人教版初中物理九年級(jí)下冊(cè)課時(shí)5 第二十章電與磁 第3節(jié)電磁鐵 電磁繼電器第二課時(shí) 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(shí)）授課人羅卓君單位廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)學(xué)科（版本）物理（人教版）年級(jí)九年級(jí)章節(jié)第二十章第3節(jié)學(xué)時(shí)1課型新授課一、知識(shí)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(jì)電磁繼電器模型，培養(yǎng)愛動(dòng)手勤動(dòng)腦的學(xué)習(xí)習(xí)慣。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1.通過認(rèn)識(shí)電磁繼電器的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣；2.體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)來源于生活，并服務(wù)于生活的科學(xué)精神。教學(xué)重點(diǎn)：了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理教學(xué)難點(diǎn)：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(gè)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(jì)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(jí)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(shí)。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(diǎn)：1.電磁鐵知識(shí)回顧電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)2為本節(jié)課做好知識(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)，解決實(shí)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(shí)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(huì)減小，電從觀看小小電磁鐵磁鐵磁性未必就會(huì)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(shí)得出在不路的電阻會(huì)增大，電流就減小了。同實(shí)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(shí)現(xiàn)們?cè)谠黾泳€圈匝數(shù)的同時(shí)，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(shí)現(xiàn)進(jìn)

一步加強(qiáng)電磁鐵磁性的目的。我們看，這是一個(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)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(duì)了，對(duì)于某個(gè)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(dòng)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?。學(xué)生提問：這么大的電流豈不很危險(xiǎn)？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(xiǎn)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(xiǎn)的。我們看這個(gè)視頻。高電壓電路危險(xiǎn)，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(xiǎn)，禁止靠近！電壓電路學(xué)生提問：我們常常看到工人師傅利用手下的按鈕控制這些大型設(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(xiǎn)的。我們必須尋找一個(gè)可行方案。我們來看這個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(gè)裝置大家是不是很熟

悉？對(duì)，就是一個(gè)杠桿模型。在彈簧

彈力的作用下，A端翹起，AB兩點(diǎn)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(diǎn)閉合呢？如果我們對(duì)橫桿施加一個(gè)如圖所示，向下的力F，不就實(shí)現(xiàn)目的了嗎？不過，這個(gè)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(shí)，更好地控制桿的上下擺動(dòng)呢？學(xué)生回答：電磁鐵不就派上用場了嗎？設(shè)計(jì)電磁繼電器實(shí)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(gè)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(gè)鐵塊才行。是的，加上鐵塊，我們看看這個(gè)裝置怎么工作。上圖中，電磁鐵所在電路未接通，AB兩點(diǎn)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(shí)，電磁鐵有磁性，會(huì)把固定橫桿上的鐵塊吸下，這樣，AB兩點(diǎn)實(shí)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(shí)驗(yàn)電路這個(gè)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(gè)電路是怎么工作的吧。12播放實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。與橫桿相連，隨著橫桿一起上下運(yùn)動(dòng)的觸點(diǎn)為動(dòng)觸點(diǎn)，在動(dòng)

觸點(diǎn)的上下兩側(cè)還有靜觸點(diǎn)。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(qǐng)同學(xué)們15加深理解認(rèn)真觀察控制開關(guān)、銜鐵和觸點(diǎn)的工作情況。通過對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)。當(dāng)沒有電

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

電磁繼電器的構(gòu)造動(dòng)觸點(diǎn)與下方的靜觸點(diǎn)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(diǎn)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(gè)電路稱為低壓控制電路，右側(cè)這個(gè)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(gè)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(diǎn)。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(gè)電路中，如果我們把低壓控制電路的開關(guān)換成一個(gè)水位控制開關(guān)，這便是一個(gè)水位報(bào)警器。當(dāng)水位未達(dá)到設(shè)定警報(bào)高度A點(diǎn)，綠燈亮，當(dāng)水位上升到A點(diǎn)，這時(shí)紅燈亮實(shí)現(xiàn)報(bào)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(shí)19對(duì)電磁繼電器的使用帶來新認(rèn)識(shí)現(xiàn)對(duì)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(huì)產(chǎn)生磁性，就會(huì)吸引銜鐵從而實(shí)現(xiàn)控制。真的是這樣嗎？我們看下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)。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(shí)現(xiàn)對(duì)工作電路的控制呢？？學(xué)生回答：會(huì)不會(huì)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(shí)驗(yàn)視頻有這個(gè)可能，那如何驗(yàn)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?cè)儆^察一次實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)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(shí)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(yàn)證你的猜想？新課

教學(xué)學(xué)生回答：我們可以移動(dòng)滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)。通過剛才的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，要22想電磁繼電器做出吸引銜鐵這一動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)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(shí)，大家思考一下。當(dāng)光強(qiáng)為4.0cd時(shí)，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(shí)，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(shí)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(dòng)觸點(diǎn)仍接通工作電路。所以燈泡L會(huì)亮。很好！這樣這個(gè)電路就實(shí)現(xiàn)了光照對(duì)電燈的智能、自動(dòng)控制。同學(xué)們留心觀察生活，你一定會(huì)發(fā)現(xiàn)很多電磁繼電器的應(yīng)用。一定會(huì)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(shí)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(shí)際應(yīng)用。請(qǐng)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(shí)設(shè)計(jì)一款酒精含量報(bào)警器。要求滿足如下條件。酒精含量低于設(shè)定值時(shí)，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(shí)后，某同學(xué)解決實(shí)際問題28設(shè)計(jì)了如圖所示的電鈴電路，開關(guān)閉他的設(shè)計(jì)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(diǎn)相連，好比是一根支點(diǎn)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(dòng)小錘敲打了31鈴?fù)胍幌隆＿@時(shí)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(dòng)作，小錘重復(fù)敲打電鈴32（讀出問