文档内容
第3节 电磁铁 电磁继电器
教学目标：
1.知道什么是电磁铁,理解电磁铁的工作原理。
2.通过实验探究知道电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。
3.能说明电磁继电器的结构及工作原理,了解电磁继电器在生产、生活中的应用。
教学重难点：
重点:掌握电磁铁的特点及了解电磁继电器的结构和工作原理。
难点:电磁继电器的工作原理。
教学方法：讲授法、实验合作法
教学课时：1
教学过程：
【新课导入】
情境导入
实验演示:“小猫钓鱼”
师:谁能说出其中的道理?在实物展示台上拆开看:鱼嘴里有一个铁钉;鱼竿里有一个装置:“铁块+线圈”,通
电后能吸引鱼,断电后不能吸引鱼。
师:“铁块+线圈”是磁铁吗?怎样验证呢?其实“铁块+线圈”是一个电磁铁,这节
课我们就来研究一下电磁铁的性质,以及电磁铁磁性的大小与哪些因素有关。
【课堂探究】
探究点一 电磁铁
活动:演示实验:取一根铁钉,让它接触曲别针,发现不能吸引,将漆包线绕在上面制
成线圈,通电后发现它能够吸引曲别针了。断开开关,可以看到曲别针又掉下来了。
问题:这种现象说明了什么?
学生回答:插入铁钉的通电螺线管 具有 磁性,并且有电流通过时 有 磁性,
没有电流时就 失去 磁性。
总结:把一根导线绕成螺线管,在螺线管内插入铁芯,这就构成了 电磁铁 。电
磁铁有电流通过时 有 磁性,没有电流时就 失去 磁性。知识拓展:电磁铁的铁芯用软铁制造,不能用钢制作。因为软铁是软磁性材料,容
易获得磁性,没有外部磁场时磁性就会很快消失,磁性保存时间较短。而钢是硬磁
性材料,难获得磁性,但一旦获得磁性,磁性能够保存很长时间不退磁,其磁性的强
弱就不能用电流的大小来控制,失去电磁铁应有的优点。
过渡:电磁铁的磁性强弱受什么因素影响?怎样才能增强电磁铁的磁性呢?
探究点二 电磁铁的磁性
活动1:提出问题:电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关?
引导学生根据自己的知识和经验提出猜想并说明理由。
对学生的猜想进行归纳:1. 线圈的匝数 ;2. 电流的大小 ;3.有无铁芯。
师:有这么多变量都可能影响电磁铁磁性的强弱,那么我们采用什么方法进行探究?
生: 控制变量法 。
将学生按座位分为A,B两个大组,分别分配任务,进行探究实验。
请各个小组在制订计划时着重思考并讨论如下问题:
A组:
如何改变电磁铁线圈中电流的大小?
B组:
1.如何改变电磁铁线圈的匝数?2.当线圈匝数改变时,电磁铁线圈中的电流也会发生变化,如何控制线圈中的电流
不变呢?
鼓励学生大胆说出自己的设计方案,并对学生的实验方案进行优化。
活动2:实验过程
A组过程:保持 线圈匝数 不变,移动滑动变阻器的滑片,改变通过线圈中的 电
流 ,观察大铁钉吸起大头针的多少。
B组过程:保持 通过线圈中的电流 不变,改变 线圈的匝数 ,观察大铁钉吸起
大头针的多少。
实验记录表格
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
电 线
小 次 流 圈
吸引大头针的个数/个
组 数 / 匝
A 数
AB
总结:电磁铁的磁性强弱与 线圈的匝数 和 电流大小 有关。匝数相同,通过
电磁铁的电流越大,它的磁性越 强 。在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈
匝数越多,磁性越 强 。
探究点三 电磁铁的应用
活动:引导学生阅读教材P130相关内容,并思考以下问题。
电磁铁的优点:可以通过通断电路来控制磁性的 有无 ;可以通过改变电流的强
弱控制磁性的 强弱 ;可以通过改变电流的方向来改变磁极的 极性 。
问题:你能说出一些使用电磁铁和永磁体的应用实例吗?
回答:电磁铁的应用: 电铃 、电话、电磁选矿机、 电磁起重机 等。永磁体
的应用:电视机、扬声器、音响喇叭、收音机、皮包扣等。
探究点四 电磁继电器
活动1:出示电磁继电器工作原理图,介绍它的结构。总结
(1)主要有 衔铁 、 电磁铁 、 弹簧 、 触点 。
(2)工作原理:①控制电路:低压电源、线圈、开关。②工作电路:高压电源、用电
器、触点开关。
启发:电磁继电器是如何控制工作电路工作的呢?
