人教版物理九年級(jí)20.3　電磁鐵　電磁繼電器 教案

20.3電磁鐵電磁繼電器【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道電磁鐵的工作原理。2．知道影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的幾個(gè)因素。3．了解電磁鐵在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。4．了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：了解電磁鐵的概念及影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。難點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)?！窘虒W(xué)方法】講解法和討論法、探究法、觀察法。【教學(xué)過程】（一）新課導(dǎo)入：教師提問：桌上有一堆大頭針(旁邊有磁鐵)，用什么方法能快速地把大頭針撿起來放到盒子里而又不被扎到手呢？學(xué)生討論得出解決方法。教師演示：手掌中拿著一個(gè)電磁鐵，把大頭針吸起來很輕松地放進(jìn)盒子里。教師展示手里的電磁鐵并提出問題：這是怎么回事呢？（二）新課講授：(一)電磁鐵通過上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似，但是磁性強(qiáng)度卻差了好多。如果要使通電螺線管的磁性增強(qiáng)，應(yīng)該怎么辦呢？學(xué)生以小組為單位，邊討論邊交流，親手制作一個(gè)電磁鐵。教師引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)：分別用細(xì)漆包線在大鐵釘和鉛筆上順著一個(gè)方向繞制兩個(gè)匝數(shù)相同的線圈，再用棉線纏繞固定，使漆包線不松散，然后分別連入電路中，觀察它們各自吸住回形針的個(gè)數(shù)。教師利用多媒體課件出示如下問題：1．吸引回形針的個(gè)數(shù)說明了什么？2．哪個(gè)吸引回形針的個(gè)數(shù)多？這表明什么？3．為什么插入鐵棒后，磁性會(huì)增強(qiáng)呢？學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以小組為單位進(jìn)行討論交流并回答以上問題：1．吸引回形針的個(gè)數(shù)多說明磁性強(qiáng)，吸引回形針的個(gè)數(shù)少說明磁性弱。2．插入大鐵釘?shù)耐娐菥€管吸引大頭針的個(gè)數(shù)多，這表明其周圍的磁性強(qiáng)。3．鐵棒被磁化，也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，于是通電螺線管的周圍既有電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，又有磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，因而磁場(chǎng)大大增強(qiáng)了。師生共同總結(jié)：我們把插入鐵芯的通電螺線管稱為電磁鐵。教師將學(xué)生制作好的電磁鐵接入電路中，認(rèn)真觀察通電和斷電時(shí)能否吸引回形針。師生共同總結(jié)：電磁鐵通電后有磁性，斷電后無磁性。(二)研究電磁鐵1．提出問題電磁鐵的磁性強(qiáng)弱以及磁極可能與哪些因素有關(guān)？2．猜想與假設(shè)學(xué)生提出：可能與電流大小有關(guān)，可能與線圈的匝數(shù)有關(guān)，還可能與是否有鐵芯有關(guān)，還可能……3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(制訂計(jì)劃)每個(gè)同學(xué)的設(shè)計(jì)各有特色，每個(gè)學(xué)生都能發(fā)表自己的見解，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。教師一定要參與學(xué)生的討論，多聽聽學(xué)生是如何設(shè)計(jì)的，不要急于發(fā)表看法。引導(dǎo)學(xué)生思考以下幾個(gè)問題：(1)電磁鐵的磁性和兩個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)該用什么方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？(2)想研究電磁鐵磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān)，如何改變電流的大??？該如何控制匝數(shù)呢？(3)要研究磁場(chǎng)與匝數(shù)的關(guān)系，如何改變線圈的匝數(shù)？該如何控制電流呢？(4)如何判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱？根據(jù)學(xué)生的討論，教師補(bǔ)充得出：(1)運(yùn)用控制變量的方法；(2)用一定匝數(shù)的線圈，把滑動(dòng)變阻器、電流表和線圈(內(nèi)含鐵釘)串聯(lián)起來，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電路中的電流。如圖所示；(3)滑片不動(dòng)，改換不同匝數(shù)的螺線管；(4)比較電磁鐵吸引大頭針的多少。4．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以小組為單位制定實(shí)驗(yàn)步驟：(1)把電磁鐵線圈、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連起來。(2)將鐵釘靠近一堆大頭針，觀察通電和斷電時(shí)，電磁鐵對(duì)大頭針的作用。(如圖所示)(3)把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表和線圈匝數(shù)較少的電磁鐵串聯(lián)起來，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電路中電流開始較小，后來較大，觀察比較這兩種情況下，電磁鐵吸引大頭針的多少。(如圖所示)(4)把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器跟兩個(gè)線圈不同的電磁鐵串聯(lián)起來，觀察通電時(shí)，兩個(gè)電磁鐵吸引大頭針的多少。(如圖所示)通過上述三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，將研究情況填入下表：實(shí)驗(yàn)條件通電斷電電流增大電流減小匝數(shù)增多電磁鐵磁性及強(qiáng)弱情況有磁性無磁性磁性增強(qiáng)磁性減弱磁性增強(qiáng)教師在學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)巡視、指導(dǎo)，與學(xué)生交流心得體會(huì)。同學(xué)之間相互協(xié)作，按照自己的設(shè)計(jì)去實(shí)驗(yàn)。5．分析論證以小組為單位展示各小組的實(shí)驗(yàn)情況，分析討論實(shí)驗(yàn)中的得失。6．