資源簡介

(共13張PPT)
探究豆漿機的工作原理
——電和磁綜合專題
核心問題：豆漿機的工作原理是什么？
1.豆漿機需要具備哪些功能？
電熱絲、開關、電動機、導線等
加熱、打漿等
2.豆漿機主要有哪些結構？
任務一：初步設計豆漿機的工作電路圖
材料：電源220V、開關、導線、電熱絲、電動機
3.豆漿機自動制作豆漿的工作流程是什么樣的？
使用熱敏電阻和電磁繼電器進行控制
4.豆漿機怎么自動實現加熱和打漿之間的切換？
任務二：設計豆漿機的工作電路和控制電路
材料：電源220V、電磁繼電器、導線、電熱絲、電動機
熱敏電阻
控制電路
工作電路
靜觸點
靜觸點
動觸點
任務三：計算制作一次豆漿需要消耗的電能
W=9.108×105J
5.為什么加水要在上下水位線之間？
防溢漿水位
防干燒水位
6.當超過防溢漿水位時，怎樣自動讓電熱絲不加熱？
壓敏電阻和電磁繼電器
任務四：探究防干燒水位h1和防溢漿水位h2的工作原理
水位 狀態 磁性強弱 原理
0~h1 加熱/不加熱 La Lb
h1~h2 加熱/不加熱 La Lb
h2以上 加熱/不加熱 La Lb
√
√
√
>
≤
＞
33．如圖甲為某型號豆漿機示意圖，將黃豆和清水放入杯體，經過如圖乙“三次加熱、二次打漿”的工序，可制作可口的豆漿。
（2）為了防止豆漿過少導致“干燒”和豆漿過多導致“溢漿”，小明設計了如圖丙所示的電路，La、Lb是兩個完全相同的電磁鐵，Ra和Rb分別是安裝在“防溢漿”水位和“防干燒”水位下方的壓敏電阻，其阻值隨壓力的增大而減小。只有當豆漿液而處在“防干燒”和“防溢漿”水位之間時，電熱絲才能工作。（假設電磁鐵對銜鐵的吸引力不會隨距離的改變而改變，不考慮銜鐵的彈力和重力）。
①當液面高度為h0時，閉合電路中的開關S，電磁鐵La吸住銜鐵，此時壓敏電阻的阻值分別為為Ra’和和Rb’，請比較兩者的大小關系：__________________。
②已知壓敏電阻Ra的阻值
隨液面高度h的變化曲線
如圖丁所示，請結合Ra的
變化曲線畫出壓敏電阻Rb
的值隨液面高度h變化的
大致曲線，并在圖中橫坐
標上標出“防干燒”水位
h1和“防溢漿”水位h2。
Ra’＜Rb’
ha
hb
h2
h1
降低探究豆漿機任務單
任務一：初步設計豆漿機的工作電路圖
材料：電源220V、開關、導線、電熱絲、電動機
任務二：任務二：設計豆漿機的工作電路和控制電路
材料：電源220V、電磁繼電器、導線、電熱絲、電動機 、熱敏電阻
任務三：計算制作一次豆漿需要消耗的電能
任務四：探究防干燒水位h1和防溢漿水位h2的工作原理
33．如圖甲為某型號豆漿機示意圖，將黃豆和清水放入杯體，經過如圖乙“三次加熱、二次打漿”的工序，可制作可口的豆漿。
（1）若豆漿機“加熱”時功率為1000瓦，“打漿”時功率為200瓦。則按圖乙工序完成一次豆漿制作，需消耗多少電能？
（2）為了防止豆漿過少導致“干燒”和豆漿過多導致“溢漿”，小明設計了如圖丙所示的電路，La、Lb是兩個完全相同的電磁鐵，Ra和Rb分別是安裝在“防溢漿”水位和“防干燒”水位下方的壓敏電阻，其阻值隨壓力的增大而減小。只有當豆漿液而處在“防干燒”和“防溢漿”水位之間時，電熱絲才能工作。（假設電磁鐵對銜鐵的吸引力不會隨距離的改變而改變，不考慮銜鐵的彈力和重力）。
①當液面高度為h0時，閉合電路中的開關S，電磁鐵La吸住銜鐵，此時壓敏電阻的阻值分別為為Ra’和和Rb’，請比較兩者的大小關系：__________________。
②已知壓敏電阻Ra的阻值隨液面高度h的變化曲線如圖丁所示，請結合Ra的變化曲線畫出壓敏電阻Rb的值隨液面高度h變化的大致曲線，并在圖中橫坐標上標出“防干燒”水位h1和“防溢漿”水位h2。探究豆漿機任務單
