第十六章 课题4《电磁继电器与自动控制》教案
【教学目标】
1.知识与技能
（1）了解电磁继电器的主要结构和控制原理。
（2）会连接简单的电磁继电器控制电路。
（3）会利用电磁继电器设计简单的报警电路。
2.过程与方法
了解电磁继电器的主要结构和控制原理；会连接简单的电磁继电器自动控制的简单电路。
3.情感态度和价值观
在探究知识的过程中，形成乐于探究的意识和敢于创新的精神。
【教学重点】
了解电磁继电器的主要结构和控制原理。
【教学难点】
设计模拟水位自动报警器电路。
【教学方法】
观察引导、课上交流、巩固总结。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
我们学习了电磁铁的概念，认识到电流可以转 ( http: / / www.21cnjy.com )变为磁场，这涉及电能向机械能的转变。那么如何利用磁力呢，用天然磁石显然是不够的，本节课我们将学习电磁继电器与自动控制。
二、新课学习
1．认识电磁继电器
【过渡】如图16-31所示，龙门吊和机器人显然是利用电控制驱动的，什么途径可以实现利用电能对机械的控制？21世纪教育网版权所有
电磁继电器可以实现远程控制，电磁继电器是电磁铁的一个重要应用。同学们请看课本的图16-32，了解电磁继电器的结构。21教育网
活动1：观察电磁继电器，找出它的结构。
电磁继电器主要由电磁铁、弹簧、衔铁和触点组成。同学们试着根据图16-32，推测电磁继电器的工作状况及工作原理。21cnjy.com
2．用电磁继电器进行自动控制
活动2：学习使用电磁继电器。
大家根据自己描述的电磁继电器的工作原理与图16-33对比，按照图16-33的要求实验，观察实验现象。21·cn·jy·com
闭合开关S1时，弹簧片与触电B接触，红灯亮；而当开关S1断开时，绿灯亮，弹簧片与触电A接触。所以通过开关S1的状态可以控制右侧的电路。www.21-cn-jy.com
在高压工作电路中不方便控制，同时容易造成安 ( http: / / www.21cnjy.com )全问题，所以需要通过电磁继电器控制高压电路。电磁继电器一般由 电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。【来源：21·世纪·教育·网】
电磁继电器在社会生活中具有很多应用，防讯报 ( http: / / www.21cnjy.com )警器水位报警器、温度自动报警器、电铃制造等都利用电磁继电器的工作原理。电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。2·1·c·n·j·y
电磁继电器属于控制电路。而目前常用的机器人主要由传感器、控制电路和伺服电路组成，它能够代替人在危险或复杂的领域工作，如图16-34所示。www-2-1-cnjy-com
三、课堂练习：
1．如图是一种温度自动报警 ( http: / / www.21cnjy.com )器的原理图．制作水银温度计时，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，当温度达到金属丝下端所指的温度时（ A ）
A．衔铁被吸引，电铃发出报警声
B．衔铁被排斥，电铃发出报警声
C．衔铁被吸引，电铃停止发出报警声
D．衔铁被排斥，电铃停止发出报警声
2．如图是电磁继电器的构造和工作电路示意图．要使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是（ C ）21·世纪*教育网
A．去掉电磁铁线圈中的铁芯
B．减少电磁铁线圈的匝数
C．适当增大电源A的电压
D．适当增大电源B的电压
3．如图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A时（ B ）
A．红灯灭、绿灯亮
B．红灯亮、绿灯灭
C．红灯亮、绿灯亮
D．红灯灭、绿灯灭
课堂小结：
【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？
【总结】
16.4 电磁继电器与自动控制
1．认识电磁继电器
电磁继电器一般由 电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成。
2．用电磁继电器进行自动控制
在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流 ( http: / / www.21cnjy.com )过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
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第十六章 课题4《电磁继电器与自动控制》一课一练
一、选择——基础知识运用
1、如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图．该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度，这里的相互作用是指（ ）21·世纪*教育网
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．异名磁极相互吸引B．同名磁极相互吸引
C．异名磁极相互排斥D．同名磁极相互排斥
2、如图是一种温度自动报警器的原理图 ( http: / / www.21cnjy.com )．制作水银温度计时，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，当温度达到金属丝下端所指的温度时（ ）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．衔铁被吸引，电铃发出报警声B．衔铁被排斥，电铃发出报警声
C．衔铁被吸引，电铃停止发出报警声D．衔铁被排斥，电铃停止发出报警声
3、如图显示某汽车起动电动机的电路．当 ( http: / / www.21cnjy.com )起动器开关闭合时，有细小电流通过器件X，接着有强大电流通过电动机，并将电动机启动．请你根据所学知识想一想，X可能是哪一种器件？（ ）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．灵敏电流计B．电磁继电器
