物理九年級(jí)全一冊(cè)?人教版2024第5節(jié)

跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)第二十章電與磁學(xué)習(xí)目標(biāo)01020304物理觀念①能說出簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造；②理解其工作原理（通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，半圈絕緣引線替代換向器改變電流方向）?？茖W(xué)思維通過制作簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)，分析電動(dòng)機(jī)制作中的問題，培養(yǎng)綜合思維和邏輯推理能力；在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用對(duì)比、歸納等方法改進(jìn)方案，提升創(chuàng)新思維?？茖W(xué)探究經(jīng)歷“設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備材料，制作組裝，調(diào)試改進(jìn)”的完整實(shí)踐過程，學(xué)會(huì)選擇材料、使用工具、解決制作中的問題(如線圈不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn))，提升跨學(xué)科實(shí)踐和動(dòng)手操作能力。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任在小組合作中培養(yǎng)溝通協(xié)作精神，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的制作態(tài)度;體會(huì)簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)制作的成就感，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的樂趣和技術(shù)創(chuàng)新的價(jià)值，增強(qiáng)將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的責(zé)任感重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)的制作步驟(線圈繞制、引線處理、組裝)；工作原理的理解(通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng))；跨學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用(如數(shù)學(xué)計(jì)算線圈尺寸、美術(shù)設(shè)計(jì)造型)。引線的絕緣處理(半圈打磨替代換向器)；線圈平衡與轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性的調(diào)試；不同學(xué)科知識(shí)的有機(jī)融合(如物理原理與工程結(jié)構(gòu)的結(jié)合)課堂導(dǎo)入知識(shí)回顧1.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)。2.直流電動(dòng)的構(gòu)造電動(dòng)機(jī)主要由線圈和磁體兩部分組成。3.直流電動(dòng)機(jī)為什么能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)通電線圈剛過平衡位置，換向器自動(dòng)改變線圈中的電流方向。通電線圈在磁場(chǎng)力的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。探究新知【項(xiàng)目提出】電動(dòng)玩具電動(dòng)剃須刀電鉆電吹風(fēng)電動(dòng)機(jī)俗稱“馬達(dá)”，它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。生活中有許多地方會(huì)用到電動(dòng)機(jī)......聰明的你可以利用所學(xué)知識(shí)，制作一臺(tái)簡(jiǎn)易的直流電動(dòng)機(jī)嗎？探究新知【項(xiàng)目分析】電動(dòng)機(jī)主要由線圈和磁體組成。為了方便制作一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，我們需要考慮的方面有哪些呢？1.電動(dòng)機(jī)的材料選取

①制作線圈材料a.導(dǎo)線應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和絕緣性；b.漆包銅線是繞制電動(dòng)機(jī)線圈的理想材料。不選擇普通的導(dǎo)線原因可能是沒有絕緣層包裹，繞制線圈時(shí)銅線之間相互連通，相當(dāng)于兩條并聯(lián)的支路，通電時(shí)電流方向相同，在相同的磁場(chǎng)中受力方向也相同，無法轉(zhuǎn)動(dòng)。探究新知②磁體材料選擇永磁體作為提供磁場(chǎng)的磁體，為了使電動(dòng)機(jī)的效果更好，應(yīng)選擇磁性較強(qiáng)的磁體。③電源為了安全和方便，可選擇常見干電池（1.5V~2V）。探究新知2.電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

