20.5 跨学科实践：制作简易直流电动机（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦直流电动机的组成与工作原理，从生活中玩具电动车的应用导入，联系已学原理引出制作任务，通过导线选择、匝数确定等项目分析问题搭建学习支架。 其亮点在于以实践制作为核心，融合科学探究（经历设计、制作、调试全过程）、科学思维（分析持续转动的换向问题，如线圈引线刮漆处理）和物理观念，通过展示交流培养严谨合作态度。学生提升动手与知识应用能力，教师可依托清晰步骤优化教学。

第二十章 电与磁 20.5 跨学科实践 制作简易直流电动机 同步教学课件 人教版物理 九年级 01 今天我们进入第二十章第5节“跨学科实践：制作简易直流电动机”。这节课不是只看现象，而是要把前面学习过的直流电动机工作原理落实到一个能转动的作品中。[停顿] 要点：① 明确课题 ② 突出跨学科实践 ③ 进入制作任务 时长：1 分钟 四维教学目标 1 物理观念 认识简易直流电动机主要由线圈和磁体组成， 能联系直流电动机的工作原理说明线圈转动。 2 科学思维 围绕导线、匝数、转子与定子、持续转动等 问题进行分析，解释半周刮漆方案的作用。 3 科学探究 经历设计、制作、组装、通电、调试、观察和 交流过程，能依据转动情况改进作品。 4 科学态度与责任 在制作和展示中保持严谨、合作、实事求是， 体会物理知识在工程实践中的应用。 第二十章 电与磁 02 [过渡] 在开始制作之前，先明确本课的学习目标。我们既要认识装置组成与工作原理，也要分析方案、完成制作和调试，并在展示交流中说明自己的设计。[互动] 请同学们留意：本课最后要用作品和说明来证明自己是否达成目标。 要点：① 物理观念 ② 科学思维与探究 ③ 科学态度与责任 时长：2 分钟 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。 本课任务 制作一台 简易直流电动机 第二十章 电与磁 03 [过渡] 生活中很多玩具电动车都用直流电动机来驱动。教材把今天的任务直接交给了我们：利用已经学习过的工作原理，制作一台简易直流电动机。[互动] 你觉得要让它真正转起来，最关键的困难可能是什么？ 要点：① 联系生活 ② 明确制作任务 ③ 激活已有知识 时长：2 分钟 项目分析：需要考虑哪些问题？ 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？ 第二十章 电与磁 04 [过渡] 动手之前先分析问题。请依次思考导线与匝数、转子与定子、持续转动这三个问题。[互动] 可以先在小组内说出自己的初步方案，再与教材后面的参考方案比较。 要点：① 材料与线圈 ② 转子和定子 ③ 持续转动 时长：3 分钟 项目实施：方案与材料 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 第二十章 电与磁 05 [过渡] 每个人都可以有个性化设计，教材提供的是一种比较简单的参考方案。先核对材料：漆包线、强磁体、电池等；特别注意漆包线是刷有绝缘漆的铜导线。 要点：① 方案可以个性化 ② 教材方案供参考 ③ 核对材料 时长：2 分钟 1 制作转子：绕制线圈 把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈（图20.5-1），作为转子。 从线圈的两端各拉出约2 cm的漆包线作为转轴。 第二十章 电与磁 06 [过渡] 第一步是制作转子。按照教材，把粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，并从两端各拉出约2 cm作为转轴。[观察] 对照图20.5-1检查矩形线圈和两端转轴的位置。 要点：① 3 cm×2 cm矩形线圈 ② 作为转子 ③ 两端各约2 cm转轴 时长：3 分钟 2 制作支架并放置定子 1 用硬金属丝做两个支架， 固定在硬纸板或电池盒上。 2 两个支架分别与电池的 两极相连。 3 最后把线圈放在支架上， 线圈下放一块强磁体 作为定子。 图20.5-2 简易电动机 第二十章 电与磁 07 [过渡] 线圈完成后，需要支架、接线和定子。两个硬金属丝支架要固定好，并分别连接电池两极；线圈放在支架上，强磁体放在线圈下作为定子。[观察] 对照图20.5-2检查装置整体位置关系。 要点：① 制作并固定支架 ② 支架连接电池两极 ③ 强磁体作为定子 时长：3 分钟 为什么线圈不能持续转动？ 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。 没有换向器 通电线圈转动 转到下半周 受到的力改变 反向转动 转动方向改变 不会持续转动 结论 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？ 第二十章 电与磁 08 [过渡] 装置搭好了，还要解决“持续转动”这个核心问题。没有换向器时，线圈转到下半周，受到的力会使线圈反向转动，所以不能持续转动。[互动] 教材提出了新的设想：上半周通电、下半周断电，能否依靠惯性连续转动？ 要点：① 没有换向器 ② 下半周反向转动 ③ 提出半周通断电问题 时长：3 分钟 关键处理：两端引线刮漆 我们用小刀刮去线圈两端引线的漆皮 左端 全部刮掉 右端 只刮半周 把左端全部刮掉，右端只刮半周。 第二十章 电与磁 09 [过渡] 教材给出的关键处理集中在两端引线：用小刀刮去漆皮，左端全部刮掉，右端只刮半周。[停顿] 操作时要仔细区分两端的处理方式。 要点：① 刮去漆皮 ② 左端全部刮掉 ③ 右端只刮半周 时长：2 分钟 组装、通电与调试 图20.5-2 简易电动机 组装好电动机 给线圈通电 用手轻轻推动 不停地转动 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。 第二十章 电与磁 10 [过渡] 接下来组装电动机，给线圈通电，并用手轻轻推动一下。观察线圈是否不停地转动；然后调试自己的作品，让它更好地工作起来。[互动] 如果没有立即转动，请回到装置各部分逐项检查和调整。 要点：① 组装 ② 通电并轻推 ③ 观察转动并调试 时长：4 分钟 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。 图20.5-2 简易电动机 第二十章 电与磁 11 [过渡] 完成作品后进入教材的展示交流。第1题要求展示作品，并说明怎样实现让线圈连续转动。[互动] 请把“作品展示”和“原理说明”结合起来，比较不同设计的巧妙之处。 要点：① 展示作品 ② 说明连续转动的实现 ③ 比较设计 时长：3 分钟 展示交流 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？ 图20.5-1 线圈 图20.5-2 简易电动机 第二十章 电与磁 12 [过渡] 第2题关注制作参数和机械情况。请报告线圈匝数，并观察转子转动时转轴受到的摩擦情况。[观察] 可以结合线圈图和完整装置图说明观察位置。 要点：① 线圈匝数 ② 转轴摩擦 ③ 结合装置观察 时长：2 分钟 展示交流 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？ 图20.5-2 简易电动机 第二十章 电与磁 13 [过渡] 第3题要求比较哪个电动机转得更快，并继续尝试它们能否带动其他装置旋转。[互动] 请基于实际观察进行交流，不只报告结果，也要展示装置的工作状态。 要点：① 比较转动快慢 ② 尝试带动其他装置 ③ 依据观察交流 时长：2 分钟 $