任務一：初步設計豆漿機的工作電路圖
材料：電源220V、開關、導線、電熱絲、電動機
任務二：任務二：設計豆漿機的工作電路和控制電路
材料：電源220V、電磁繼電器、導線、電熱絲、電動機 、熱敏電阻
任務三：計算制作一次豆漿需要消耗的電能
W=9.108×105J
任務四：探究防干燒水位h1和防溢漿水位h2的工作原理
33．如圖甲為某型號豆漿機示意圖，將黃豆和清水放入杯體，經過如圖乙“三次加熱、二次打漿”的工序，可制作可口的豆漿。
（1）若豆漿機“加熱”時功率為1000瓦，“打漿”時功率為200瓦。則按圖乙工序完成一次豆漿制作，需消耗多少電能？
（2）為了防止豆漿過少導致“干燒”和豆漿過多導致“溢漿”，小明設計了如圖丙所示的電路，La、Lb是兩個完全相同的電磁鐵，Ra和Rb分別是安裝在“防溢漿”水位和“防干燒”水位下方的壓敏電阻，其阻值隨壓力的增大而減小。只有當豆漿液而處在“防干燒”和“防溢漿”水位之間時，電熱絲才能工作。（假設電磁鐵對銜鐵的吸引力不會隨距離的改變而改變，不考慮銜鐵的彈力和重力）。
①當液面高度為h0時，閉合電路中的開關S，電磁鐵La吸住銜鐵，此時壓敏電阻的阻值分別為為Ra’和和Rb’，請比較兩者的大小關系：__________________。
②已知壓敏電阻Ra的阻值隨液面高度h的變化曲線如圖丁所示，請結合Ra的變化曲線畫出壓敏電阻Rb的值隨液面高度h變化的大致曲線，并在圖中橫坐標上標出“防干燒”水位h1和“防溢漿”水位h2。探究豆漿機的工作原理
【學情分析】
本次探究課的授課對象為處于中考沖刺階段的初三學生，對于電動機、電熱絲、電磁鐵、熱敏電阻、壓敏電阻等用電器有了一定的了解。在經過一輪復習之后，學生已經具備了一定的綜合運用電學知識的能力。但是對于如何具體地運用電磁鐵來控制電路以及涉及兩個電磁鐵的控制電路仍然比較陌生。所以本節課借助了豆漿機這一生活中常見的家用電器構建了一個真實情境，一步步幫助學生分析豆漿機的工作原理并在過程中提升解決問題的能力。
【教材分析】
本節課基于浙教版八年級下冊第一章電與磁第三節電磁鐵的應用，以電磁繼電器的特性為主結合熱敏電阻、壓敏電阻的特點逐步實現豆漿機工作原理的探究。本節課涉及2020年版科學課程標準的有關條目為3.2.13知道電路的基本組成，會畫電路圖；3.2.18探究通電螺線管周圍磁場強弱的的影響因素。
【教學目標】
知識與技能：
1.通過展示生活中常見的豆漿機，了解豆漿機的構造。
2.熟悉電磁繼電器的工作原理。
3.學會運用熱敏電阻以及壓敏電阻來設計電路。
過程與方法：
1.通過設計豆漿機的電路圖，來提高設計和創新的能力。
2.通過對豆漿機工作流程的分析，能對原有豆漿機電路圖的認知進行重新建構與改進。
3.通過防溢漿與防干燒水位的探究，提升解釋與說理的能力。
情感態度與價值觀：
1.通過對電動機不轉與轉動時的數據比較分析，培養嚴謹的科學態度。
2.通過豆漿機內部電路圖的設計，提升學生將科學知識與生活實際相聯系的能力，提高科學素養。
【教學重難點】
教學重點：綜合運用電磁繼電器、熱敏電阻以及壓敏電阻的工作原理。
教學難點：探究防溢漿與防干燒水位的工作原理。
【教學過程】
教 師 活 動 學 生 活 動 設 計 意 圖
