初中物理人教版九年级全册第3节 电磁铁 电磁继电器优质教案及反思

设计说明

可以先通过将一根无磁性的导线缠绕成线圈，再插入铁芯，通电后变得有磁性，且磁性很强来引入电磁铁。然后通过演示总结出电磁铁的工作原理：有电流时有磁性，没有电流时就失去磁性；电磁铁的磁性强弱的影响因素，可先引导学生猜想，然后设计实验、进行实验、分析归纳、得出结论；电磁继电器的教学可以先让学生了解电磁继电器在生产和生活中有广泛的应用，激发学习兴趣，然后介绍电磁继电器的结构和工作原理。 本节课内容由“电磁铁”“电磁铁的磁性”和“电磁继电器”三部分组成。

教学目标

【知识与技能】

1.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特点和工作原理；

2.能通过实验，得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关；

3.能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。

【过程与方法】

1.通过实验，探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，培养学生的探究能力，初步分析和概括能力。

2.通过联系生活实际，培养学生利用物理知识解决简单问题的能力。

【情感、态度与价值观】

培养学生的学习热情和实事求是的科学态度。

重点难点

教学重点

电磁铁的磁性的影响因素。

教学难点

电磁继电器的工作原理及其应用。

教学方法

实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。

教具、学具

电磁铁、三节干电池、两根铁棒、细导线两根(1 m和1.3 m)、电流表一个、滑动变阻器一个、开关一个、导线若干、电磁继电器、大头针、多媒体设备。

授课时数

1课时

教学过程

回顾思考

1.通电导线周围存在____，磁场的方向跟____的方向有关，这种现象叫做____。

2.安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中____的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的____极。

导入新课

问题导入

教师展示PPT上的图片，并提出下列问题：在日常生产生活中，哪些地方用到了永磁体，哪些地方用到了电磁铁？永磁体和电磁铁有什么不同？今天就让我们一起学习第3节“电磁铁  电磁继电器”。

小实验导入

设置情景：桌上有一堆大头针，请同学们想一想用什么方法能快速地把大头针捡起来放到盒子里而又不被扎到手(旁边有一磁铁)？(请一名学生上来演示：)

然后老师手掌中藏着一个电磁铁同样把大头针吸起来又很轻松地放到盒子里。问：这是怎么回事？

下面我们来看一段录像。视频资料：电磁起重机。

(放到把废钢铁吸起来时停顿)问：起重机把废钢铁吸起来了，它是利用了什么性质？(生答：磁铁的吸铁性)

视频播放完后，问：起重机吸起废钢铁后又发生了什么情况？(生答：移到另一个地方放下)

这个起重机里用的是永磁体吗？(生答：不是)

实际上它应用到的就是我们今天这节课要学的内容——电磁铁。

讲授新课

一、电磁铁

1.电磁铁的构造

教师出示电磁铁：介绍其构造由线圈和铁芯组成。

定义：带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。

2.电磁铁的工作原理

教师：上节课学习了通电螺线管具有磁性，它的磁场分布与条形磁体相似，其两端的磁性最强，请同学们利用课桌上的导线和铁钉绕制一个电磁铁。

学生动手绕制、教师提示绕制要领(朝一个方向均匀绕导线，两端打结固定)。

教师：请同学们用制作的电磁铁吸引大头针，能吸引起来吗？

学生动手做后回答：不能。

教师：怎样才能吸起大头针？

引导学生从电流的磁效应上回答：通电。

教师：请同学们给电磁铁接通电源。

然后动手做一做：怎样才能利用它把大头针吸起放到别处？

在这个过程中，同学们先给电磁铁通电，才能把大头针吸起来；然后又断电，才能使得大头针被放下。

教师：请同学们思考一下，电磁铁的工作原理是什么？

电磁铁通电后，铁芯在螺线管的磁场中被磁化，产生了与原螺线管磁场方向一致的磁场，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。

师生总结：电磁铁通电时具有磁性，断电时失去磁性，因此它的工作原理是电流的磁效应。

【注意】

1.电磁铁的铁芯一定要用软铁，因为钢被磁化后磁性不易消失，断电时不易失去磁性。

2.常见的电磁铁大多做成U形，目的是使电磁铁的两个磁极能同时吸引物体，增大其吸引力。

例1　电磁铁里常常使用软铁而不用钢做铁芯，这是因为(　　)

