第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机
【项目提出】
生活中有许多地方会用到直流电动机，例如很多电动玩具车就是用直流电动机来驱动的。直流电动机的工作原理是在中受力转动，利用改变线圈中的电流使得线圈可以持续转动。利用这个原理我们就可以制作简易直流电动机。
【项目分析】
1.电动机主要由和组成。
2.把粗漆包线绕成矩形线圈，作为。从线圈的两端各拉出一段漆包线作为转轴。一块强磁体作为。
3.要保证通电线圈能在磁场中持续转动，要改变。
【项目实施】
将漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈(20匝)，作为转子。从线圈的两端各拉出约2 cm的漆包线作为转轴。用硬金属丝做两个支架，准备2节干电池作为电源。如图所示，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。

1.将线圈转轴一端的漆皮刮去，另一端刮去上半周或下半周放入磁场。这样做的目的是。
2.电动机转动时，主要将能转化为能。
【展示交流】
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。
1.小安发现线圈转动缓慢或无力，他将可能的原因和改进措施列入表格，请你帮他再补充一条。

2.通电后线圈能转动，如果要改变转动方向，可采取什么做法？(写出两点即可)

【项目提出】通电线圈；磁场；换向器；方向
【项目分析】
1.线圈；磁体
2.转子；定子
3.线圈中电流的方向
【项目实施】
1.让线圈能持续转动
2.电；机械
【展示交流】
1.电池电压过低；更换电源
2.改变电流方向(或调转电源正、负极)；改变磁场方向(或调转磁极)

【分析】
本题围绕简易直流电动机的跨学科实践展开，需结合直流电动机的核心原理、结构组成、换向器作用、能量转化等知识点逐一解答：先回忆直流电动机的工作原理，明确其结构、换向器的功能；再针对制作操作的目的、能量转化，以及故障分析、转动方向调整的问题，对应基础知识点完成填空，确保解答符合物理规律。
【解析】
1. 项目提出：直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，为使线圈持续转动，需利用换向器改变线圈中的电流方向，对应填空为：通电线圈、磁场、换向器、方向。
2. 项目分析：
（1）电动机主要由线圈和磁体组成；
（2）矩形线圈作为转子，强磁体作为定子；
（3）要保证线圈持续转动，需改变线圈中电流的方向；
3. 项目实施：
（1）将转轴一端漆皮全刮、另一端刮半周，目的是让线圈半周通电受力、半周断电靠惯性转动，实现持续转动；
（2）电动机转动时，电能转化为机械能；
4. 展示交流：
（1）线圈转动缓慢或无力的原因，除电池电压低外，还可补充如磁体磁性太弱，对应改进措施为更换磁性更强的磁体（或线圈匝数过少，对应改进措施为增加线圈匝数，合理即可）；
（2）改变转动方向的方法：改变电流方向（调转电源正负极）、改变磁场方向（调转磁极）。
【答案】
【项目提出】通电线圈；磁场；换向器；方向
【项目分析】
1. 线圈；磁体
2. 转子；定子
3. 线圈中电流的方向
【项目实施】
1. 让线圈能持续转动
2. 电；机械
【展示交流】
1. 示例：磁体磁性太弱；更换磁性更强的磁体（合理即可）
2. 改变电流方向（或调转电源正、负极）；改变磁场方向（或调转磁极）
【知识点】
直流电动机工作原理、换向器的作用、能量转化
【点评】
本题为跨学科实践题，紧密结合直流电动机的基础知识点，既考察原理、结构等核心内容，又注重实践操作中的问题分析，有助于学生巩固基础并理解物理知识的实际应用。
【难度系数】
0.6