人教版 九年级物理全册 20.3 电磁铁 电磁继电器 课件 (共49张PPT)（2022新课标）

(共49张PPT)
课题 20.3 电磁铁 电磁继电器
人教版九年级物理全一册
制作 高文超
教学目标
1.物理观念：
（1）了解电磁铁、电磁继电器的构造及原理。
（2）了解电磁铁的磁性的强弱可由电流的大小、匝数多少及有无铁芯来控制。
（3）了解电磁铁、电磁继电器在现代生产与生活中的广泛应用。
2.科学思维：
电磁继电器是用电磁铁工作的开关。
教学目标
3.科学探究：
（1）通过实验探究，找出控制电磁铁磁性强弱的方法；
（2）经历动手自制电磁铁，了解电磁铁的构造及应用。
（3）了解电磁继电器的工作原理。
4.科学态度与责任：
（1）经历由实验探究得出结论的过程，培养学生尊重科学、喜爱物理的情感。
（2）通过了解电磁继电器的应用，让学生明白科技的发展使人们的生活更加高效、便捷。
教学目标
教学重点
通过实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素。电磁继电器的工作原理。
教学难点
电磁铁磁性强弱实验探究方案的设计。电磁继电器应用于实际中的电路分析。
新知导入
2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与中国空间站成功完成全自主快速交会对接。中国首次实现空间站三船三舱构型，以及6名航天员同时在轨驻留。
新知导入
中国空间站最终形成三舱三船构型，即天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱“三舱”，天舟五号货运飞船、神舟十四号载人飞船、神舟十五号载人飞船“三船”。
新知导入
2022年11月29日，神舟十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥十五运载火箭发射升空。神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲与神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆相聚“中国宫”。
新知导入
2022年12月4日20时09分，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在太空执行任务183天后，“最忙出差三人组”的陈冬、刘洋、蔡旭哲于21时01分安全顺利出舱。
新知导入
2022年12月4日20时09分，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在太空执行任务183天后，“最忙出差三人组”的陈冬、刘洋、蔡旭哲于21时01分安全顺利出舱。
新知导入
2022年12月4日，神舟十四号已经安全返回地面。神州十四号飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成。在返回地面的过程中要经历关键的四步。第一步是进行轨返分离和返回制动。轨道舱与返回舱分离。第二步是推返分离，在距离地面145公里时，推进舱和返回舱分离，返回舱独自回。
新知导入
第三步是开伞。在距离地面10公里处，1200平方米的大伞打开，带着返回舱继续减速。第四步，在距离地面还有1米时，反推发动机点火，给飞船一个向上的力，飞船安全落地。这些步骤的操作都是靠电磁继电器来完成的。什么是电磁继电器？它又是怎样工作的呢？
新知讲解
一、电磁铁
一根条形磁体，它周围存在着磁场。这种磁体是一种永久磁体。永久磁体可以吸引铁钉、曲别针、钢针等铁性材料制作的物体。
新知讲解
一、电磁铁
在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有比较强的磁性。有电流时有磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。
电磁铁
新知讲解
一、电磁铁
家里的一些电器，如电冰箱、吸尘器中都有电磁铁。
新知讲解
一、电磁铁
在工地、码头，以及一些车间、货场，人们常常看到电磁起重机在工作，电磁铁起重机的主要部件之一是电磁铁。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
实际中，根据工作的性质不同，需要电磁铁的磁性强弱也不同。那么电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关呢？我们知道，磁性强的磁体对磁性物质作用力大，研究电磁铁时，可以根据磁体对它吸引铁块、铁钉或曲别针等的多少来判断它的磁性强弱。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
想想议议 用一根导线和一枚铁钉可以制作一个电磁铁。怎样可以使这个电磁铁的磁性较强？
新知讲解
二、电磁铁的磁性
猜想与假设
首先，电磁铁只有在线圈中通有电流时才有磁性，那么电流的大小应该会影响电磁铁磁性强弱。
其次，构成电磁铁的主要部件时线圈，线圈的形状和匝数可能也会影响影响电磁铁磁性强弱。那么，对于外形相同的线圈，电磁铁磁性强弱跟线圈的匝数会有什么的关系？
新知讲解
二、电磁铁的磁性
猜想与假设
电磁铁的磁性强弱可能跟电流的大小、线圈的匝数有关。
设计实验与制定计划 用滑动变阻器改变电路中电流的大小；用不同线圈串联控制电路中的电流相等；比较吸引大头针的数量的多少比较磁性的强弱。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
实验器材
滑动变阻器、电流表、不同匝数的线圈（内部有铁钉）、开关、电源上、导线、大头针、电流表。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
进行实验收集证据
把滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈（内部有铁钉）串联起来，通过开关接到电源上。调整变阻器的滑片，改变电路中的电流。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
进行实验收集证据
改换不同匝数的螺线管，比较不同匝数电磁铁的磁性。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
进行实验收集证据
将实验数据填入表格中
线圈的匝数/匝 电流的大小/A 吸引大头针数/个
100 0.5 10
1.0 20
50 0.5 4
1.0 10
新知讲解
二、电磁铁的磁性
分析论证
线圈的匝数相同时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强；
