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”核心知识点，从生活中的直流电动机实例（吹风机、电动牙刷等）导入，系统讲解其构造、工作原理及制作步骤，构建从理论到实践的学习支架。 其亮点在于融合物理观念与科学探究，通过跨学科实践（物理与工程技术结合）、动手制作（线圈刮漆处理、故障排查）及中考真题连接，培养学生科学思维与动手能力。学生能提升问题解决能力，教师可获得系统教学资源与实践指导。

授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 人教版（2024）物理九年级全册教学课件 第二十章 电与磁 20.5跨学科实践：制作简易直流电动机 20.5 跨学科实践：制作简易直流电动机 同步练习题（人教版九年级全册） 适用年级：九年级 考查知识点：简易直流电动机制作原理、实验器材作用、线圈刮漆处理方法、电动机故障分析、转动影响因素、跨学科动手实践与优化设计 满分：100分 一、选择题（每题4分，共32分） 1. 制作简易直流电动机的核心工作原理是（） A. 电磁感应现象 B. 磁场对通电导体有力的作用 C. 电流的热效应 D. 电流的磁效应 A. 漆包线线圈 B. 永磁体 C. 电流表 D. 电池与导线 3. 制作简易电动机时，对线圈引线漆皮的正确处理方式是（） A. 两端漆皮全部保留 B. 一端全部刮掉，另一端只刮半周 C. 两端漆皮全部刮掉 D. 只刮一端少量漆皮 4. 简易电动机中，半周刮漆的设计作用等同于（） A. 导线 B. 换向器 C. 电源 D. 磁体 5. 简易电动机通电后线圈不转动，下列原因不可能的是（） A. 线圈处于平衡位置 B. 漆皮刮除不当导致电路不通 C. 磁场强度过大 D. 电池电量不足 6. 想要让简易电动机线圈转动速度变快，可行的操作是（） A. 减小电源电压 B. 更换磁性更强的磁体 C. 增加线圈电阻 D. 减少线圈匝数 7. 关于简易电动机的能量转化，说法正确的是（） A. 机械能转化为电能 B. 电能主要转化为机械能 C. 内能转化为电能 D. 电能全部转化为内能 8. 改变简易电动机转动方向的方法是（） A. 增大电源电压 B. 增加线圈匝数 C. 调换磁体南北极 D. 更换更粗的漆包线 二、填空题（每空3分，共30分） 9. 简易直流电动机的核心组成部分：________、永磁体、电源、支架。 10. 制作时线圈引线一端刮全部漆皮、另一端刮半周，目的是利用________原理，让线圈持续转动。 11. 简易电动机工作时，通电线圈在________中受到磁力作用发生转动。 12. 线圈转动速度与________大小和磁场强弱有关，电流越大、磁场越强，转速越快。 13. 只调换磁体方向，电动机________改变；只改变电源正负极，转动方向也会改变。 14. 线圈静止在________时，受力平衡，通电后无法自行转动，轻轻拨动即可正常旋转。 15. 漆包线表面的绝缘漆会隔绝电流，若引线漆皮未刮除干净，会导致电路________，线圈不转动。 16. 简易电动机工作过程中，部分电能转化为________，使线圈发热。 17. 增加线圈的________，可以增大线圈受力，提升简易电动机转动稳定性。 三、实践填空题（每空4分，共20分） 18. 根据简易电动机制作实践完成填空： （1）半周刮漆的设计，使线圈半周通电受力转动，半周________依靠惯性转动。 （2）实验中若线圈转动缓慢，可更换电量充足的电池，增大________提升转速。 （3）制作线圈时，线圈缠绕越规整，转动时________越小，运行更稳定。 （4）该实践融合物理电学、力学知识，是物理与________结合的跨学科应用。 （5）若同时改变电流方向和磁场方向，电动机转动方向________。 四、简答题（18分） 19. 结合制作实践作答：（1）简述简易电动机半周刮漆的工作原理；（2）写出两种简易电动机通电不转动的故障排查方法。 参考答案与解析 一、选择题 1.B 解析：简易直流电动机同样依靠磁场对通电导体有力的作用的原理工作。 2.C 解析：制作简易电动机只需线圈、磁体、电源、支架，无需电流表测量电流。 3.B 解析：一端全刮、一端半刮是简易电动机的关键制作步骤，替代换向器实现持续转动。 4.B 解析：半周刮漆结构可间断改变线圈通电状态，等效替代换向器的换向作用。 5.C 解析：磁场过强会让线圈受力更大，转速更快，不会导致线圈不转动。 