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第3節　電磁鐵 電磁繼電器
課題 第3節　電磁鐵 電磁繼電器
教學目標 【知識與技能】1．能描述電磁鐵，說明電磁鐵的工作原理。2．通過實驗探究知道電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系。3．能說明電磁繼電器的結構及工作原理，了解電磁繼電器在生產、生活中的應用。【過程與方法】通過閱讀說明書和觀察電磁繼電器，知道如何使用電磁繼電器，會說明電磁繼電器在實際電路中的工作過程。【情感態度和價值觀】通過認識電磁鐵的實際應用，加強物理與生活的聯系，提高學習物理的興趣。
教學重點 實驗研究電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關。
教學難點 電磁繼電器的工作原理及其應用。
器材 電磁繼電器模型、電鈴、電源、開關、導線、磁針等。
教學過程 教 學 內 容 與 師 生 活 動 設計意圖
一、新課引入1、學生回憶上節課內容，回答問題：（1）電與磁之間是由聯系的，它是由誰發現的？丹麥物理學家奧斯特通電螺線管的磁場與條形磁體相似，它磁極如何來判斷？用安培定則2、演示：利用磁鐵吸引大頭針。提出問題：磁鐵能夠吸引大頭針，那么還有沒有別的物體也能吸引？結合上節課內容，通電導線周圍也有磁場，對大頭針也會有力的作用。二、進行新課（一）探究一：電磁鐵1、實驗演示：取一根鐵釘，讓它接觸大頭針，發現不能吸引，將漆包線繞在上面制成線圈，通電后發現它能夠吸引大頭針了。斷開開關，可以看到大頭針又掉下來了。（1）學生觀察演示實驗。而后提問：此現象說明了什么？學生回答：插入鐵釘的通電螺線管具有磁性，并且有電流通過時有磁性，沒有電流時就失去磁性。（2）歸納電磁鐵概念：把一根導線繞成螺線管，再在螺線管內插入鐵芯，當有電流通過有磁性。這種磁鐵就叫電磁鐵。（3）你能總結出電磁鐵磁性的特點嗎？學生結合實驗現象總結：電磁鐵有電流通過時有磁性，沒有電流時就失去磁性。展示電磁鐵在實際中的應用的圖片及視頻。2、探究二：影響電磁鐵的磁性強弱的因素提出問題：在實際使用中，我們需要電磁鐵的磁性強弱不同，那么電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關呢？學生猜想，并討論猜想的合理性。電磁鐵的磁性強弱可能與電流的大小、線圈匝數、鐵芯的大小等因素有關。設計實驗：（1）要研究電磁鐵磁性強弱，首先要確定如何判斷其磁性的強弱？學生討論回答：磁性的強弱不同，對磁性物質的吸引力的大小不同，可以把比較磁性強弱轉化成比較吸引大頭針的數量。（2）實驗時要注意控制變量。例如要研究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系，如何進行實驗？學生回答：利用滑動變阻器改變流過它的電流，比較其磁性的強弱。如何利用實驗研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系？（設計電路圖）學生討論具體實驗方案，如果用兩個電磁鐵可以把它們串聯，控制電流相等。不能使用兩個不同匝數的電磁鐵分別接入同一電路，因為它們的電流不同。進行實驗：學生分組進行實驗，教師巡視指導。得出結論：根據實驗數據總結出影響電磁鐵磁性強弱的因素。在匝數相同時，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強；電流一定時，外形相同的螺線管，匝數越大，電磁鐵的磁性越強。3、探究三：電磁鐵的應用視頻展示電磁起重機的工作過程，以及其余使用電磁鐵的地方。討論：電磁鐵和永磁體相比在使用上有什么優點？學生結合電磁鐵的特點，討論電磁鐵的優點。磁性的有無可能通過通斷電流來控制、磁性的強弱可能通過改變電流大小來控制、磁極的方向可以通過改變電流方向來控制。4、探究4：電磁繼電器播放視頻：巨型機器工作。