電磁鐵　電磁繼電器 教學(xué)設(shè)計(jì) 初中物理人教版九年級(jí)全一冊(cè)（2022~2023學(xué)年）

20.3電磁鐵電磁繼電器【教學(xué)目標(biāo)】1.了解什么是電磁鐵，知道電磁鐵的特性和工作原理；2.知道影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素；3.了解電磁鐵在生活中的廣泛應(yīng)用；4.了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理；5.初步認(rèn)識(shí)電磁學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用?！窘虒W(xué)重、難點(diǎn)】一、教學(xué)重點(diǎn)電磁鐵及影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、電磁鐵的應(yīng)用。二、教學(xué)難點(diǎn)電磁繼電器的工作原理及其應(yīng)用?！窘虒W(xué)策略】1.本節(jié)內(nèi)容是“電生磁”知識(shí)的延續(xù)與應(yīng)用。簡(jiǎn)單講電磁鐵就是帶有鐵芯的通電螺線管，利用鐵芯增強(qiáng)磁性。電磁鐵在實(shí)際中應(yīng)用廣泛，如本節(jié)中的涉及的電磁繼電器、電鈴和自動(dòng)控制電路等，所以本節(jié)重點(diǎn)是研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)，既是為后面的應(yīng)用服務(wù)，也體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，強(qiáng)化利用實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的能力。電磁鐵與永磁體相比具有磁性可控、磁極可控的優(yōu)點(diǎn)，電磁繼電器利用了電磁鐵磁性的有無(wú)可以利用電流的有無(wú)來(lái)控制這一特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)電磁繼電器工作原理的了解，掌握利用低壓控制高壓、弱電流控制強(qiáng)電流的方法。雖然電磁繼電器在很多用電器中有廣泛應(yīng)用，但學(xué)生獨(dú)立接觸電磁繼電器的機(jī)會(huì)較小，很難單獨(dú)來(lái)研究它的工作過(guò)程，所以利用掛圖、模型等了解電磁繼電器的工作原理及其應(yīng)用是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。2.本節(jié)的教學(xué)過(guò)程可以從通電螺線管開始，因?yàn)殡娔苌?，但通電螺線管的磁性很弱，在實(shí)際中應(yīng)用較少，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在螺線管中插入鐵芯的方法可以增強(qiáng)磁性，從而提出研究電磁鐵的意義。對(duì)比電磁鐵與磁鐵的優(yōu)缺點(diǎn)，得出電磁鐵的磁性可以利用電流來(lái)控制，不僅可以控制磁性的有無(wú)，還可以控制磁極、磁性的強(qiáng)弱等，繼而提出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的探究問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)中利用學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，繞制電磁鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要利用到轉(zhuǎn)化的物理方法、控制變量的思想等，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法，又提高了學(xué)生動(dòng)手能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)等因素有關(guān)；電磁鐵的磁極與電流的方向有關(guān)。3.電磁繼電器在實(shí)際應(yīng)用中雖非常廣泛，但學(xué)生直接接觸的比較少，比較陌生，可以從圖片、視頻等入手，使學(xué)生對(duì)電磁繼電器有初步印象，它可以用于控制電路中，相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，只是利用低壓控制高壓、弱電流控制強(qiáng)電流，所以電磁繼電器使用中大多要用到兩種電源：低壓控制電源和高壓工作電源。再展示掛圖或?qū)嵨飦?lái)分析電磁繼電器的工作原理，結(jié)合實(shí)例提出一些實(shí)際應(yīng)用，了解它是如何控制電路的?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】PPT課件、教學(xué)視頻與動(dòng)畫、電磁鐵、學(xué)生電源、兩根鐵棒、細(xì)導(dǎo)線兩根(1m和1.3m)、電流表一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、電磁繼電器、大頭針、多媒體設(shè)備?！窘虒W(xué)方法】實(shí)驗(yàn)探究法、討論法、講授法?！窘虒W(xué)過(guò)程】教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、創(chuàng)設(shè)情景、引入新課（5分鐘）1.知識(shí)回顧：（1）通電導(dǎo)線周圍存在____，磁場(chǎng)的方向跟____的方向有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做____。（2）安培定則：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中____的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的____極。（3）電與磁之間是由聯(lián)系的，它是由誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？（4）通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁體相似，它磁極如何來(lái)判斷？2.演示：利用磁鐵吸引大頭針。提出問(wèn)題：磁鐵能夠吸引大頭針，那么還有沒(méi)有別的物體也能吸引？3.引入新課學(xué)生回憶上節(jié)課的主要內(nèi)容，回答問(wèn)題。