①哪部分作為轉(zhuǎn)子？哪部分作為定子？線圈作為轉(zhuǎn)子，磁體作為定子。

②線圈繞制的匝數(shù)多少為宜？線圈的匝數(shù)是根據(jù)所需的電壓、電流和功率來確定的。一般來說，線圈纏繞10~20圈即可。匝數(shù)太多，可能會(huì)導(dǎo)致電阻偏大，電流偏小，空載轉(zhuǎn)速較低，也可能使線圈發(fā)熱過多；圈數(shù)太少，電路中電阻會(huì)很小，會(huì)使電路中的電流過大造成短路。探究新知3.如何保證通電線圈能在磁場(chǎng)中持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？①線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵在于及時(shí)改變線圈中的電流方向。②通過使用換向器，在線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向，從而改變線圈的受力方向，使其能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在實(shí)際制作中如果沒有換向器又該如何改變線圈中的電流方向？探究新知③通電線圈越過平衡位置后，受到的力使線圈反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)可以把反向力去掉，線圈就可以靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。即：在線圈越過了平衡位置后停止對(duì)線圈供電，轉(zhuǎn)動(dòng)半周后再繼續(xù)供電，線圈就可以持續(xù)轉(zhuǎn)下去了。為此，可將線圈一端的引線用小刀全部刮去漆皮，另一端只刮半周，從而保證給線圈適時(shí)供電或停電。一端只刮半周一端全部刮掉探究新知【項(xiàng)目實(shí)施】1.設(shè)計(jì)制作方案設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)方案，大致畫出設(shè)計(jì)圖。探究新知2.制作步驟①制作線圈：取一段漆包銅線，繞成約3cm×2cm的矩形線圈，纏繞約20圈作為轉(zhuǎn)子。從線圈的兩端各拉出約2cm的漆包線作為轉(zhuǎn)軸。用小刀刮去線圈兩端引線的漆皮，左端全部刮掉，右端只刮上半周或下半周。②制作支架：用回形針或硬金屬絲做兩個(gè)支架，固定在硬紙板或電池盒上，支架頂部能支撐柱線圈的兩端，同時(shí)允許線圈自由轉(zhuǎn)動(dòng)。探究新知③添加磁場(chǎng)：將一塊強(qiáng)磁體固定在支架下方，確保線圈在磁體的正上方并能穿過磁場(chǎng)中心。（磁體不能阻擋線圈轉(zhuǎn)動(dòng)）。④組裝電動(dòng)機(jī)：把線圈放在支架上，兩個(gè)支架分別與電池的兩極相連，給線圈通電并用手輕輕推動(dòng)一下，線圈就會(huì)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。探究新知3.通電測(cè)試閉合開關(guān)，調(diào)試自己制作的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)。注意線圈兩端的引線要盡量在同一直線上，避免轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)明顯跳動(dòng)，導(dǎo)致斷開連接，若線路閉合后線圈依舊不動(dòng)，可能是線圈剛好處于平衡位置或者引線有漆皮的半周接觸支架，此時(shí)可以用手輕輕推動(dòng)一下。探究新知【展示交流】1.請(qǐng)大家展示自己制作的簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)，介紹制作過程、制作過程中遇到的問題和解決方法。2.觀察哪個(gè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)得更快。它們可以帶動(dòng)其他裝置旋轉(zhuǎn)嗎？3.為什么有的小組制作的電動(dòng)機(jī)模型不轉(zhuǎn)動(dòng)，分析原因可能有哪些？失敗原因是什么？電池電量不足摩擦力太大線圈圈數(shù)太多，自身重力較大線圈與支架接觸不良磁鐵磁性太弱線圈距離磁鐵太遠(yuǎn)……課堂小結(jié)制作簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)項(xiàng)目提出項(xiàng)目分析項(xiàng)目實(shí)施展示交流1.小源同學(xué)自己動(dòng)手做了一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)模型，接通電路后發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，可當(dāng)他拔了一下線圈后，電動(dòng)機(jī)就快速轉(zhuǎn)了起來，造成這一情況的原因可能是（）A.電源電壓太低 B.電刷接觸不良C.電源正、負(fù)極接反了 D.開始時(shí)，線圈處于平衡位置了課堂練習(xí)D2.小文把安裝完成的直流電動(dòng)機(jī)模型接入如圖所示的電路中，閉合開關(guān)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子正常轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.電動(dòng)機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)B.只對(duì)調(diào)磁體的N、S極能改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向C.只對(duì)調(diào)電源的正、負(fù)極能改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向D.滑片P向A移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)加速A3.利用如圖所示裝置研究“磁場(chǎng)對(duì)順電導(dǎo)體的作用”①應(yīng)在圖甲裝置中的MN之間接入_____(填“靈敏電流計(jì)”“電源”或“燈泡”)。②如圖乙所示，放在U形磁鐵兩極之間的鋁盤的下邊緣浸在液態(tài)水銀中，閉合開關(guān)S，鋁盤會(huì)繞水平軸0轉(zhuǎn)動(dòng)，其工作原理和電動(dòng)機(jī)相似。電動(dòng)機(jī)的工作原理是_________________________。課堂練習(xí)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)電源4.如圖所示用漆包線繞成矩形線圈，將線兩端的漆全部刮去后放入磁場(chǎng)，閉合開關(guān)，由于磁場(chǎng)對(duì)_________的作用，線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在磁場(chǎng)中_____(填“能”或“不能”)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如果將電源和開關(guān)換成小量程電流表，用手緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)線圈，發(fā)現(xiàn)電流表的指針左右擺動(dòng)，_____(填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”)就是根據(jù)這個(gè)原理工作的。課堂練習(xí)發(fā)電不能電流有力布置作業(yè)1.基礎(chǔ)性作業(yè)：完成課件中的課堂練習(xí)。2.拓展性作業(yè)：你還能有其他制作簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)的方案嗎？①將圓形