6.B 解析：更换强磁体可增强磁场，增大线圈受力，加快电动机转动速度。 7.B 解析：电动机通用能量转化规律：电能主要转化为机械能，少量转化为内能。 8.C 解析：调换磁体南北极改变磁场方向，可改变电动机转动方向，其余操作只改变转速。 二、填空题 9. 线圈 10. 换向器 11. 磁场 12. 电流 13. 转动方向 14. 平衡位置 15. 断路 16. 内能 17. 匝数 三、实践填空题 18.（1）不通电 （2）电流 （3）阻力 （4）工程技术 （5）不变 四、简答题 19. 答：（1）简易电动机一端引线半周刮漆，实现间断通电。线圈通电半周时，在磁场中受磁力作用转动；未通电半周时，不受磁力，依靠线圈惯性继续旋转。该结构替代专业换向器，避免线圈受力反向阻碍转动，从而实现持续单向转动。 （2）故障排查方法：①检查线圈引线漆皮，确认是否刮除到位，绝缘漆残留会造成电路断路；②轻轻拨动线圈，排查是否静止在受力平衡位置，打破平衡即可转动；③检查电池电量与线路接触情况，排除断电、电压不足问题。 （全文共计1222字） 2026年8月9日 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 吹风机 电动牙刷 电动玩具车 下列物品都是用直流电动机来驱动的，你可以利用学过的知识制作一台简易的直流电动机吗？ 　　通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。 知识点 1 设计简易直流电动机 直流电动机的工作原理 4 通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，线圈转至平衡位置时，两电刷跟两个半环间绝缘部分接触，线圈中无电流，线圈不受力的作用，由于惯性会越过平衡位置，换向器改变线圈中电流的方向，线圈再次受到与之前相同方向的力的推动，持续旋转。 直流电动机的工作过程 我们知道，直流电动机主要由磁体 和线圈组成。制作直流电动机时需要考 虑以下问题： 1.用什么样的导线绕制成线圈？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.如何保证通电线圈在磁场中持续转动？ 设计简易直流电动机 漆包线（刷有绝缘漆的铜导线） 强磁体 选择材料 电池 金属丝 硬纸板 1.把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈作为转子。从线圈的两端各拉出约2cm的漆包线作为转轴。 2.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。 3.把线圈放在支架上,线圈下放一块强磁体作为定子。 知识点 2 制作简易直流电动机 8 4.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。 5.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。 9 问题分析 1.为什么要用手轻轻推一下线圈？ 线圈引线一端的漆皮全部刮掉，另一端的漆皮只刮去半周，这种设计使线圈每转一周，只有半周能获得动力，为确保线圈能够获得初始动力，需要推一下线圈。 2.线圈不停转动的原因是什么？ 采用刮漆皮的方式能够在线圈越过与磁感线垂直的位置后停止对线圈供电,线圈不会受到阻碍它转动的力，这样由于惯性，线圈就能不停地转动了。 10 1.(2025·南京中考)以下实验反映的规律能解释电动机工作原理的是( ) A.图①中,闭合开关，铁钉被吸引 B.图②中,闭合开关,水平移动金属 棒，灵敏电流计指针偏转 C.图③中,闭合开关，线圈转动 D.图④中,闭合开关，小磁针偏转 C 连接中考 解析：通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。改变电流大小，只能改变受力大小，不能改变受力方向。 11 连接中考 2. (2025·济南中考)如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是( ) A.只增强磁体的磁性 B.只减少线圈的匝数 C.只升高电源的电压 D.只对调磁体的两极 D 解析：将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样当线圈转至平衡位置时，由于惯性继续转动，而不是受相反方向的力，当回到初始位置时，再次受力转动，从而使线圈继续转动下去。