第二十章电与磁第5节跨学科实践：制作简易直流电动机（课件）（19页PPT）
文档属性
| 名称 | 第二十章电与磁第5节跨学科实践：制作简易直流电动机（课件）（19页PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 27.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-23 22:29:23 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
第二十章 电与磁
第5节 跨学科实践：
制作简易直流电动机
课时学习目标
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. 初步学会选择材料制作简易直流电动机。
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。
学习重点
学习难点
选择材料制作简易直流电动机。
学习重点、难点
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。
二、电动机的基本构造
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。
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。
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，可以制作一台简易的直流电动机。
项目提出
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。
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？
2. 哪部分作为转子？哪部分作为定子？
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。
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。
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。
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。
项目实施
【示例1】 简易直流电动机的设计和制作方法
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，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。
硬纸盒
线圈（转子）
电池
强磁铁（定子）
金属支架
项目实施
【示例1】 简易直流电动机的设计和制作方法
简易直流电动机持续转动的原理
线圈转动的前半周，线圈受到磁场力的作用转动，转动的后半周线圈中没有电流通过，线圈不受磁场力作用，线圈靠惯性转动，如此循环，线圈就能在磁场中持续转动。
硬纸盒
线圈（转子）
电池
强磁铁（定子）
金属支架
项目实施
【示例1】 简易直流电动机的制作展示
项目实施
【示例2】 简易直流电动机的设计和制作方法
制作方法：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。
制作材料：粗铜导线（裸线）、强磁体、五号干电池等。
强磁铁（定子）
线圈（转子）
电池
项目实施
【示例2】 简易直流电动机的设计和制作方法
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。
项目实施
【示例2】 简易直流电动机的制作展示
自制简易直流电动机
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。
展示交流
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。
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。
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。
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。
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。
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。
展示交流
（ 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。
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。
（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，改变线圈中的电流方向；
②调换磁铁N、S极位置，改变磁场方向。
课时知识总结
跨学科实践：制作简易
直流电动机
项目提出：制作简易直流电动机
项目分析
展示交流
绕制线圈的导线
电动机的定子、转子
如何使通电线圈连续转动
项目实施
制作转子（线圈）
安装、调试电动机
选择制作材料
分析线圈不转原因及解决方法
改变线圈转动速度的方法
改变线圈转动方向的方法
第二十章 电与磁
第5节 跨学科实践：
制作简易直流电动机
课时学习目标
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. 初步学会选择材料制作简易直流电动机。
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。
学习重点
学习难点
选择材料制作简易直流电动机。
学习重点、难点
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。
二、电动机的基本构造
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。
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。
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，可以制作一台简易的直流电动机。
项目提出
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。
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？
2. 哪部分作为转子？哪部分作为定子？
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。
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。
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。
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。
项目实施
【示例1】 简易直流电动机的设计和制作方法
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，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。
硬纸盒
线圈（转子）
电池
强磁铁（定子）
金属支架
项目实施
【示例1】 简易直流电动机的设计和制作方法
简易直流电动机持续转动的原理
线圈转动的前半周，线圈受到磁场力的作用转动，转动的后半周线圈中没有电流通过，线圈不受磁场力作用，线圈靠惯性转动，如此循环，线圈就能在磁场中持续转动。
硬纸盒
线圈（转子）
电池
强磁铁（定子）
金属支架
项目实施
【示例1】 简易直流电动机的制作展示
项目实施
【示例2】 简易直流电动机的设计和制作方法
制作方法：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。
制作材料：粗铜导线（裸线）、强磁体、五号干电池等。
强磁铁（定子）
线圈（转子）
电池
项目实施
【示例2】 简易直流电动机的设计和制作方法
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。
项目实施
【示例2】 简易直流电动机的制作展示
自制简易直流电动机
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。
展示交流
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。
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。
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。
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。
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。
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。
展示交流
（ 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。
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。
（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，改变线圈中的电流方向；
②调换磁铁N、S极位置，改变磁场方向。
课时知识总结
跨学科实践：制作简易
直流电动机
项目提出：制作简易直流电动机
项目分析
展示交流
绕制线圈的导线
电动机的定子、转子
如何使通电线圈连续转动
项目实施
制作转子（线圈）
安装、调试电动机
选择制作材料
分析线圈不转原因及解决方法
改变线圈转动速度的方法
改变线圈转动方向的方法
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