人教版物理九年級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】1．知道電磁鐵的工作原理。2．知道影響電磁鐵磁性強弱的幾個因素。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。【教學(xué)重難點】重點：了解電磁鐵的概念及影響電磁鐵磁性強弱的因素。難點：通過實驗探究電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關(guān)。【教學(xué)方法】講解法和討論法、探究法、觀察法?！窘虒W(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：手掌中拿著一個電磁鐵，把大頭針吸起來很輕松地放進盒子里。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)課的實驗我們會發(fā)現(xiàn)，通電螺線管的磁場和條形磁體的磁場相似，但是磁性強度卻差了好多。如果要使通電螺線管的磁性增強，應(yīng)該怎么辦呢？學(xué)生以小組為單位，邊討論邊交流，親手制作一個電磁鐵。教師引導(dǎo)實驗：分別用細漆包線在大鐵釘和鉛筆上順著一個方向繞制兩個匝數(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．吸引回形針的個數(shù)說明了什么？2．哪個吸引回形針的個數(shù)多？這表明什么？3．為什么插入鐵棒后，磁性會增強呢？學(xué)生認真觀察實驗現(xiàn)象，以小組為單位進行討論交流并回答以上問題：1．吸引回形針的個數(shù)多說明磁性強，吸引回形針的個數(shù)少說明磁性弱。2．插入大鐵釘?shù)耐娐菥€管吸引大頭針的個數(shù)多，這表明其周圍的磁性強。3．鐵棒被磁化，也要產(chǎn)生磁場，于是通電螺線管的周圍既有電流產(chǎn)生的磁場，又有磁鐵產(chǎn)生的磁場，因而磁場大大增強了。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，認真觀察通電和斷電時能否吸引回形針。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)計實驗(制訂計劃)每個同學(xué)的設(shè)計各有特色，每個學(xué)生都能發(fā)表自己的見解，互相取長補短。教師一定要參與學(xué)生的討論，多聽聽學(xué)生是如何設(shè)計的，不要急于發(fā)表看法。引導(dǎo)學(xué)生思考以下幾個問題：(1)電磁鐵的磁性和兩個因素有關(guān)，應(yīng)該用什么方法進行實驗？(2)想研究電磁鐵磁場的強弱與電流的大小有關(guān)，如何改變電流的大?。吭撊绾慰刂圃褦?shù)呢？(3)要研究磁場與匝數(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弱？根據(jù)學(xué)生的討論，教師補充得出：(1)運用控制變量的方法；(2)用一定匝數(shù)的線圈，把滑動變阻器、電流表和線圈(內(nèi)含鐵釘)串聯(lián)起來，調(diào)整滑動變阻器的滑片，改變電路中的電流。如圖所示；(3)滑片不動，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．進行實驗以小組為單位制定實驗步驟：(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，電磁鐵對大頭針的作用。(如圖所示)(3)把電源、開關(guān)、滑動變阻器、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)、滑動變阻器跟兩個線圈不同的電磁鐵串聯(lián)起來，觀察通電時，兩個電磁鐵吸引大頭針的多少。(如圖所示)通過上述三項實驗，將研究情況填入下表：實驗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弱情況有磁性無磁性磁性增強磁性減弱磁性增強教師在學(xué)生進行分組實驗時巡視、指導(dǎo)，與學(xué)生交流心得體會。同學(xué)之間相互協(xié)作，按照自己的設(shè)計去實驗。5．分析論證以小組為單位展示各小組的實驗情況，分析討論實驗中的得失。6．得出結(jié)論(1)電磁鐵通電時有磁性，斷電時磁性消失；(2)通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強；(3)當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)增多，磁性增強。7．評估與交流學(xué)生對自己的設(shè)計實驗和實驗過程進行交流，評估各自得出的結(jié)論，在探究學(xué)習(xí)中主動和他人合作，特別是實驗過程中遇到的困難，可以相互協(xié)調(diào)解決。請每個同學(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)主動征求別人意見改正自己的錯誤，彌補不足。(三)電磁鐵的應(yīng)用1．電磁起重機電磁鐵的實際用途很多，最直接的應(yīng)用之一就是電磁起重機。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，然后將其移動到另外一個地方，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？在電動機、發(fā)電機、電鈴和電磁繼電器里也用到電磁鐵。全自動洗衣機的進水、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畫展示人直接操作高壓電路開關(guān)，發(fā)生了危險，以警示人們不要直接操作高壓電路。教師播放錄像：工廠里有很多機器都是由強電流驅(qū)動的，可工人師傅利用按鈕來控制機器。教師提問：這是為什么？難道工人師傅不怕危險？其實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，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)用教師順勢提問：用電磁繼電器有什么好處呢？學(xué)生認真交流討論得出答案：(1)用低電壓、弱電流控制高電壓、強電流。(2)實現(xiàn)遠程遙控、自動化控制等。教師利用多媒體演示電磁繼電器的應(yīng)用：水位自動報警器、溫度自動報警器、電鈴、衛(wèi)生間感應(yīng)式?jīng)_水器的閥門等。請同學(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弱的因素時，按如圖電路進行實驗，每次實驗總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目均比B多。此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的因素是()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的是()A．減少電池個數(shù)B．增加通電時間C．滑動變阻器滑片P向右移D．滑動變阻器滑片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，當滑片向左移動時，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報警器，當溫度達到________℃時，電鈴發(fā)聲報警，此時電磁鐵的左端是________極。5．如圖是汽車啟動裝置電路簡圖，當鑰匙插入鑰匙孔并轉(zhuǎn)動時，電磁鐵得到磁性，此時電磁鐵上端為__________極，觸點B與C________(選填“接通”或“斷開”)，汽車啟動?！敬鸢浮?.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，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，它的磁場強弱與電流大小、線圈匝數(shù)有關(guān)，電流越大，線圈匝數(shù)越多，則電磁鐵的磁場就越強。所以電磁鐵比永久性磁鐵有無可比擬的優(yōu)勢，一是它的磁性有無可以由通電的有無來控制，它的磁性強弱可以由電流的大小來控制，這大大地方便了人們對不同磁性的需求。電磁鐵、電磁繼電器都是人們認識電流的效應(yīng)后發(fā)明創(chuàng)造的，這說明了理論知識在指導(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】第3節(jié)