C．电动机D．发电机
4、小明利用光敏电阻受到光照射 ( http: / / www.21cnjy.com )时电阻变小的特性，设计了如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭．在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常，下列调节能达到要求的是（ ）www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．减少电磁铁线圈的匝数B．抽出电磁铁中的铁芯
C．滑动变阻器滑片P向左移动D．增大控制电路电源电压
5、如图所示为一种温度自动报警器的原理 ( http: / / www.21cnjy.com )图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警．下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．电磁铁的工作原理是电磁感应
B．电铃工作时，电磁铁a端为N极
C．温度升高至78℃时，电铃报警
D．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高
6、如图为汽车启动原理图，将钥匙插入钥匙孔并旋转，电路接通，汽车上的电动机启动．下列对启动时的分析正确的是（ ）www-2-1-cnjy-com
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A．电磁铁此时没有磁性B．电磁铁吸引衔铁，触点A、B断开
C．电磁铁是利用电流的磁效应制成的D．电磁铁的E端为电磁北极
7、下列功能中，电磁继电器不能完成的是（ ）
A．控制电路中电流的连续变化B．远距离自动控制与操作
C．控制电路中电流的有无D．利用低电压、弱电流控制高电压强电流
二、解答——知识提高运用
8、有一种温度自动报警器，在制作水银温度计 ( http: / / www.21cnjy.com )时，插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，电铃就会响起来，发出报警信号．图是一幅不完整的工作原理图．请把缺少的电磁铁接入电路中，并标出电磁铁的磁极．21·cn·jy·com
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9、如图是一个汽车启动器的电路，试分析其工作原理．
( http: / / www.21cnjy.com / )
10、硫化镉晶体是一种光敏材 ( http: / / www.21cnjy.com )料，用它做成的电阻有一特性：被光照射时电阻很小，将光遮住时电阻很大．用它来控制照明灯，要求白天灯不亮，夜晚灯亮，请将图中的元件连接成符合上述要求的电路，并说明白天灯灭、晚上灯亮的工作原理．（图中电磁铁上方是带铁块的铜片，其右端上下各有一个开关，当电磁铁中无电流时，弹簧将铜片拉起，使其上方的开关（双箭头a、b表示）闭合；当电磁铁中有电流时，铁块受磁力作用拉下铜片，下方的开关（双箭头c、d表示）闭合．
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《电磁继电器与自动控制》参考答案
一、选择——基础知识运用
1、【答案】A
【解析】据图可知，“追风者”磁悬浮列车悬浮是靠异名磁极相吸的原理工作的．故选A．
2、【答案】A
【解析】温度升高时，水银柱上升，与上方 ( http: / / www.21cnjy.com )金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号．故选A．
3、【答案】B
【解析】电磁继电器的实质是一个间接开关 ( http: / / www.21cnjy.com )．利用它可以实现自动控制、远距离控制；还可以利用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电流的电路．这与题目中提到的信息相吻合，由此联想到电路中的元件是电磁继电器．故选B．21世纪教育网版权所有
4、【答案】CD
【解析】电磁继电器的主要部分是电磁铁，电 ( http: / / www.21cnjy.com )磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入，要想在光亮时灯灭，一定要增大电磁铁的磁性．采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数．A、减少线圈的匝数减弱电磁铁的磁性．不符合题意．B、抽出铁芯减弱电磁铁的磁性．不符合题意．C、滑动变阻器滑片向左滑动电阻连入电路中的长度减小，电流增大，磁性增大．符合题意．D、增大电源电压，电路中的电流增大，磁性增强．符合题意．故选CD．
5、【答案】C
【解析】A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应， ( http: / / www.21cnjy.com )故A错误；B、由安培定则可知，当电铃工作时，电磁铁的a端为S极，故B错误；C、温度升高到78℃时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故C正确；D、若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将降低，故D错误；故选C．
6、【答案】C
【解析】当控制电路接通后，电路中有了 ( http: / / www.21cnjy.com )电流，电磁铁有了磁性，从而吸引其上面的衔铁，衔铁的向下运动带动了杠杆逆时针转动，使工作电路的两个触点接通，电动机工作．据安培定则可知，电磁铁的F端为电磁铁北极，E端为电磁铁的南极．故选C．21教育网
7、【答案】A
【解析】A、电磁继电器可以控制工作电路 ( http: / / www.21cnjy.com )的通断，并不是控制电路中电流的连续变化，故A错误；B、利用电磁继电器可以控制工作电路的通与断，可以实现远距离自动控制和操作，故B正确；C、电磁继电器可以控制工作电路电流的通断或有无，故C正确；D、电磁继电器利用控制电路的低电压、弱电流可以实现对工作电路高电压、强电流的控制，故D正确．故选A．