在生活中我們經常看到一些大型機器在工作，如大型吊車，它們的工作電流非常大，直接來控制或操作是很危險的，那怎么才能控制這些強大的電流？學生思考：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一些。如何遠距離控制呢？電磁繼電器就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關。展示電磁繼電器實物，同時利用投影介紹電磁繼電器的構造。播放電磁繼電器的工作原理視頻。讓學生閱讀課本，結合電磁繼電器的構造，說說此電路中電磁繼電器的作用。播放電磁繼電器應用的視頻，讓學生討論使用電磁繼電器的優點。學生討論回答： 可以利用低電壓、弱電流電流的通斷，來間接地控制高電壓、強電流的通斷；可以實行遠距離控制；低壓控制電路可以使用溫控、光控等傳感器，實行自動控制。 為本節課作知識準備。提出問題，引入新課提出問題，通過學生討論，創造課堂情景，激發學生的興趣和求知欲。學生總結，培養學生依據實驗現象總結結論的能力。培養學生依據問題進行猜想的能力。培養學生動手實驗、分析實驗得出結論的能力。培養學生運用科學的探究方法的能力結合視頻，培養學生物理與生活的聯系培養學生利用物理知識解決實際問題的能力。通過分析總結，提升學生的概括能力。
課堂小結 回顧本節內容：1．請描述一下電磁鐵的結構，說一下電磁鐵的工作原理。2．解釋一下電磁鐵的磁性強弱的影響因素。3．請簡述電磁繼電器的結構及工作原理，以及電磁繼電器在生產、生活中的應用。
板書設計 20.3電磁鐵 電磁繼電器電磁鐵結構：插入鐵芯的螺線管。影響電磁鐵磁性強弱的因素：電流大小、匝數多少。優點：磁性有無、磁性大小、磁極方向都可以控制。電磁繼電器實質：用電磁鐵控制的開關。優點：可以利用低電壓、弱電流電流，來間接地控制高電壓、強電流。
課堂訓練 電磁繼電器就是利用 電磁鐵 來控制電路通斷的開關，在生產生活中應用廣泛。 （雙選）如圖所示，A是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵，B是螺線管。閉合開關S，待彈簧測力計示數穩定后，將變阻器R的滑片緩慢向右滑動，在此過程中下列說法正確的是（ AC ）A．V表示數變小，A表示數變大B．V表示數變大，A表示數變小C．彈簧測力計示數變小D．彈簧測力計示數變大 3.一種自動水位顯示器的原理圖如圖所示，對于該自動水位顯示器說法正確的是（ B ）A. 水位上升到B時，電磁鐵斷電，綠燈亮報警B. 水位上升到B時，電磁鐵通電，紅燈亮報警C. 水位下降到A時，電磁鐵斷電，紅燈亮報警D. 水位下降到A時，電磁鐵通電，綠燈亮報警4．如圖是電子警察抓拍系統原理圖，光控開關是一個接受到紅外線阻值幾乎為零，沒有接受到紅外線阻值無限大的光敏電阻，若行人違規闖紅燈，就會接通攝像系統電源，“電子警察”就會自動抓拍人臉。下列說法正確的是（　C　）A．只要光控開關接收到紅外線，攝像系統就會自動拍攝B．若將光控開關和壓力開關并聯，也能起到相同的作用C．只有光控開關和壓力開關都閉合時，攝像系統才會自動拍攝D．行人只要經過埋有壓力開關的路口，電磁鐵磁性就會增強5．小麗利用光敏電阻受到光照時電阻變小的特性，設計了個如圖所示的自動控制電路，要求光暗時燈亮，光亮時燈滅。在實際調試時，發現燈始終亮著，而光敏電阻和其他電路元件都正常。下列調節能使控制電路達到要求的是（D　　）A．減少螺線管線圈的匝數B．抽出螺線管中的鐵芯C．減小控制電路電源電壓D．滑動變阻器滑片P向右移動6.如圖所示，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開關閉合后，當滑片P從a端向b端滑動過程中，會出現的現象是（　C　）A．電流表示數變大，彈簧長度變長B．電流表示數變大，彈簧長度變短C．電流表示數變小，彈簧長度變短D．電流表示數變小，彈簧長度變長
作業布置 完成本節課的對應練習。課本P132第1、2、4題

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