人教版初中物理九年級下冊課時5 第二十章電與磁 第3節(jié)電磁鐵 電磁繼電器第二課時 教案

《20.3電磁鐵電磁繼電器（第2課題名稱電磁鐵電磁繼電器（第2課時）授課人羅卓君單位廣東實驗中學(xué)學(xué)科（版本）物理（人教版）年級九年級章節(jié)第二十章第3節(jié)學(xué)時1課型新授課一、知識與技能：1.知道電磁繼電器的構(gòu)造和工作原理；2.了解電磁繼電器在生活中的應(yīng)用。二、過程與方法：教學(xué)目標(biāo)1.通過觀察，知道如何使用電磁繼電器，提高學(xué)生的觀察、分析及操作能力；2.通過設(shè)計電磁繼電器模型，培養(yǎng)愛動手勤動腦的學(xué)習(xí)習(xí)慣。三、情感、態(tài)度與價值觀：1.通過認(rèn)識電磁繼電器的實際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理知識的興趣；2.體驗科學(xué)知識來源于生活，并服務(wù)于生活的科學(xué)精神。教學(xué)重點：了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理教學(xué)難點：電磁繼電器的工作原理學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的兩個因素：電流大小和線圈匝學(xué)情分析節(jié)課教學(xué)效果的阻礙。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容PPT頁碼設(shè)計意圖解說詞同學(xué)們，大家好！今天，我們要一起學(xué)習(xí)的是人教開場1介紹課題版物理九年級第20章《第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器（第2磁繼電器的相關(guān)知識。通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了電磁鐵具有三方面的優(yōu)點：1.電磁鐵知識回顧電磁鐵的優(yōu)點2為本節(jié)課做好知識的聯(lián)系和鋪墊磁性的有無，可以通過通電或斷電進(jìn)行控制；2.電磁鐵磁極的極性，可以通過改變電流方向進(jìn)行控制；3.電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，可以通過改變電流大小或線圈匝數(shù)進(jìn)行控制。但是在上節(jié)課的實驗中，我們的電磁鐵連小小的鉤碼都吸不起來，好導(dǎo)入新課3如何利用理論知識，解決實際應(yīng)用中的問題像并沒有多大的用處。那同學(xué)們思考一下：如果我們想讓電磁鐵的磁性進(jìn)一步的加強(qiáng)，可以如何實現(xiàn)呢？學(xué)生1回答：我們可以增加線圈的匝數(shù)，讓電磁鐵變得更大。師：增加線圈匝數(shù)可以嗎？第1頁共學(xué)生2回答：繼續(xù)增加線圈匝數(shù)的話，通過電磁鐵的電流會減小，電從觀看小小電磁鐵磁鐵磁性未必就會增強(qiáng)呀！大威力的視頻出師：有道理，如果還是原來的電發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生利用源，電壓不變，增加線圈匝數(shù)后，電

所學(xué)知識得出在不路的電阻會增大，電流就減小了。同實際應(yīng)用中，通所以，要想獲得更大的磁性，我

過不同的方式實現(xiàn)們在增加線圈匝數(shù)的同時，還應(yīng)該增

增大電磁鐵的磁大通過電磁鐵的電流。性。雙管齊下，可以幫助我們實現(xiàn)進(jìn)

一步加強(qiáng)電磁鐵磁性的目的。我們看，這是一個電磁鐵，它內(nèi)部的鐵芯上繞有大量的線圈，給他加上12V的電壓，能有多大的威力呢？

它能將一個中學(xué)生提起來嗎？4印證猜想（電磁鐵引體向上）12伏電壓供電的電磁鐵就可以吊起一名中學(xué)生。

在這個基礎(chǔ)上，我們繼續(xù)增加線

圈匝數(shù)和通過電磁鐵的電流電流就做成了電磁起重機(jī)。它可以吸引大量鋼鐵；移動到另一位置后再斷電，鋼鐵被放下。大型的電磁起重機(jī)甚至還可以一次吊起十幾噸的鋼材。線圈匝數(shù)固定不變后，我們可以通過增強(qiáng)電流的方式，使它的磁性變得更同學(xué)們，圖中的電磁起重機(jī)現(xiàn)在提問學(xué)生吊起三錕鋼材，如果在負(fù)荷范圍內(nèi)想吊起更多的鋼材，可以怎么做呢？我們就增大電流。5思維碰撞對了，對于某個特定的機(jī)器，它的線圈匝數(shù)不能改變了，我們可以通過增強(qiáng)電流的方式，使它的磁性變得更強(qiáng)。大家看：這是某款電磁起重機(jī)的參數(shù)，我們看到，為了獲得巨大的磁電磁起重機(jī)所在的是強(qiáng)電流電路6提出問題：如何控制強(qiáng)電流電路力，驅(qū)動這些大型機(jī)器的電流要達(dá)到上百安培，有的甚至?xí)綆装侔才唷W(xué)生提問：這么大的電流豈不很危險？是的，和強(qiáng)電流電路一樣，高壓電路的接通和斷開也是同樣危險的。和強(qiáng)電流電路一樣，高壓電路的接通和斷開也是很危險的。我們看這個視頻。高電壓電路危險，提出問題：（高壓斷開器視頻）