【引入】展示我們生活中常見的豆漿機。引導學生提出核心問題：豆漿機的工作原理是什么？ 【問1】豆漿機需要具備哪些功能？ 加熱、打漿 【問2】為了實現加熱的功能，豆漿機需要有什么結構？ 電熱絲（利用電流的熱效應） 【問3】為了實現打漿的功能需要什么結構？ 電動機 【問4】除此以外為了組成完整的電路還需要哪些結構？ 導線與電源 【任務一】1.初步設計豆漿機的工作電路圖實現加熱與打漿的功能。 材料：電源220V、開關、導線、電熱絲、電動機 2.組織學生先獨自設計電路圖然后再相互交流討論設計心得。 介紹要點：如何實現加熱與打漿？ 【過渡】在同學們設計的電路中，有的認為加熱與打漿同時進行，有的認為加熱始終進行，偶爾打漿，有的認為加熱和打漿交替進行，那么實際生活中的豆漿機到底是怎么工作的呢？ 3.分析豆漿機自動制作豆漿的工作流程 【圖片展示】展示實際生活中使用的一款豆漿機的工作流程并介紹其特點。 4.豆漿機怎么自動實現加熱和打漿之間的切換？ 【追問1】在電路中如何實現自動開關？ 電磁鐵/電磁繼電器（通過改變電流改變磁性） 【追問2】在加熱和打漿轉換過程中什么發生了變化？溫度 【追問3】如何通過改變溫度來改變電流大小？ 熱敏電阻 【任務二】1.設計豆漿機的工作電路和控制電路材料：電源220V、電磁繼電器、導線、電熱絲、電動機、熱敏電阻 引導學生思考關鍵問題：如何通過電磁鐵與動觸點的動態變化完成加熱和打漿功能的自動切換？ 2.組織學生先獨自設計電路圖然后再相互交流討論設計心得。 介紹要點：如何完成加熱和打漿功能的自動切換？ 【任務三】1.計算制作一次豆漿需要消耗的電能 W=9.108×105J 【展示】圖片展示豆漿機在使用時的注意事項。 為什么加水要在上下水位線之間？ 【追問1】豆漿機在加熱時如果水位過高會發生什么？超過1200mL時會沸騰溢出——防溢漿水位 【追問2】豆漿機在加熱時如果水位過低會發生什么？低于1000mL時水會燒干——防干燒水位 6.當超過防溢漿水位時，怎樣自動讓電熱絲不加熱？ 【追問1】如何實現自動開關？電磁繼電器 【追問2】水位變化導致什么發生變化？壓強、壓力 【追問3】如何通過壓力的變化改變電磁鐵的電流大小？ 壓敏電阻 任務四：探究防干燒水位h1和防溢漿水位h2的工作原理 【拓展】已知壓敏電阻Ra的阻值隨液面高度h的變化曲線如圖丁所示，請結合Ra的變化曲線畫出壓敏電阻Rb的值隨液面高度h變化的大致曲線，并在圖中橫坐標上標出“防干燒”水位h1和“防溢漿”水位h2。 【曲線展示】 學生：思考并推測豆漿機可能的結構 學生：思考并設計可使用的豆漿機電路圖，并通過交流分享設計思路 學生：應用電學知識，思考如何通過溫度的變化來實現自動開關。 學生：通過分析豆漿機的工作流程，明白圖中額定功率和電動機功率的含義，并計算豆漿機消耗的電能。 學生：完成探究活動，歸納防干燒和防溢漿水位的工作原理 學生：通過不同水位的變化分析得出結論：當電磁鐵的電流較大時，磁性較強，吸引銜鐵，從而切換不同功能。 學生：分析Ra曲線的變化特點并按照水位的逐步升高進一步歸納豆漿機水位設置的工作原理 以實物展示的形式讓學生了解豆漿機的功能，增強學生對豆漿機的直觀認識。 從豆漿機的功能出發，通過不斷追問，猜測電豆漿機可能具有的結構，提升邏輯推理能力。 通過畫電路圖圖來設計一款豆漿機，幫助學生初步建立結構與功能相適應的觀念，并將目前較困難的核心問題劃分為幾個小問題，有利于學生逐步理解豆漿機電路圖的工作原理。 在前面任務的基礎上拔高難度，讓學生直面核心問題，提高學生解決問題的能力。 初步應用電功率的計算方法計算電能并提高獲取非文本信息的能力 通過追問引發學生的思考，激化學生們的認知沖突，引導學生從影響電磁鐵磁性強弱的因素來判斷。 通過加熱狀態的變化反向推導電磁鐵的磁性強弱。培養逆向思維。 根據曲線完成的情況，了解學生們對與豆漿機工作原理的掌握程度。
【課后作業】以養生壺電路練習鞏固教學效果
【板書設計】
教學反思 1.對于電磁繼電器當中動觸點和靜觸點的動態使用需要進一步建構。 2.對于控制電路和工作電路，需要加以區分。 3.要進一步強調通過了解實際豆漿機的工作流程對于原先的電路設計進行改進。

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