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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：.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。
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。
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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）。
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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。
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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？
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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
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【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。
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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。
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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。
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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。
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【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
【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
【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。
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
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
【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。
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。
【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
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

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