九年級(jí)物理第二十章?電與磁

第3節(jié)《電磁鐵、電磁繼電器》(教學(xué)案)

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1．能描述電磁鐵，說明電磁鐵的工作原理。

2．通過實(shí)驗(yàn)探究知道電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)的關(guān)系。

3．能說明電磁繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理，了解電磁繼電器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

（二）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(huì)說明電磁繼電器在實(shí)際電路中的工作過程。

（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀

通過認(rèn)識(shí)電磁鐵的實(shí)際應(yīng)用，加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系，提高學(xué)習(xí)物理的興趣。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

本節(jié)內(nèi)容是“電生磁”知識(shí)的延續(xù)與應(yīng)用，簡(jiǎn)單講電磁鐵就是帶有鐵芯的通電螺線管，利用鐵芯使磁性增強(qiáng)。電磁鐵在實(shí)際中應(yīng)用廣泛，如本節(jié)中的涉及的電磁繼電器、電鈴和自動(dòng)控制電路等，所以本節(jié)重點(diǎn)是研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)，既是為后面的應(yīng)用服務(wù)，也體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)探究的過程，強(qiáng)化利用實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的能力。電磁鐵與永磁體相比具有磁性可控、磁極可控的優(yōu)點(diǎn)，電磁繼電器利用了電磁鐵磁性的有無可以利用電流的有無來控制這一特點(diǎn)。通過對(duì)電磁繼電器工作原理的了解，掌握利用低壓控制高壓、弱電流控制強(qiáng)電流的方法。雖然電磁繼電器在很多用電器中有廣泛應(yīng)用，但學(xué)生獨(dú)立接觸電磁繼電器的機(jī)會(huì)較小，很難單獨(dú)來研究它的工作過程，所以利用掛圖、模型等了解電磁繼電器的工作原理及其應(yīng)用是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。

重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)。

難點(diǎn)：電磁繼電器的工作原理及其應(yīng)用。

三、教學(xué)策略

電磁鐵的學(xué)習(xí)可以從通電螺線管開始，因?yàn)殡娔苌?，但通電螺線管的磁性很弱，在實(shí)際中應(yīng)用較少，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在螺線管中插入鐵芯的方法可以增強(qiáng)磁性，從而提出研究電磁鐵的意義。對(duì)比電磁鐵與磁鐵的優(yōu)缺點(diǎn)，得出電磁鐵的磁性可以利用電流來控制，不僅可以控制磁性的有無，還可以控制磁極、磁性的強(qiáng)弱等，繼而提出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的探究問題。在實(shí)驗(yàn)中利用學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，繞制電磁鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要利用到轉(zhuǎn)化的物理方法、控制變量的思想等，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法，又提高了學(xué)生動(dòng)手能力。通過實(shí)驗(yàn)得出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)等因素有關(guān)；電磁鐵的磁極與電流的方向有關(guān)。電磁繼電器在實(shí)際應(yīng)用中雖非常廣泛，但學(xué)生直接接觸的比較少，比較陌生，可以從圖片、視頻等入手，使學(xué)生對(duì)電磁繼電器有初步印象，它可以用于控制電路中，相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，只是利用低壓控制高壓、弱電流控制強(qiáng)電流，所以電磁繼電器使用中大多要用到兩種電源：低壓控制電源和高壓工作電源。再展示掛圖或?qū)嵨飦矸治鲭姶爬^電器的工作原理，結(jié)合實(shí)例提出一些實(shí)際應(yīng)用，了解它是如何控制電路的。

四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

校園局域網(wǎng)、多媒體課件整合網(wǎng)絡(luò)、漆包線、規(guī)格相同的鐵釘2根、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、大頭針、滑動(dòng)變阻器等。

五、教學(xué)過程

創(chuàng)設(shè)情景

電與磁之間是由聯(lián)系的，它是由誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？

通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁體相似，它磁極如何來判斷？

學(xué)生回憶上節(jié)課內(nèi)容，回答問題。

為本節(jié)課作知識(shí)準(zhǔn)備。

引入新課

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(jié)合上節(jié)課內(nèi)容，通電導(dǎo)線周圍也有磁場(chǎng)，對(duì)大頭針也會(huì)有力的作用。

提出問題，引入新課

電磁鐵

實(shí)驗(yàn)演示：取一根鐵釘，讓它接觸大頭針，發(fā)現(xiàn)不能吸引，將漆包線繞在上面制成線圈，通電后發(fā)現(xiàn)它能夠吸引大頭針了。斷開開關(guān)，可以看到大頭針又掉下來了。

此現(xiàn)象說明了什么？

把一根導(dǎo)線繞成螺線管，再在螺線管內(nèi)插入鐵芯，當(dāng)有電流通過有磁性。這種磁鐵就叫電磁鐵。

你能總結(jié)出電磁鐵磁性的特點(diǎn)嗎？

展示電磁鐵在實(shí)際中的應(yīng)用的圖片及視頻。

學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)。

插入鐵釘?shù)耐娐菥€管具有磁性，并且有電流通過時(shí)有磁性，沒有電流時(shí)就失去磁性。

學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)：

電磁鐵有電流通過時(shí)有磁性，沒有電流時(shí)就失去磁性。

電磁鐵的磁性

演示實(shí)驗(yàn)，如圖組裝實(shí)驗(yàn)器材，記錄鐵塊的位置；閉合開關(guān)，記錄鐵塊的位置；從螺線管B端插入鐵芯，記錄此時(shí)鐵塊位置。觀察現(xiàn)象，思考說明了什么問題？