不能直接控制7如何控制高高壓危險，禁止靠近！電壓電路學(xué)生提問：我們常?？吹焦と藥煾道檬窒碌陌粹o控制這些大型設(shè)

備，難道強(qiáng)大的電流就在按鈕下面流

第2頁共新課

教學(xué)不！用手直接控制強(qiáng)大的電流或操作高壓電路是很危險的。我們必須尋找一個可行方案。我們來看這個電磁起重機(jī)的簡單模擬電路。如果我們把開關(guān)的位置改為AB8引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電路改進(jìn)何在AB實現(xiàn)對電磁起重機(jī)所在的高電壓、強(qiáng)電流電路的安全控制？停車場出入口的閘門可以給到大家靈感嗎？我們可以嘗試把開關(guān)的結(jié)構(gòu)改成圖中的裝置。用裝置中的橫桿代替開

關(guān)，橫桿固定在支架上，末端連接著一根彈簧。整個裝置大家是不是很熟

悉？對，就是一個杠桿模型。在彈簧

彈力的作用下，A端翹起，AB兩點斷9進(jìn)一步優(yōu)化電路改進(jìn)方案開，電磁起重機(jī)所在電路不工作。怎樣才能讓兩點閉合呢？如果我們對橫桿施加一個如圖所示，向下的力F，不就實現(xiàn)目的了嗎？不過，這個力由誰來施加？人手嗎？那可不行。同學(xué)們是否能利用所學(xué)過的知識，更好地控制桿的上下擺動呢？學(xué)生回答：電磁鐵不就派上用場了嗎？設(shè)計電磁繼電器實非常好！現(xiàn)低壓控制高壓非常好！我們來試一下。在裝置中加入了電磁鐵這個控制電路，這樣可以嗎？學(xué)生回答：應(yīng)該還不行。電磁鐵吸引的是鐵磁性材料，還要在橫桿上新課教學(xué)10細(xì)化電路改進(jìn)方案安裝一個鐵塊才行。是的，加上鐵塊，我們看看這個裝置怎么工作。上圖中，電磁鐵所在電路未接通，AB兩點在彈簧彈力作用下斷開。如果我們把電磁鐵所在電路接通，閉合開關(guān)，電流從正極出發(fā)流過電磁鐵回到負(fù)極，這時，電磁鐵有磁性，會把固定橫桿上的鐵塊吸下，這樣，AB兩點實現(xiàn)閉合，電磁起重機(jī)就工作了。第3頁共按照剛才的電路圖，我們連接了11介紹實驗電路這個電路分成左右兩部分，左側(cè)電路由干電池供電，右側(cè)電路模擬電磁起重機(jī)所在的工作電路，由小燈泡、蜂鳴器和學(xué)生電源組成。下面我們來看看這個電路是怎么工作的吧。12播放實驗視頻在剛才的模擬電路中，我們把這13電磁繼電器的作用電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。我們來看看電磁繼電器的結(jié)構(gòu)。這是電磁鐵，這是銜鐵。這是彈簧，14講解構(gòu)造這還有觸點。與橫桿相連，隨著橫桿一起上下運動的觸點為動觸點，在動

觸點的上下兩側(cè)還有靜觸點。下面我們通過局部的放大視頻過來看看電磁鐵的工作過程。請同學(xué)們15加深理解認(rèn)真觀察控制開關(guān)、銜鐵和觸點的工作情況。通過對比，我們發(fā)現(xiàn)。當(dāng)沒有電

動觸點與上方的靜觸點接通。當(dāng)有電16講解原理流通過線圈時，電磁鐵把銜鐵吸下，

電磁繼電器的構(gòu)造動觸點與下方的靜觸點接通。

和工作原理從剛才的模擬電路分析，我們知道，工人師傅的按鈕控制的是電磁鐵

所在電路中的電流通斷。而高電壓強(qiáng)電流電路的通斷則由觸點控制，這樣17回應(yīng)前面的人們就可以安全，方便的操作大型機(jī)器了。我們把左側(cè)這個電路稱為低壓控制電路，右側(cè)這個電路稱為高壓控制電路。電磁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)電流電路通斷的裝置。第4頁共同學(xué)們，我們來看這個電路。跟剛才的電磁起重機(jī)模擬電路相比，它的高壓工作電路部分，多利用了上方

