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）

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 3 cm×2 cm 的矩形线圈，作为转子。从线圈的两端各拉出约2 cm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 ... ...