引导分析
(1)实质:电磁继电器是利用 电磁铁 来控制工作电路的一种 开关 。
(2)工作原理: 如图所示 , 电磁铁通电时具有磁性 , 把衔铁吸引下来 , 使动触点与静
触点接触 , 工作电路闭合 , 电动机工作 ; 电磁铁断电时失去磁性 , 弹簧把衔铁拉起来 ,
切断工作电路 。
活动2:让学生们在课下查找相关电磁继电器在生活、生产中的应用。【课堂小结】
1.电磁铁:加了铁芯的通电螺线管。
2.电磁铁的特点
3.影响电磁铁磁性强弱的因素
4.电磁铁的应用
5.电磁继电器原理、构造
6.电磁继电器实质:利用电磁铁控制电路的一种开关。
板书设计
第3节 电磁铁 电磁继电器
1.电磁铁:通电螺线管内插入铁芯。
2.电磁铁的磁性强弱:与电流的大小、线圈匝数多少有关。
3.电磁继电器
(1)利用低电压、弱电流电路控制高电压、强电流电路。
(2)实现自动控制。
课堂检测
1.在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,小科设计了如图所示的电路,下列相关说
法不正确的是(A)A.电磁铁A,B上方都是S极
B.通过电磁铁A和B的电流相等
C.电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性
D.向右移动滑片P,电磁铁A,B磁性都减弱
2.下列方法中,不能增强通电螺线管磁性的是(D)
A.增加螺线管的匝数
B.在通电螺线管内插入铁棒
C.增大螺线管线圈中的电流
D.增大螺线管本身的直径
3.如图所示,可以说明巨磁电阻的特性。闭合开关S ,S 并使滑片P向左移动,观
1 2
察到指示灯变亮,那么(D)
A.电磁铁左端为S极
B.巨磁电阻两端的电压变大C.巨磁电阻阻值随磁场增强而变大
D.巨磁电阻阻值随磁场增强而变小
4.丹麦物理学家 奥斯特 首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁
之间的联系。小郭同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置(如图
所示)。当开关S接 a (选填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极。
5.探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中,小明用电池(电压一定)、滑动变阻
器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实
验。
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过 吸起大头针的多少 来
显示电磁铁磁性的强弱,这里用到的物理方法是 转换法 。
(2)连接好电路,使滑动变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到如图(甲)所示
的情景。接着,移动滑动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图(乙)所示的情景,比较图(甲)和图(乙),可知图 ( 甲 ) 中的电流较小,从而发现,通过电磁铁
的电流越 大 (选填“大”或“小”),磁性越强。
教学反思
本节课与生活联系紧密,充分体现新课标的理念,从生活中走进物理,让学生体验
物理的生活。导课时,通过演示实验,激发学生的学习兴趣,在讲解电磁继电器的
构造和工作原理时,老师充分利用图片及视频,让学生真正意义上来了解电磁继电
器。从中对讲解它的构造和工作原理做好了铺垫,顺其自然得出了它的构造和工
作原理。最后老师让学生走进生活,寻找生活中的电磁继电器,然后再利用所学的
电磁继电器的工作原理来讲述它的工作过程,使得学生对知识加以巩固应用,起到
画龙点睛的作用。
备课资源
1.继电器
继电器是具有隔离功能的自动开关元件,广泛应用于遥控、遥测、通信、自动控
制、机电一体化及电力电子设备中,是最重要的控制元件之一。继电器一般都有
能反映一定输入变量(如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、
光等)的感应机构(输入部分);有能对被控电路实现“通”“断”控制的执行机构(输出部分);在继电器的输入部分和输出部分之间,还有对输入量进行耦合隔离,功
能处理和对输出部分进行驱动的中间机构(驱动部分)。
2.电磁铁在实际生活中的应用
(1)电磁起重机
把电磁铁安装在吊机上,通电后吸起大量的钢铁,移动到另一个位置把钢铁放下。
(2)磁浮列车
磁浮列车的车厢和铁轨上分别安放磁体,磁浮列车用的磁体大多数是通有强大电
流的电磁铁,控制电流的方向使车厢和铁轨之间产生同名磁极,由于同名磁极互相
排斥,使列车能离开铁轨一定距离,消除了车轮与轨道之间的摩擦,突破列车以往
的速度极限,达到500 km/h 的运行速度。
(3)电铃、发电机、电动机、自动控制装置中都有电磁铁的应用。