提出問題：在實(shí)際使用中，我們需要電磁鐵的磁性強(qiáng)弱不同，那么電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)呢？

學(xué)生猜想，并討論猜想的合理性。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

（1）要研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱，首先要確定如何判斷其磁性的強(qiáng)弱？

（學(xué)生會(huì)結(jié)合上面實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象，利用彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度來比較磁性的變化）

討論各種方法的可行性。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意控制變量。例如要研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？

如何利用實(shí)驗(yàn)研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系？（設(shè)計(jì)電路圖）

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。

得出結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的的因素。

接通電源，彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，說明通電螺線管周圍有磁場(chǎng)，對(duì)鐵塊有引力。

插入鐵芯，彈簧會(huì)伸得更長(zhǎng)，引力增強(qiáng)，說明在通電螺線管中插入鐵芯，可以使磁性增強(qiáng)。

學(xué)生進(jìn)行猜想：電流的大小、線圈匝數(shù)、鐵芯的大小等。

學(xué)生討論回答：磁性的強(qiáng)弱不同，對(duì)磁性物質(zhì)的吸引力的大小不同，可以把比較磁性強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化成比較吸引大頭針的數(shù)量。（也可以利用其他方法）

利用漆包線繞成一個(gè)電磁鐵，利用滑動(dòng)變阻器改變流過它的電流，比較其磁性的強(qiáng)弱。

學(xué)生討論具體實(shí)驗(yàn)方案，如果用兩個(gè)電磁鐵可以把它們串聯(lián)，控制電流相等。不能使用兩個(gè)不同匝數(shù)的電磁鐵分別接入同一電路，因?yàn)樗鼈兊碾娏鞑煌?/p>

? 學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論：

在匝數(shù)相同時(shí)，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，匝數(shù)越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。

通過演示提出實(shí)驗(yàn)研究的問題。

培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問題的能力。

培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的能力。

電磁鐵的應(yīng)用

視頻展示電磁起重機(jī)的工作過程，以及其余使用電磁鐵的地方。

討論：電磁鐵和永磁體在使用上有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（磁性的有無、磁性的強(qiáng)弱、磁極、工作的穩(wěn)定性等方面）

你能說出一些使用電磁鐵和永磁體的應(yīng)用實(shí)例嗎？

學(xué)生結(jié)合電磁鐵的特點(diǎn)，討論電磁鐵和磁鐵的優(yōu)缺點(diǎn)。

學(xué)生討論，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)來回答。創(chuàng)設(shè)情境，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活 的能力。

電磁繼電器

播放視頻：巨型機(jī)器工作。

在生活中我們經(jīng)?？吹揭恍┐笮蜋C(jī)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(xiǎn)的，那怎么才能控制這些強(qiáng)大的電流？

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)。展示電磁繼電器實(shí)物，同時(shí)利用投影介紹電磁繼電器的構(gòu)造。

展示一個(gè)利用電磁繼電器的控制電路。

總結(jié)電磁繼電器的工作原理。

舉一個(gè)利用電磁繼電器進(jìn)行控制的電路，請(qǐng)同學(xué)來說出工作原理。

你能總結(jié)一下，使用電磁繼電器的優(yōu)點(diǎn)嗎？

學(xué)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(yuǎn)一些。如何遠(yuǎn)距離控制呢？

學(xué)生結(jié)合課本和投影，了解電磁繼電器各部分的名稱。

?

學(xué)生閱讀課本，結(jié)合電磁繼電器的構(gòu)造，說說此電路中電磁繼電器的作用。

學(xué)生結(jié)合圖，說明電磁繼電器的工作原理。通過實(shí)例進(jìn)一步熟悉電磁繼電器的工作原理。

學(xué)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(qiáng)電流的通斷；

可以實(shí)行遠(yuǎn)距離控制；

低壓控制電路可以使用溫控、光控等傳感器，實(shí)行自動(dòng)控制。

結(jié)合視頻，培養(yǎng)學(xué)生物理與生活的聯(lián)系培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，通過對(duì)現(xiàn)象的描述，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。

總結(jié)

課堂小結(jié)：

1．通過這節(jié)課你學(xué)到了什么？

2．電磁鐵在磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？

3．電磁鐵和普通磁鐵相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

4．電磁繼電器的工作原理，它在控制電路上有什么優(yōu)點(diǎn)和不足。

了解電磁繼電器的應(yīng)用，課本上“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第3、4題，說出電磁繼電器在電路中的作用。

學(xué)生梳理本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容。

1．本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了電磁鐵及其磁性強(qiáng)弱的影響因素，使用電磁繼電器控制電路等。

2．電磁鐵磁性強(qiáng)弱與通過電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)。

3．電磁鐵和普通磁鐵相比可以從磁性的強(qiáng)弱、磁極的改變等方面說明。

4．電磁繼電器可用于低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流，實(shí)行遠(yuǎn)距離控制等。

作業(yè)布置

完成《動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理》

第1～2題