A.软铁能被磁化，而钢不能被磁化

B.被磁化后，软铁的磁性会比钢的强

C.软铁要比钢便宜

D.磁化后，软铁的磁性易消失，而钢的磁性不易消失

解析：软铁被磁化后磁性极易消失，钢被磁化后磁性能够长期保存，很难消失，其磁性的有无就不能用电流的通断来控制，因此电磁铁用软铁而不用钢做铁芯。

答案：D

二、电磁铁的磁性

1.提问：刚才有的组内电磁铁吸引大头针数目多，有的组吸得少，这说明什么问题？(生答：电磁铁的磁性强弱不同)

电磁铁的磁性强弱究竟与哪些因素有关呢？

引导学生根据自己已有的知识和经验提出猜想并说明理由。

2.猜想：(1)线圈的匝数；(2)电流的大小……

3.设计实验：

引导学生设计实验来证明自己的猜想是否正确。

①你选择哪些器材？(匝数不同的电磁铁、电源、滑动变阻器、开关、导线、大头针、电流表)

②如何判断电磁铁磁性的强弱？(观察吸起大头针的个数，吸起个数越多，磁性越强)

③怎样控制变量？(在研究电磁铁磁性强弱与匝数的关系时，通过调节滑动变阻器，控制电路中电流不变；在研究电磁铁磁性强弱与电流的关系时，控制匝数不变，调节滑动变阻器改变电流)

④怎样设计实验记录表格？

然后学生根据自己的实验方案进行探究，教师巡视，注意解决出现的问题。

4.进行实验

步骤1：移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈中的电流，观察吸起大头针的多少。请一组同学说出他们得到的结论，然后问其他的组是否也得到一致的结论，还有没有不同的结论。

步骤2：保持通过线圈中的电流不变，改变线圈的匝数，观察吸起大头针的数目。请一组同学说出他们得到的结论。(提示学生可以寻求其他组的帮助，电池个数不同的两个组可以相互合作，共同探究)

5.得出结论

电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流大小有关。

①通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。

②在电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，磁性越强。

【方法技巧】

1.控制变量法

（1）探究电磁铁磁性强弱与电流的关系时，要控制电磁铁线圈的匝数不变；

（2）探究电磁铁磁性强弱与线圈的匝数的关系时，要控制电磁铁中电流不变。

2.转换法

通过电磁铁吸引大头针的数目来反映电磁铁磁性的强弱。

例2　为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：

甲             乙          丙

 (1)通过观察图甲中A与B两个电磁铁串联，当通过线圈的电流相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越______。

(2)通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同时，通过电磁铁的电流越______，它的磁性就越强。

(3)结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有______________________________。

解析：(1)图甲中A、B两电磁铁串联，通过线圈的电流相同时，线圈的匝数越多，吸引大头针的数目越多，表明它的磁性就越强。

(2)线圈的匝数相同时，图丙中滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁吸引大头针的数目增多，电磁铁的磁性增强。说明通过电磁铁的电流越大，它的磁性就越强。

(3)结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数。

答案：(1)强　(2)大　(3)通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数

三、电磁继电器

播放多媒体课件“电磁继电器”，讲解学习电磁继电器的结构。

1.电磁继电器的结构

引导学生观察实验用电磁继电器，配合演示多媒体课件“电磁继电器”，问：

(1)电磁继电器中的电磁铁在什么位置？电磁铁起什么作用？

(2)图中的衔铁，它起什么作用？

(3)图中的弹簧，它起什么作用？

(4)图中哪个是静触点？哪个是动触点？

学生通过观察回答以上问题时，教师注意纠正，让学生正确认识电磁继电器各部件的名称和作用。

电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁。

衔铁：和动触点连在一起，带动动触点上下运动。

弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁。

触点：相当于被控制电路的开关（静触点和动触点）。

(5)电磁继电器的电路组成

电磁继电器工作时，电路分为控制电路和工作电路。控制电路包括（低压）电源、电磁铁、开关。工作电路包括（高压）电源、用电器、触点。

2.电磁继电器的工作原理

引导学生弄懂电磁继电器的工作原理，教师引导学生讨论电磁继电器的工作过程，然后让学生阅读课本第131页最后一自然段，边阅读边理解电磁继电器的工作原理。

电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路闭合。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。

3.电磁继电器的实质

电磁继电器实质：就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。

4.使用电磁继电器的好处

(1)工作电路是有危险的高压电路，通过电磁继电器可利用低压电路控制高压电路。

(2)工作场所温度高或环境不好，可以利用电磁继电器实现远距离操作。

例3　如图所示是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时，哪个灯亮？请说明它的工作原理(注：一般的水都能导电)。

解析：  

答案：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁具有磁性向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，断开了绿灯电路，因此红灯亮，而绿灯不亮。　　

课堂小结

板书设计

第3节　电磁铁　电磁继电器

教学反思