提出問(wèn)題，引入新課知識(shí)回顧，為本節(jié)內(nèi)容做知識(shí)準(zhǔn)備。提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。二、新課教學(xué)（約30分鐘）一、電磁鐵1.演示實(shí)驗(yàn)（認(rèn)識(shí)電磁鐵）實(shí)驗(yàn)演示：取一根鐵釘，讓它接觸大頭針，發(fā)現(xiàn)不能吸引，將漆包線繞在上面制成線圈，通電后發(fā)現(xiàn)它能夠吸引大頭針了。斷開開關(guān)，可以看到大頭針又掉下來(lái)了。提出問(wèn)題：（1）此現(xiàn)象說(shuō)明了什么？教師：把一根導(dǎo)線繞成螺線管，再在螺線管內(nèi)插入鐵芯，當(dāng)有電流通過(guò)有磁性。這種磁鐵就叫電磁鐵。（2）你能總結(jié)出電磁鐵磁性的特點(diǎn)嗎？利用課件，展示電磁鐵在實(shí)際中的應(yīng)用的圖片及視頻。2.電磁鐵的磁性（1）演示實(shí)驗(yàn)，如圖組裝實(shí)驗(yàn)器材，記錄鐵塊的位置；閉合開關(guān)，記錄鐵塊的位置；從螺線管B端插入鐵芯，記錄此時(shí)鐵塊位置。觀察現(xiàn)象，思考說(shuō)明了什么問(wèn)題？提出問(wèn)題：在實(shí)際使用中，我們需要電磁鐵的磁性強(qiáng)弱不同，那么電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)呢？學(xué)生猜想，并討論猜想的合理性。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）要研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱，首先要確定如何判斷其磁性的強(qiáng)弱？（學(xué)生會(huì)結(jié)合上面實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象，利用彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度來(lái)比較磁性的變化）討論各種方法的可行性。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意控制變量。例如要研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？如何利用實(shí)驗(yàn)研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系？（設(shè)計(jì)電路圖）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。得出結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的的因素。3.電磁鐵的應(yīng)用利用課件和圖片展示視頻展示電磁起重機(jī)的工作過(guò)程，以及其余使用電磁鐵的地方。討論：電磁鐵和永磁體在使用上有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（磁性的有無(wú)、磁性的強(qiáng)弱、磁極、工作的穩(wěn)定性等方面）你能說(shuō)出一些使用電磁鐵和永磁體的應(yīng)用實(shí)例嗎？學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)。

回答：插入鐵釘?shù)耐娐菥€管具有磁性，并且有電流通過(guò)時(shí)有磁性，沒(méi)有電流時(shí)就失去磁性。學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)：電磁鐵有電流通過(guò)時(shí)有磁性，沒(méi)有電流時(shí)就失去磁性。接通電源，彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，說(shuō)明通電螺線管周圍有磁場(chǎng)，對(duì)鐵塊有引力。

插入鐵芯，彈簧會(huì)伸得更長(zhǎng)，引力增強(qiáng)，說(shuō)明在通電螺線管中插入鐵芯，可以使磁性增強(qiáng)。

學(xué)生進(jìn)行猜想：電流的大小、線圈匝數(shù)、鐵芯的大小等。學(xué)生討論回答：磁性的強(qiáng)弱不同，對(duì)磁性物質(zhì)的吸引力的大小不同，可以把比較磁性強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化成比較吸引大頭針的數(shù)量。（也可以利用其他方法）

利用漆包線繞成一個(gè)電磁鐵，利用滑動(dòng)變阻器改變流過(guò)它的電流，比較其磁性的強(qiáng)弱。

學(xué)生討論具體實(shí)驗(yàn)方案，如果用兩個(gè)電磁鐵可以把它們串聯(lián)，控制電流相等。不能使用兩個(gè)不同匝數(shù)的電磁鐵分別接入同一電路，因?yàn)樗鼈兊碾娏鞑煌?/p>

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論：在匝數(shù)相同時(shí)，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，匝數(shù)越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。學(xué)生結(jié)合電磁鐵的特點(diǎn)，討論電磁鐵和磁鐵的優(yōu)缺點(diǎn)。

學(xué)生討論，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)回答。創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。通過(guò)演示提出實(shí)驗(yàn)研究的問(wèn)題。