通过线圈的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
线圈的匝数/匝 电流的大小/A 吸引大头针数/个
100 0.5 10
1.0 20
50 0.5 4
1.0 10
新知讲解
二、电磁铁的磁性
从上面实验可以看出，线圈的匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁磁性越强。
线圈的匝数/匝 电流的大小/A 吸引大头针数/个
100 0.5 10
1.0 20
50 0.5 4
1.0 10
新知讲解
二、电磁铁的磁性
电磁铁的实际用途很多，最直接应用之一是电磁起重机。电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下。大型起重机一次可以吊起几顿钢材。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
在电动机、发电机、电铃和电磁继电器里也用到电磁铁。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
目前许多国家在研制高速磁悬浮列车，其上所用到的磁体大多是通有强大的电流的电磁铁。磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体，磁极相对。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
由于磁极间的相互作用，列车在铁轨上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦力，突破了以往列车的速度极限，每小时可以运行500km以上。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
每小时可以运行500km以上几乎达到了短程飞机的航速，并且噪声低、动力损耗少，稳定性高。2003年，我国上海市的磁悬浮铁路成为世界上第一条商业运营磁浮铁路。
新知讲解
二、电磁铁的磁性
2021年7月，中车青岛四方宣布我国具有自主知识产权的、时速高达600公里的高速磁悬浮交通系统在青岛下线，是世界首套时速达到600公里的交通系统采用的是常导电磁悬浮技术。
新知讲解
二、电磁继电器
驱动巨大的机器的电流可能达到几十安、几百安。在工厂里，我们常常看到工人师傅利用按钮来控制机器，难道强大的电流就在按钮下面流过？
工人师傅手中的按钮只是继电器的开关
新知讲解
二、电磁继电器
不，用手直接控制强大的电流或操作高压电路很危险，工人师傅按下的只是继电器的开关，而电源的接通和断开是由继电器控制的。
工人师傅手中的按钮只是继电器的开关
新知讲解
二、电磁继电器
什么是继电器？它是怎样工作的？
继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器
新知讲解
二、电磁继电器
电磁继电器的结构如图所示，由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成。
电磁继电器的构造
新知讲解
二、电磁继电器
控制电路：低压电源、开关、电磁铁线圈
工作电路：高压电源、触电、电动机
低压控制电路
高压工作电路
新知讲解
二、电磁继电器
当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流通过线圈，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连接的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作了。。
电磁继电器的构造
新知讲解
二、电磁继电器
工人师傅的按钮只控制电磁铁的通断，而高电压、强电流的通断则由B、C两个触点控制，这样人们就可以安全方便地操纵大型机械了。
低压控制电路
高压工作电路
新知讲解
二、电磁继电器
电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
课堂练习
1.下列说法不正确的是（ ）
A. 带铁芯的螺线管叫做电磁铁
B. 电磁铁通电有磁性，断电无磁性
C. 螺线管中插入铁芯磁性大大减弱
D. 电磁起重机主要部件之一就是电磁铁
C
课堂练习
2.下列关于电磁铁磁性说法正确的是（ ）
A.电磁铁吸引铁物质数量越多磁性越强
B.电磁铁的磁性只与线圈的匝数有关
C.电磁铁的磁性只与电流的大小有关
D.U型电磁铁的磁性中间最强，两端最弱
A
课堂练习
3. 下列用电器不是利用电磁铁来工作的（ ）
A.电冰箱
B.吸尘器
C.电灯
D. 电风扇
C
课堂练习
4. 2022年12月4日，神舟十四号已经安全返回地面。神州十四号飞船返回的轨道舱、返回舱和推进舱在返回过程中，依次是轨道舱分离、推进舱分离，最终只有返回舱返回地面。实现分离控制的主要元件是（ ）
A.永磁体
B.地磁场
C.发电机
D.电磁继电器
D
课堂练习
5.如图所示是一种温度自动报警的原理图。制作水银温度计在玻璃管中封入一段金属丝，电源两极分别与水银和金属丝相连，说法正确的是 （ ）
A. 温度达到金属丝下端所指温度时，电磁铁有磁性，电铃响报警
B.温度未达到金属丝下端所指温度时，电磁铁无磁性，电铃响报警
C.温度达到金属丝下端所指温度时，电磁铁无磁性，电铃不响不报警
D.温度未达到金属丝下端所指温度时，电磁铁有磁性，电铃不响不报警
A
课堂总结
1.带铁芯的螺线管是电磁铁。
2.影响电磁铁磁性强弱因素：电流大小、线圈匝数——控制变量法。
电磁铁优点：磁性有无、磁性强弱、磁极极性都可以用电流控制。
电磁铁应用：电磁起重机、磁悬浮、磁选矿、电铃、电话、电磁继电器。
3.电磁继电器由电磁铁、衔铁、触点、弹簧组成。相当于用电磁铁控制的开关。实现自动控制和远距离操纵。低压控制电路由电磁铁、低压电源、开关组成；
高压工作电路由触点、高压电源、高压用电器组成。
板书设计
1.带铁芯的螺线管是电磁铁。
2.影响电磁铁磁性强弱因素：电流大小、线圈匝数——控制变量法。
电磁铁优点：磁性有无、磁性强弱、磁极极性都可以用电流控制。
电磁铁应用：电磁起重机、磁悬浮、磁选矿、电铃、电话、电磁继电器。
3.电磁继电器由电磁铁、衔铁、触点、弹簧组成。相当于用电磁铁控制的开关。实现自动控制和远距离操纵。低压控制电路由电磁铁、低压电源、开关组成；
高压工作电路由触点、高压电源、高压用电器组成。
作业布置
1.课堂作业P132.T1
2.家庭作业P132.T2、T3、T4。
谢谢
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