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(共18张PPT)
第二十章 电与磁
第五节 跨学科实践 制作简易直流电动机
物理观念：制作简易直流电动机，加深对直流电动机相关知识的认识。
科学思维：设计简易直流电动机制作方案，基于电与磁的知识对方案的合理性进行分析。
科学探究：在制作简易直流电动机活动中，能综合运用所学知识解决遇到的问题。
科学态度与责任：在实施过程、讨论交流、作品展示中，提升工程实践与合作学习的能力，增强对物理学与日常生活、工程实践间联系的认识，树立学以致用的思想。
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。
我们是否可以自己动手做一个电动机呢？
制作一台简易的直流电动机。
简易直流电动机
项目提出
分析：
使用铜漆包线，铜的导电性能好，漆包线可以避免线圈匝间短路；圈数不能太少，电路中电阻会很小，会使电路中的电流过大，可以在5~10圈左右。
制作直流电动机，需要考虑的问题：
1. 用什么样的导线绕制线圈？绕制的匝数多少为宜
线圈
磁体
项目分析
2. 哪部分作为转子？哪部分作为定子
分析：
线圈作为转子，磁铁作为定子（用强磁体固定为定子，可以简化结构，降低制作难度。）
线圈
磁体
分析：
利用“换向器”可以改变电流方向，让线圈持续转动。但是复杂换向器制作困难，可以设计简易“换向装置”让线圈持续转动。
线圈
磁体
3. 如何保证通电线圈能在磁场中持续转动
简易“换向装置”的设计方案
半周接触 → 通电受力转动
半周断开 → 靠惯性通过
漆包线（刷有绝缘漆的铜导线）、强磁体、电池、羊眼钉、木块、小刀等。
（1）实验器材：
项目实施
（2）实验步骤：
①把一段粗漆包线绕成约 3cm×2cm的矩形（或椭圆形）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。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。
②把两枚曲别针做成U形支架。
③用连有开关的导线将电池的正负极和曲别针支架连接。
④将曲别针插入硬纸板底座，并将线圈两端的引线搭接在U形支架上。
⑤将强磁体放在线圈下面的
硬纸板上。
⑥闭合开关，轻轻推动线圈，
观察线圈能否连续转动。
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？
展示交流
3.思考：实验中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 ……
分析：
制作简易直流电动机.
①选材：线圈的材料、圈数.
②结构：线圈是转子；强磁体是定子.
③通电线圈持续转动：一端全部刮，一端刮半周.
选择实验器材；制作步骤.
项目提出
项目分析
制作简易直流电动机
展示交流
项目实施
1. 小明周末在家发现了如图1所示的材料，当小明将强磁铁靠近铜丝时，观察到的现象是铜丝___________（选填“被吸引”或“不被吸引”）。小明将几种材料组合成了如图2所示的装置，发现铜线圈快速地转动起来，19世纪的科学家根据这个原理制成了________ （选填“电动机”或“发电机”）；若调换强磁铁的磁极，铜线圈转动的方向与原来_________。
相反
不被吸引
电动机
2．小明制作小电动机。把一段粗漆包线绕成约3cm×2cm的矩形线圈，如图甲所示，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块磁铁，如图乙所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去，小小电动机就制作好了。
若制作和电路无误，接上电源后线圈不动，请写出可能原因和解决方法。
（1）线圈刚好处于平衡位置；（2）有可能是因为线圈受力太小，而造成线圈受力太小的原因可能是线圈中电流太小或磁体磁性较弱，所以应试着增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。
（3）这个简易电动机工作时，将电能转化为_____能。
（4）丙图中，若要改变铁钉的转动方向，可以改变_____方向。
3．用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图的甲、乙、丙所示。
（1）乙图中，把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，则磁化后的铁钉的尖端为___（填“N”或“S”极）。
（2）丙图中，用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉_____ （填“向上”或“向下”）。
N
向下
机械
电流

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