故图中线圈可以连续转动；如果通过线圈的电流变大，线圈受力变大，线圈的转动速度将变大；如果改变线圈中的电流方向，线圈受力方向改变，线圈的转动方向将改变。 12 3. (宿迁中考)图中是小明制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是( ) A.利用电磁感应原理工作 B.线圈在转动时，始终受到磁场作用力 C.将电能转化为机械能 D.增大线圈中的电流可改变转动方向 C 连接中考 解析：将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样当线圈转至平衡位置时，由于惯性继续转动，而不是受相反方向的力，当回到初始位置时，再次受力转动，从而使线圈继续转动下去。故图中线圈可以连续转动；如果通过线圈的电流变大，线圈受力变大，线圈的转动速度将变大；如果改变线圈中的电流方向，线圈受力方向改变，线圈的转动方向将改变。 13 【项目提出】 生活中有许多地方会用到直流电动机，例如电动剃须刀、手持式风扇都 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 圈可以持续转动。下面让我们一起制作一台简易的直流电动机。 通电线圈 磁场 换向器 方向 考试考法 14 【项目分析】 1.根据电动机的原理知，电动机主要由______和______组成，要制作直 流电动机，需要用________制成线圈，磁体要尽可能选择磁性较____的。 线圈 磁体 漆包线 强 返回 考试考法 15 2.为了便于快速转动，选择______作为转子，______作为定子。 线圈 磁体 返回 考试考法 16 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。 不能 返回 考试考法 17 【项目实施】 1.将漆包线绕成约 的矩形线圈，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，准备开关及两节干电池作为电源，如图所示。 返回 考试考法 18 2.由于线圈是回形的，当线圈始终通电时，上下两条边中的电流方向是 ______（填“相同”或“相反”）的；下方的磁体的磁场方向不变，两条边 轮流处于下方时，受力方向______；会使得线圈______（填“能”或“不 能”）连续转动。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______能连续转动；因而用小刀刮去 线圈两端引线的漆皮，把左端全部刮掉，右端只刮______，组装好电动机。 相反 相反 不能 惯性 半周 返回 考试考法 19 3.接好电路后，给线圈通电并用手轻轻推动一下，观察到线圈不停地转 动，此时将____能转化为______能。 电 机械 返回 考试考法 20 【展示交流】 1.上述线圈刮漆处理方法所起的作用与实际电动机中的________相同， 即使线圈能够持续转动。 换向器 返回 考试考法 21 2.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摩擦力会消耗部分机械能；②发热现象等。 3.用相同的材料制作的两个电动机串联后，一个电动机转动特别快，根 据线圈受力分析知，转动快的电动机的线圈匝数多，线圈受到的合力较 ____（填“大”或“小”）。若增加一节电池供电，发现线圈转速变快了。 在不改变电源电压的前提下，小明想在电路中增加一个元器件，可以方 便调节线圈转动的速度，结合所学的物理知识，请说出该元器件的名称： ____________，它跟电动机模型连接的方式是______（填“串联”或“并 联”）。 大 滑动变阻器 串联 返回 考试考法 22 4.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流通过;（2）检查磁体是否具有磁性。 返回 考试考法 23 5.通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取什么做法？ （写出两点即可） 解：（1）对调磁体两极（2）对调电源两极。 返回 考试考法 24 工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用而转动 制作简易直流电动机 结构 设计与制作 转子 定子 电源 支架 课堂小结 谢谢观看 THANKS $