得出結(jié)論(1)電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性消失；(2)通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；(3)當(dāng)電流一定時(shí)，電磁鐵線圈的匝數(shù)增多，磁性增強(qiáng)。7．評(píng)估與交流學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行交流，評(píng)估各自得出的結(jié)論，在探究學(xué)習(xí)中主動(dòng)和他人合作，特別是實(shí)驗(yàn)過程中遇到的困難，可以相互協(xié)調(diào)解決。請(qǐng)每個(gè)同學(xué)在小組內(nèi)：(1)把自己的探究的過程及結(jié)論告訴同學(xué)；(2)相互傳閱探究記錄；(3)主動(dòng)征求別人意見改正自己的錯(cuò)誤，彌補(bǔ)不足。(三)電磁鐵的應(yīng)用1．電磁起重機(jī)電磁鐵的實(shí)際用途很多，最直接的應(yīng)用之一就是電磁起重機(jī)。教師播放視頻：電磁鐵的應(yīng)用。教師提問：看了電磁鐵的應(yīng)用，大家猜想一下，電磁起重機(jī)內(nèi)部的構(gòu)造是怎樣的？它的工作過程是怎樣的？師生共同總結(jié)：(1)構(gòu)造：電磁鐵、起吊臂、開關(guān)、電源等。(2)工作過程：把電磁鐵安裝到吊車上，通電后它就具有了磁性，能吸引大量的鐵制品，然后將其移動(dòng)到另外一個(gè)地方，斷電，電磁鐵失去磁性，鐵制品就卸了下來。2．磁懸浮列車教師介紹磁懸浮列車，告訴學(xué)生磁浮列車上所有的磁體大多是通有強(qiáng)大電流的電磁鐵。學(xué)生討論回答，電磁鐵還有哪些應(yīng)用？在電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電鈴和電磁繼電器里也用到電磁鐵。全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水閥門，衛(wèi)生間里感應(yīng)式?jīng)_水器的閥門，也都是由電磁鐵控制的。(四)電磁繼電器教師播放動(dòng)畫展示人直接操作高壓電路開關(guān)，發(fā)生了危險(xiǎn)，以警示人們不要直接操作高壓電路。教師播放錄像：工廠里有很多機(jī)器都是由強(qiáng)電流驅(qū)動(dòng)的，可工人師傅利用按鈕來控制機(jī)器。教師提問：這是為什么？難道工人師傅不怕危險(xiǎn)？其實(shí)工人師傅按下的只是繼電器的開關(guān)，而電源的接通和斷開是由繼電器控制的。學(xué)生認(rèn)真觀看、思考交流，共同總結(jié)：繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路的裝置。1．電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理教師利用課件展示：電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理并出示如下幾個(gè)問題：(1)電磁繼電器的結(jié)構(gòu)是什么？(2)電磁繼電器的工作原理是什么？學(xué)生認(rèn)真觀察電磁繼電器的構(gòu)造，了解電磁繼電器的工作原理，并認(rèn)真回答老師提出的問題：(1)電磁繼電器由電磁鐵、彈簧、銜鐵、觸點(diǎn)組成。其工作電路由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分組成。(2)低壓控制電路接通，較小的電流通過線圈時(shí)，電磁鐵吸下銜鐵，高壓工作電路接通。師生共同歸納總結(jié)：電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。2．電磁繼電器的應(yīng)用教師順勢(shì)提問：用電磁繼電器有什么好處呢？學(xué)生認(rèn)真交流討論得出答案：(1)用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流。(2)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、自動(dòng)化控制等。教師利用多媒體演示電磁繼電器的應(yīng)用：水位自動(dòng)報(bào)警器、溫度自動(dòng)報(bào)警器、電鈴、衛(wèi)生間感應(yīng)式?jīng)_水器的閥門等。請(qǐng)同學(xué)們上網(wǎng)查詢了解，電磁鐵在生活中還有哪些應(yīng)用。學(xué)生以小組為單位，自主分析。（三）課堂練習(xí)：1．探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素時(shí)，按如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目均比B多。此實(shí)驗(yàn)說明影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素是()A．電流的大小B．線圈的匝數(shù)C．電流的方向D．電磁鐵的極性2．如下圖所示，開關(guān)閉合后，以下操作可使通電螺線管磁性增強(qiáng)的是()A．減少電池個(gè)數(shù)B．增加通電時(shí)間C．滑動(dòng)變阻器滑片P向右移D．滑動(dòng)變阻器滑片P向左移3．如圖所示，開關(guān)閉合后，鐵釘?shù)纳隙耸莀_______(選填“N”或“S”)極，當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，鐵釘吸引大頭針的數(shù)目將________(選填“增加”或“減少”)。4．如圖所示是溫度自動(dòng)報(bào)警器，當(dāng)溫度達(dá)到________℃時(shí)，電鈴發(fā)聲報(bào)警，此時(shí)電磁鐵的左端是________極。5．如圖是汽車啟動(dòng)裝置電路簡(jiǎn)圖，當(dāng)鑰匙插入鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電磁鐵得到磁性，此時(shí)電磁鐵上端為__________極，觸點(diǎn)B與C________(選填“接通”或“斷開”)，汽車啟動(dòng)。【答案】1.B2.D3.N增加98S5.N接通（四）課堂小結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電磁鐵的有關(guān)知識(shí)，了解到影響電磁鐵磁性大小的因素，知道插有鐵芯的螺線管就是電磁鐵，它的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)有關(guān)，電流越大，線圈匝數(shù)越多，則電磁鐵的磁場(chǎng)就越強(qiáng)。所以電磁鐵比永久性磁鐵有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，一是它的磁性有無可以由通電的有無來控制，它的磁性強(qiáng)弱可以由電流的大小來控制，這大大地方便了人們對(duì)不同磁性的需求。電磁鐵、電磁繼電器都是人們認(rèn)識(shí)電流的效應(yīng)后發(fā)明創(chuàng)造的，這說明了理論知識(shí)在指導(dǎo)生產(chǎn)中的重要作用。（五）作業(yè)布置： 完成配套課后練習(xí)?！景鍟O(shè)計(jì)】第3節(jié)