转动。 10.A 解析：该实践融合电学原理、力学惯性、手工制作，属于物理跨工程实践应用。 填空题答案： 11. 通电线圈 12. 线圈；永磁体 13. 换向器；单向 14. 惯性 15. 电流；磁场 16. 增大；增强 17. 平衡 实验实践分析题答案： （1）绝缘防漏电；导电 （2）一端全刮、一端半周刮漆 （3）摩擦阻力 （4）热 （5）源于生活 实践简答题答案： 19. 答：线圈一端漆皮全部刮除，始终导电；另一端只刮半周，使得线圈转动一周过程中，只有半周有电流通过、受到磁场磁力作用转动；另外半周断电无磁力，依靠惯性转动。这种间断通电的方式，避免了线圈转过平衡位置后受力反向，替代换向器实现线圈持续单向转动。 20. 答：① 故障：线圈不转动。解决方法：轻轻拨动线圈脱离平衡位置，检查漆皮是否刮除到位、电路是否接通、减小支架摩擦；② 故障：线圈转动过慢。解决方法：增大电源电压、更换磁性更强的磁铁、适当增加线圈匝数、减小转轴摩擦力。 习题总结 本套习题贴合20.5跨学科实践课标要求，聚焦简易直流电动机制作全过程，覆盖器材选择、制作原理、刮漆工艺作用、转动规律、转速影响因素、常见故障排查、跨学科素养。重点突破自制换向器原理、惯性辅助转动、实验故障分析等实践类高频考点，衔接上一节电动机理论知识，做到理论与动手实践结合，题型、难度与整册习题完全统一。 学习目标 1.明确简易直流电动机的构造，理解其工作原理。 2.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.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。 学习目标 怎样利用学习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？ 问题 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 …… 【项目提出】 生活中有许多地方会用到直流电动机，例如爸爸的电动剃须 刀、夏天使用的手持式微风扇都是用直流电动机来驱动的。 直流电动机的工作原理是利用__________在______中受力转 动，利用________及时改变线圈中的电流______使得线圈持 续转动的；下面制作一台简易的直流电动机。 通电线圈 磁场 换向器 方向 举一反三 16 【项目分析】 1.根据电动机的原理知，电动机主要由______和______组成， 因而要制作直流电动机，必须用________制成线圈，且保证 各圈导线之间是绝缘的，磁体要尽可能的磁性较____。 线圈 磁体 漆包线 强 2.为了便于快速转动，选择______作为转子，______作为定子。 3.没有换向器时，______（填“能”或“不能”）改变电流方向， 但可以切断电流，避免电动机反向受力而停止转动。 线圈 磁体 不能 举一反三 17 【项目实施】 4.将漆包线绕成约 的矩形 线圈20匝，作为转子。从线圈的两端 各拉出约 的漆包线作为转轴。 用硬质的铜导线竖立在泡沫板上作为 支架，准备2节干电池作为电源，如 图所示。 举一反三 18 5.由于线圈是回形的，当线圈始终通电时，上下两个边中的 电流方向是______（填“相同”或“相反”）的；下方的磁体的 磁场方向不变，两个边轮流处于下方时，受力方向______， 会使线圈__________。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______ 能连续转动，因而用小刀刮去线圈两端引线的漆皮时，把一 端全部刮掉，另一端只刮______，组装好电动机。 相反 相反 来回晃动 惯性 半周 举一反三 19 6.接好电路后，用手轻轻推动后，观察到线圈转动，此时将 ____能转化为______能。 电 机械 举一反三 20 【展示交流】 7.转子在转动时，转轴受到的摩擦主要来源于支撑结构和电 刷接触等。对实验可能造成的影响有：①摩擦会消耗部分机 械能；②发热现象等。 8.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？（写出两点即可） 【解】（1）检查线圈中是否有电；（2）检查磁体是否具有 磁性等。 举一反三 21 9.通电后线圈能转动，如果要改变转动方向，可以采取什么 做法？ 【解】（1）对调磁体两极；（2）对调电源两极。 举一反三 22 【项目拓展】 进一步研究图中的电动机模型，测得当电动机两端电压为 时，通过电动机的电流为 ，则该电动机的电功率为____ 。 1.2 举一反三 23 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 $