人教版九年级物理 第二十章电与磁第5节跨学科实践：制作简易直流电动机（教学设计）.docxVIP

人教版九年级物理第二十章电与磁

第5节跨学科实践：制作简易直流电动机（教学设计）

【课题】第5节跨学科实践：制作简易直流电动机

【学习目标】

1.了解直流电动机的结构。

2.了解直流电动机的原理。

3.了解直流电动机的能量转化。

4.学会选择材料制作简易直流电动机。

【学习重点】

通过动手制作简易直流电动机理解直流电动机的工作原理。

【学习难点】

选择材料制作简易直流电动机。

【教学器材】

电源、开关、蹄型磁铁、铜芯漆包线、柱形磁体、小刀、钳子、曲别针等（演示实验用）

【板书课题】第5节跨学科实践：制作简易直流电动机

复习：直流电动机

1.工作原理：通电线圈在磁场中受力转动

2.工作过程中将消耗的电能转化为机械能。

3.直流电动机主要由定子（磁体）、转子（线圈）和换向器组成。

换向器由两个电刷和两个铜半环组成，作用是每当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向，从而实现了线圈的持续转动。

4.电源提供（线圈外部）的是方向不变的直流电流，线圈中通过的是方向随时间做周期性变化的交流电流。

【项目提出】

生活中有许多地方会用到直流电动机。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，可以尝试制作一台简易的直流电动机。

【项目分析】

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？

用漆包线（在铜线的外面涂一层绝缘漆）绕成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm.一般来说,线圈缠绕20～30圈。

2．哪部分作为转子？哪部分作为定子？

转子是能量转换的关键部件,一般用线圈作为转子，电流通过线圈受磁场力的作用转动，把消耗的电能转化为线圈的动能。定子的作用是产生磁场,一般用永磁体作为定子。?

3．如何保证通电线圈能在磁场中持续转动？

线圈伸出的一端绝缘漆全部刮掉，伸出的另一端绝缘漆刮掉半周，将线圈放在金属支架上，闭合开关接通电路后，线圈转动的前半周，线圈受到磁场力的作用转动，转动的后半周由于没有电流通过线圈，线圈不受磁场力的作用，利用线圈的惯性转动，如此循环，线圈就能在磁场中持续转动。

【项目实施】

根据个人的设计制作直流电动机。

【示例1】简易直流电动机的设计和制作方法

制作材料：漆包线（刷有绝缘漆的铜导线）、强磁体、电池、曲别针、小刀、硬纸板（或泡沫板）等。

制作方法：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。用曲别针制作两个支架，固定在硬纸板或泡沫板上。两个支架分别与电池的两极相连。最后把线圈放在支架上，线圈下放一块柱状强磁体作为定子。

用小刀刮去线圈两端引线的绝缘漆，把左端全部刮掉，右端只刮半周。

安装、调试：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。调试自己制作的简易电动机，让它更好地工作起来。

【播放视频】制作简易直流电动机

【示例2】简易直流电动机的设计和制作方法

制作材料：粗铜导线（裸线）、强磁体、五号干电池等。

制作、组装方法：五号干电池负极放在柱状强磁体上，铜导线按照图示形状弯折，下端铜环套在柱状强磁体上，上端和电池正极接触，铜线就绕着电池转动起来。

简易直流电动机持续转动的原理

干电池两侧的铜导线中的电流方向相同，所在处的磁场方向相反，所受磁场力的方向相反，但不在一条直线上，两侧铜导线在不平衡的力的作用下绕电池轴线持续转动起来。

【播放视频】简易直流电动机的制作展示

【展示交流】

完成设计、制作后，同学们将各自制作的简易直流电动机进行展示与交流，对制作的直流电动机进行评估。

展示过程中，接上电源后，如果电动机线圈不动，寻找可能的原因及解决方法。

1.可能原因：线圈处在电路没有连通的位置。

解决方法：用手拨动一下线圈，看线圈能否转动起来。

2.可能原因：线圈电流中电流太小。解决方法：增大电源电压。

3.可能原因：磁体磁性太弱。

解决方法：换一块磁性更强的磁体，以增加线圈受力。

4.可能原因：线圈匝数太少。

解决方法：重新绕制线圈，增加线圈匝数。

5.可能原因：线圈引线受支架的摩擦力太大。

解决方法：调节线圈和支架的相对位置，使摩擦尽可能小。

观察、比较展示的直流电动机转动的快慢，尝试改变电动机的转动速度和转动方向。

（1）通电后线圈能转动，如要改变转动快慢，可以采取以下做法:

①更换电源，改变电源电压，改变线圈中的电流大小；

②改变线圈的匝数，改变线圈所受磁场力的大小；

③更换磁铁，改变磁场强弱。

（2）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可以采取以下做法:

①调换电源正、负极的连接，改变线圈中的电流