培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的能力。

利用轉(zhuǎn)化法來(lái)比較磁性強(qiáng)弱。

培養(yǎng)觀察思考、自學(xué)能力。

物理方法的應(yīng)用：控制變量法。

培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的能力。創(chuàng)設(shè)情境，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的能力。二、電磁繼電器1.播放視頻：強(qiáng)電機(jī)器工作。提問(wèn)：如何遠(yuǎn)距離控制？2.引入課題播放多媒體課件“電磁繼電器”，講解學(xué)習(xí)電磁繼電器的結(jié)構(gòu)。（1）電磁繼電器的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)用電磁繼電器，配合演示多媒體課件“電磁繼電器”，問(wèn)：1)電磁繼電器中的電磁鐵在什么位置？電磁鐵起什么作用？2)圖中的銜鐵，它起什么作用？3)圖中的彈簧，它起什么作用？4)圖中哪個(gè)是靜觸點(diǎn)？哪個(gè)是動(dòng)觸點(diǎn)？學(xué)生通過(guò)觀察回答以上問(wèn)題時(shí)，教師注意糾正，讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)電磁繼電器各部件的名稱和作用。電磁鐵：通電時(shí)產(chǎn)生磁性，吸下銜鐵。銜鐵：和動(dòng)觸點(diǎn)連在一起，帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)。彈簧：電磁鐵磁性消失時(shí)，帶動(dòng)銜鐵彈離電磁鐵。觸點(diǎn)：相當(dāng)于被控制電路的開關(guān)（靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)）。5)電磁繼電器的電路組成電磁繼電器工作時(shí)，電路分為控制電路和工作電路?？刂齐娐钒ǎǖ蛪海╇娫?、電磁鐵、開關(guān)。工作電路包括（高壓）電源、用電器、觸點(diǎn)。（2）電磁繼電器的工作原理引導(dǎo)學(xué)生弄懂電磁繼電器的工作原理，教師引導(dǎo)學(xué)生討論電磁繼電器的工作過(guò)程，然后讓學(xué)生閱讀課本第131頁(yè)最后一自然段，邊閱讀邊理解電磁繼電器的工作原理。電磁繼電器的工作原理：電磁鐵通電時(shí)，把銜鐵吸下來(lái)，使動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)接觸，工作電路閉合。電磁鐵斷電時(shí)失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來(lái)，切斷工作電路。（3）電磁繼電器的實(shí)質(zhì)電磁繼電器實(shí)質(zhì)：就是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關(guān)。（4）使用電磁繼電器的好處1)工作電路是有危險(xiǎn)的高壓電路，通過(guò)電磁繼電器可利用低壓電路控制高壓電路。2)工作場(chǎng)所溫度高或環(huán)境不好，可以利用電磁繼電器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。3.實(shí)例解釋電磁繼電器的應(yīng)用如圖所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，哪個(gè)燈亮？請(qǐng)說(shuō)明它的工作原理(注：一般的水都能導(dǎo)電)。教師：組織提問(wèn)，最后總結(jié)學(xué)生思考：在安全用電中提到不要靠近高壓帶電體，所以距離高壓電要遠(yuǎn)一些。

學(xué)生結(jié)合課本和投影，了解電磁繼電器各部分的名稱。

學(xué)生閱讀課本，結(jié)合電磁繼電器的構(gòu)造，說(shuō)說(shuō)此電路中電磁繼電器組成及其作用。

學(xué)生結(jié)合圖，說(shuō)明電磁繼電器的工作原理。通過(guò)實(shí)例進(jìn)一步熟悉電磁繼電器的工作原理。

學(xué)生討論回答：

可以利用低電壓、弱電流電流的通斷，來(lái)間接地控制高電壓、強(qiáng)電流的通斷；可以實(shí)行遠(yuǎn)距離控制；低壓控制電路可以使用溫控、光控等傳感器，實(shí)行自動(dòng)控制。根據(jù)教師提出的要求，學(xué)生分析、討論，解答問(wèn)題結(jié)合視頻，培養(yǎng)學(xué)生物理與生活的聯(lián)系培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的描述，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。通過(guò)介紹電與磁的聯(lián)系，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“偶然性寓于必然性之中”的教育。

通過(guò)生活中的實(shí)例進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電磁繼電器的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。

三、課堂小結(jié)（約5分鐘）教師：1．通過(guò)這節(jié)課你學(xué)到了什么？2．電磁鐵在磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？3．電磁鐵和普通磁鐵相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？4．電磁繼電器的工作原理，它在控制電路上有什么優(yōu)點(diǎn)和不足。5.本課小結(jié)了解電磁繼電器的應(yīng)用，課本上“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第3、4題，說(shuō)出電磁繼電器在電路中的作用。學(xué)生梳理本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容并回答。

1．本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了電磁鐵及其磁性強(qiáng)弱的影響因素，使用電磁繼電器控制電路等。2．電磁鐵磁性強(qiáng)弱與通過(guò)電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)。3．電磁鐵和普通磁鐵相比可以從磁性的強(qiáng)弱、磁極的改變等方面說(shuō)明。4．電磁繼電器可用于低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流，實(shí)行遠(yuǎn)距離控制等。學(xué)生討論電磁繼電器在這些電路中是如何起到控制作用的。培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的能力

利用物理方法解決實(shí)際問(wèn)題，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際。四、課堂檢測(cè)教師巡視、講評(píng)完成檢測(cè)題鞏固提高，深化所學(xué)知識(shí)【板書設(shè)計(jì)】第三節(jié)電磁鐵電磁繼電器一、電磁鐵1．構(gòu)造2．原理3.實(shí)驗(yàn)探究：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素4.電磁鐵的應(yīng)用二、電磁繼電器1．構(gòu)造2．原理3．應(yīng)用【教學(xué)反思】本節(jié)是前面電磁知識(shí)的延續(xù)，重點(diǎn)內(nèi)容是電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的探究。在本課中最重要的環(huán)節(jié)與難點(diǎn)是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道什么是電磁鐵、電磁鐵的性質(zhì)、學(xué)會(huì)制作電磁鐵、認(rèn)識(shí)影響電磁鐵磁力大小的因素、了解電磁鐵的相關(guān)應(yīng)用等。課堂上采用引導(dǎo)和學(xué)生探究討論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法，學(xué)生在我的引導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，大膽猜測(cè)，分組討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)證實(shí)自