資源簡介

第3節　電磁鐵　電磁繼電器
　
知識與技能：
1．了解什么是電磁鐵，知道電磁鐵的特性和工作原理。
2．了解影響電磁鐵磁性強弱的因素。
3．了解電磁繼電器的結構和工作原理。
過程與方法：
通過了解物理知識的實際應用，認識科學發明就在我們身邊，認識科學及其相關技術對社會發展、人類生活的影響，提高學習物理知識的興趣。
情感、態度與價值觀：
1．體驗探索科學的樂趣，培養主動與他人交流合作的意識和態度。
2．使學生在經歷分析、觀察的過程中體會學習探究的樂趣。
重點：電磁鐵磁性強弱的影響因素。
難點：控制變量法的應用。
第1課時　電磁鐵
多媒體課件、導線、螺線管、鐵棒、小磁針、開關、電源、小鐵釘、滑動變阻器。
一、情景導入
教師多媒體播放視頻：電磁起重機吸起重物。(視頻詳見教學課件)
我們從視頻中看到，這個電磁起重機具有強大的磁性，一次可以吸起上千噸的重物，那它又是怎么輕易地將這些重物放下來的呢？(學生回答：去掉它的磁性)
那么，對于普通的磁體，是不能輕易去掉它的磁性的，我們今天來學習電磁鐵。
二、合作探究
　電磁鐵
要使螺線管的周圍產生磁場，根據我們學過的知識，可采用什么方法？如果要使通電螺線管的磁性增強，應該怎么辦呢？
先將小磁針放在螺線管的兩端，通電后觀察小磁針偏轉的程度，再將鐵棒插入螺線管，通電后觀察小磁針偏轉的程度？
同學們交流討論小磁針在哪種情況下的偏轉程度最大，說明了什么？為什么插入鐵棒后，磁性會變強？
(1)插入鐵棒后，小磁針的偏轉程度增大，這表明插入鐵棒后通電螺線管周圍的磁性大大增強。
(2)鐵棒被磁化，也要產生磁場，于是通電螺線管的周圍既有電流產生的磁場，又有磁體產生的磁場，因而磁場大大增強了。
(3)我們把插入鐵芯的通電螺線管稱為電磁鐵。
　電磁鐵的磁性
1．電磁鐵的磁性
對于外形相同的螺線管，影響電磁鐵磁性強弱的因素有哪些？
猜想1：電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性。
猜想2：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強。
猜想3：外形相同的螺線管，線圈的匝數越多，它的磁性越強。
(1)探究電流大小對電磁鐵磁性的影響：
按照電路圖連接好電路，閉合開關，觀察吸引小鐵釘的數目(如圖甲)；移動滑動變阻器，改變電路中電流大小，觀察吸引小鐵釘的數目(如圖乙)。記錄好實驗數據。
(2)探究線圈匝數對電磁鐵磁性的影響：
按照電路圖連接好電路，閉合開關，觀察吸引小鐵釘的數目。記錄好實驗數據。
同學們交流討論上述兩個實驗的實驗現象，并根據實驗數據討論得出電流大小和線圈匝數對電磁鐵磁性強弱的影響。
(1)匝數一定時，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強。
(2)電流一定時，外形相同的螺線管匝數越多，電磁鐵的磁性越強。
2.電磁鐵的應用
(1)磁浮列車
(2)電磁起重機
(3)電動機、發電機、洗衣機、電冰箱、電鈴等。
磁浮列車的原理
磁浮列車的原理并不深奧，它是運用磁體“同性相斥，異性相吸”的性質，使磁體具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”。科學家將“磁性懸浮”這種原理運用在鐵路運輸系統上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成為“無輪”列車，時速可達幾百公里以上。這就是所謂的“磁浮列車”，亦稱為“磁墊車”。
由于磁體有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁浮列車也有兩種相應的形式：一種是利用由磁體同性相斥原理而設計的電磁運行系統的磁浮列車，它利用車上超導體電磁體形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相斥力，使車體懸浮運行；另一種則是利用由磁體異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁浮列車，它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁體，在“T”形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導軌間保持10～15 mm的間隙，并使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導軌面上運行。
磁浮列車與當今的高速列車相比，具有許多無可比擬的優點：磁浮列車雖是在軌道上行駛，但導軌與機車之間不存在任何實際的接觸，故其成為“無輪”狀態，幾乎沒有輪、軌之間的摩擦，時速高達幾百公里；磁浮列車可靠性大、維修簡便、成本低，其能源消耗僅是汽車的一半、飛機的四分之一；噪音小，當磁浮列車時速達300公里以上時，噪聲只有65 dB，僅相當于一個人大聲地說話，比汽車駛過的聲音還小；由于它以電為動力，在軌道沿線不會排放廢氣，無污染，是一種名副其實的綠色交通工具。
第3節　電磁鐵　電磁繼電器
第1課時　電磁鐵
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見學生用書。
本節是前面電磁知識的延續，重點內容是電磁鐵的磁性強弱的探究。在本節課中最重要的環節與難點是讓學生通過實驗知道什么是電磁鐵、電磁鐵的性質、學會制作電磁鐵、認識影響電磁鐵磁性強弱的因素、了解電磁鐵的相關應用等。課堂上我采用我來引導和學生探究討論與實驗結合的方法，學生在我的引導中發現問題后，大膽猜測，分組討論并設計實驗方案來證實自己的觀點，培養敢于提出不同見解的科學態度。
第2課時　電磁繼電器
多媒體課件。
一、情景導入
工廠內的大型機械工作時，常常會有幾十安的電流通過，工人師傅直接操作高壓電路的開關是很危險的，如果能夠想些辦法，讓工人師傅在低壓下操作高壓電路，那可就安全多了。那到底有沒有這樣的方法呢？
這節課我們就來學習利用電磁鐵制成的電磁繼電器來達到這一目的。
二、合作探究
　電磁繼電器
起重機的電磁鐵能吊起50 t重的集裝箱，可見它產生的磁力很強，這就要求電磁鐵電路中的電流一定足夠大，線圈匝數足夠多。那么工人師傅該如何來控制它呢？
多媒體播放視頻：電磁繼電器的構造和工作原理。(視頻詳見教學課件)
(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構成。
(2)通電時，把銜鐵吸下來使觸點接觸，工作電路閉合。斷電時失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，切斷工作電路。
(3)電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關。
　電磁繼電器的應用
前面我們已經學習了電磁繼電器的構造及工作原理，那么用電磁繼電器有什么好處呢？
同學們交流討論電磁繼電器的好處，得出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、強電流電路通斷的裝置，能實現遠程遙控、自動化控制等。
電磁繼電器的實際應用：水位自動報警器、溫度自動報警器、電鈴等。
利用多媒體播放電磁繼電器電路的原理。(視頻詳見教學課件)
第3節　電磁鐵　電磁繼電器
第2課時　電磁繼電器
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見學生用書。
本節課與生活聯系緊密，故我充分體現新課標的理念，從生活中走進物理，讓學生體驗物理的生活。導課時，我從生活中的情景導入，讓學生體驗到物理知識是有用的，它可以用來解決生活、生產中的問題。在講解電磁繼電器的構造和工作原理時，我充分利用視頻，讓學生直觀地了解電磁繼電器，為后面講解它的構造和工作原理做好了鋪墊，順其自然地得出了它的構造和工作原理。
最后我讓學生走進生活，尋找生活中的電磁繼電器，然后再利用所學的電磁繼電器的工作原理來講述它的工作過程，使得學生對知識加以鞏固應用，起到畫龍點睛的作用。

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