的靜觸點。新課教學(xué)我們來分析一下它的工作過程：當(dāng)控制電路開關(guān)斷開，電磁鐵沒有磁性，由于彈簧的作用，使接綠燈的電18電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，使接紅燈的電路接通，紅燈亮。在這個電路中，如果我們把低壓控制電路的開關(guān)換成一個水位控制開關(guān)，這便是一個水位報警器。當(dāng)水位未達(dá)到設(shè)定警報高度A點，綠燈亮，當(dāng)水位上升到A點，這時紅燈亮實現(xiàn)報警。同學(xué)們想一想：是否低壓控制電路接通，有電流經(jīng)過電磁鐵，就能實19對電磁繼電器的使用帶來新認(rèn)識現(xiàn)對工作電路的控制呢？學(xué)生回答：我想應(yīng)該是的，當(dāng)電磁鐵有電流通過就會產(chǎn)生磁性，就會吸引銜鐵從而實現(xiàn)控制。真的是這樣嗎？我們看下面這個實驗。視頻……控制電路的開關(guān)閉合了，為什么銜鐵沒有被吸下，從而實現(xiàn)對工作電路的控制呢？？學(xué)生回答：會不會是控制電路發(fā)生斷路，根本沒有電流通過電磁鐵20播放實驗視頻有這個可能，那如何驗證你的猜學(xué)生回答：我們可以觀察與電磁鐵串聯(lián)的電流表有沒有示數(shù)，如果有示數(shù)，那就不可能斷路了。電磁繼電器的應(yīng)用好的，我們再觀察一次實驗，請同學(xué)們留意電流表的表盤示數(shù)。原因在哪里呢？學(xué)生回答：可能是這時的電流太小了，電磁鐵的磁力不夠，突破不了彈簧彈力的控制，吸不下來。21學(xué)以致用那如何驗證你的猜想？新課

教學(xué)學(xué)生回答：我們可以移動滑動變阻器的滑片，增大通過電磁鐵的電流來加大它的磁性強(qiáng)度。

好的，我們繼續(xù)實驗。通過剛才的實驗，我們發(fā)現(xiàn)，要22想電磁繼電器做出吸引銜鐵這一動作，實現(xiàn)對高壓工作電路的控制，是需要通過電磁鐵的電流達(dá)到一定的大第5頁共小才行的。如果我們進(jìn)一步把低壓控制電路中的開關(guān)換成對光、溫度，煙霧等敏

如圖為“光控電燈”的模擬電路,R2流大于0.5A示數(shù)隨光強(qiáng)（光照強(qiáng)度）變化情況如

4.0cdL是否工作？同學(xué)們，根據(jù)今天學(xué)習(xí)的知識，大家思考一下。當(dāng)光強(qiáng)為4.0cd時，通過電磁鐵的電流是多少？23思維碰撞學(xué)生回答：由表格可知，當(dāng)光強(qiáng)為4.0cd時，電流表示數(shù)為0.44A，由于電流表與電磁鐵串聯(lián)，所以通過電磁鐵的電流也是0.44A。很好！那這時電磁鐵能把銜鐵吸引下來嗎？學(xué)生回答：0.44A小于0.5A，未達(dá)到電磁鐵吸引銜鐵的最小電流，電磁繼電器的動觸點仍接通工作電路。所以燈泡L會亮。很好！這樣這個電路就實現(xiàn)了光照對電燈的智能、自動控制。同學(xué)們留心觀察生活，你一定會發(fā)現(xiàn)很多電磁繼電器的應(yīng)用。一定會發(fā)現(xiàn)科技的無窮魅力。同學(xué)們，下面，我們來梳理今天所學(xué)課堂小結(jié)知識總結(jié)24總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)容，首先我們學(xué)習(xí)了電磁繼電器的作用和構(gòu)造，知道了電磁繼電器的工作原理，還知道了電磁繼電器的實際應(yīng)用。請同學(xué)們認(rèn)真完成今天的作業(yè)，首先，基礎(chǔ)性作業(yè)完成學(xué)生“資料包”中的課后練習(xí)。布置作業(yè)25拓展性作業(yè)，利用所學(xué)知識設(shè)計一款酒精含量報警器。要求滿足如下條件。酒精含量低于設(shè)定值時，電路中的綠燈亮若酒精含量達(dá)到設(shè)定值，則紅燈亮電鈴響。結(jié)束26下課，致意再見！第6頁共《20.3電磁鐵電磁繼電器（第2答疑環(huán)節(jié)答疑內(nèi)容PPT頁碼解說詞開場27同學(xué)們，下面開始答疑環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)了電磁鐵的相關(guān)知識后，某同學(xué)解決實際問題28設(shè)計了如圖所示的電鈴電路，開關(guān)閉他的設(shè)計方案可行嗎？電鈴的結(jié)構(gòu)圖，我們來看：這是電磁電鈴的構(gòu)造29鐵，這是銜鐵，銜鐵通過彈簧片與固定點相連，好比是一根支點在小正方形這里的杠桿。30觀看講解視頻（播放視頻）問題1下面我們來分析一下直流電鈴工作過程：首先開關(guān)閉合后，電磁鐵有了磁電鈴的工作原理性，吸引銜鐵往下，帶動小錘敲打了31鈴?fù)胍幌?。這時銜鐵上的小銅片與小螺釘分離，電路斷路。由于彈簧片A彈性的作用而復(fù)位，電路又再次接通，重復(fù)動作，小錘重復(fù)敲打電鈴32（讀出問