二、解答——知识提高运用
8、【答案】温度达到金属丝下端所指的温度 ( http: / / www.21cnjy.com )时，电磁铁电路形成通路，电磁铁有了磁性，把电铃电路的开关闭合，电铃电路形成通路，就响起来．把温度开关与线圈、电源串联，把电源、触点开关、电铃串联，电路图如下：21cnjy.com
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9、【答案】当汽车司机拧动车钥匙A ( http: / / www.21cnjy.com )启动汽车时，a、b处接通，电磁铁B中有电流通过，衔铁C被向下吸引，触点开关D接通，电动机M转动，带动汽油机工作．而汽油机启动后，车锁复位，汽油机由于飞轮的惯性，连续转动．2·1·c·n·j·y
10、【答案】为了使照明电路白天断开 ( http: / / www.21cnjy.com )，就需要电磁铁吸引衔铁，电路中电流大．夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁．电路中电流的变化要通过电阻的变化来控制．所以要将光敏电阻与电磁铁串联在一起，以此来调节电路中的电流；原理：晚上时，由于没有光照，光敏电阻很大，控制电路中的电流很小，电磁铁的磁性很弱，不能将铁块拉下来，此时铜片使a、b闭合，因此灯亮；白天时，由于光照，光敏电阻值变得很小，控制电路中的电流很大，电磁铁磁性强，将铁块往下拉，使铜片脱离a、b，使右边电路断开，因此灯灭．电路连接如图所示：【来源：21·世纪·教育·网】
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沪粤版 九年级下册
第十六章 电磁铁与自动控制
课题4 电磁继电器与自动控制
导入新课
电磁铁利用了电流的磁效应，实现了电与磁的转化，那么如何利用电磁铁呢？它有什么应用？
思考：电磁起重机如何工作？
电磁起重机
电磁起重机利用了电磁铁的原理，通过电路实现起重机的工作，属于远程控制。
远程控制和自动控制的核心是电磁继电器
新课学习
认识电磁继电器
想一想：电磁继电器如何控制龙门吊和机器人工作？
龙门吊和机器人中的电磁继电器属于远程控制器，实现机械的自动控制
龙门吊
车间的机器人
任务：观察电磁继电器，找出它们的组成单元，并猜测其功能。
活动1：认识电磁继电器
电磁继电器的结构
电磁继电器利用了电磁铁的性质。
电磁铁：实现电能向机械能的转变
弹簧片：控制衔铁与触电的接触
衔铁：动触点
触电：接通电路的导电片
电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等元件组成。
活动2：用电磁继电器进行自动控制
任务：观察电磁继电器的工作原理图，根据实验，描述其控制原理。
电磁继电器控制电路的原理
实验：
现象：闭合开关S1后，衔铁与触点C接触，红灯亮 。
（1） 连接控制电路。
① 根据继电器标称的“线圈额定电压”，将电源、开关与线圈连接起来。
② 闭合开关S1,注意观察衔铁是如何动作的，A、B触点（常闭）及B、C触点（常开）的状态是如何转换的。断开开关S1，情况又怎样？
（2） 连接工作电路。根据用电器（小灯泡）的额定电压，将电源、开关、小灯泡接入电路。闭合S2，观察S1断开和闭合时两灯的发光情况。
现象：断开开关S1后，衔铁与触点A接触，绿灯亮 。
电磁继电器视频
结论：在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
电磁继电器电路
电磁继电器电路分为控制电路和工作电路
电磁继电器的优势：
电磁继电器的作用等价于开关，其优势在于可以通过电路实现远程控制，这样可以一方面可以保护操作者的人身安全，另一方面可以代替人工，更加简便。
电磁继电器的应用：
在某些危险及复杂区域（比如高温、有毒气体、X光、核辐射、太空等），不能有工作人员存在，此时就需要通过远程控制来实现机器的探测和工作，这时电磁继电器可以作为远程控制电路。
思考：机器人的结构由哪几部分组成？
机器人由传感器、控制电路（电磁继电器）和伺服器（工作电路）组成。
机器人
思考：水位控制仪的工作原理是什么？
水位控制仪原理示意图
工作原理为：当水位达到金属块A时，控制电路接通．电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭．与红灯所在电路的静触点接通，导致了红灯所在的电路接通，红灯亮．
思考：温度自动报警器的工作原理是什么？
温度自动报警器
工作原理为：温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号．
思考：电梯超载报警器的工作原理是什么？
电梯超载报警器工作原理示意图
工作原理为：正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触．超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警。
1.如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，下列说法中正确的是（ ）
课堂练习
D
A．电磁铁上端为S极，触点B与C断开，汽车启动
B．电磁铁上端为S极，触点B与C接通，汽车启动
C．电磁铁上端为N极，触点B与C断开，汽车启动
D．电磁铁上端为N极，触点B与C接通，汽车启动
A．灯亮，电动机不转动，电铃响
B．灯亮，电动机转动，电铃响
C．灯不亮，电动机不转动，电铃响
D．灯不亮，电动机转动，电铃响
课堂练习
C
2.如图所示的自动控制电路中，当开关S闭合时，工作电路的情况是（ ）
B
课堂练习
A．电铃响，绿灯亮
B．电铃响，红灯亮
C．电铃不响，绿灯亮
D．电铃不响，红灯不亮
3.如图是某科研小级设计的一种温度自动报警装置的电路图．当温度达到90℃时（ ）
课堂小结
我们都学了什么？
课堂小结
16.4 电磁继电器与自动控制
1．认识电磁继电器
电磁继电器一般由 电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成。
2．用电磁继电器进行自动控制
在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
