2020人教版九年级全一册同步备课：20.3电磁铁电磁继电器教案

九年级全一册同步备课：20.3电磁铁电磁继电器教案+同步练习（第1课时）
20.3电磁铁电磁继电器教案
教学目标
知识与技能
1.知道电磁铁的工作原理。
2.知道影响电磁铁磁性强弱的几个因素。
3.了解电磁铁在生产和生活中的应用。
4.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。
过程与方法
1.培养学生的自主探究能力掌握科学的研究方法。
2.通过实验设计，制作电磁铁。培养学生动手能力，观察实验现象、收集分析实验数据和信息汇总的能力。
情感态度和价值观
1.积极参与动手制作，细心观察等科学探究活动。
2.严谨的科学态度和主动与他人合作的集体主义精神。
教学重难点
重点：
1.制作并研究电磁铁的磁性强弱与那些因素有关。
2.电磁继电器的结构及工作原理
难点：
1.学生的实验设计与自主探究，合作交流能力的培养。
2.
电磁继电器的工作原理及其应用
教学用具
1.演示实验教具：教师自制的电磁铁示教板、多媒体课件、螺线管、永久磁铁、电铃等。
2.学生实验器材：（两人一组）
大铁钉2枚、细漆包线若干、开关、电源、滑动变阻器、大头针适量、棉线等。
教学过程
一、创设情境，导入新课
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?
【过渡】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，以及电磁铁磁力的大小与哪些因素有关.
二、讲授新课
知识点一：电磁铁
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大头针了.断开开关，可以看到大头针又掉下来了.
问题：这种现象说明了什么?
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.
把一根导线绕成螺线管，在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时有磁性.这种磁铁就叫电磁铁.
问题：你能总结出电磁铁磁性的特点吗?
回答：电磁铁有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性.
展示电磁铁在实际应用中的图片及视频.
【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，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?
知识点二：电磁铁的磁性
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?在探究过程中要注意什么?由于受器材的限制，我们先来探究电流和匝数这两个变量对电磁铁磁性的影响.
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：
1.如何改变电磁铁线圈中电流的大小?
2.如何测量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，并对学生实验方案进行优化.
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
小组
次数
电流/A
吸引大头针的个数/个
小组
次数
匝数/匝
吸引大头针的个数/个
A
B
　　实验结论：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.
2.电磁铁的应用：
视频展示电磁起重机的工作过程，以及其余使用电磁铁的地方.
讨论：电磁铁在使用上有什么优点?
分析总结：
电磁铁的优点：可以通过通断电路来控制磁性；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.
【知识拓展】在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化.磁化后的铁芯变成了一个磁体，这样由于电磁铁两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强.为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形.但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针.如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性.
知识点三：电磁继电器
活动1：播放防汛报警器的工作过程，让学生根据所观察的现象，说出防汛报警器的其作用的主要部件。自己试着说出它每一个构造的名称。
活动2：出示课件，展示电磁继电器，介绍它的构造。
总结：主要是衔铁、电磁铁、弹簧、触点
活动3：结合构造和对防汛报警器的工作过程的观察，小组之间讨论、交流说出每一个部件的作用，不同意见的再适当的补充。老师归纳总结，
归纳总结：
（1）
（2）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。
工作原理：如上图所示，电磁铁通电时，把衔铁吸引下来，使动触点与静触点接触，工作电路闭合。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4：让学生走进生活，列举出在生活或生产中，你见到过的电磁继电器有哪些？它们都是怎样工作的？
活动5：根据学生的讨论、交流，归纳出学生所列举的实例，以课件的形式展示。
马路路口的闯红灯系统
活动6：根据课件展示，让其他组的同学来讲解它们的工作原理，意见不同的，再予以补充说明。
归纳总结：电磁继电器的作用：①低压电路控制高压工作电路；②高温环境下的控制；③远距离控制；④电磁继电器在电铃、防盗报警、温度自动控制、空气开关自动控制等方面起着重要的作用。
典例剖析
车辆超载是造成高速公路路面结构损坏的一个重要因素。小明为某大桥设计一个车辆超重的报警装置，当路面压力达到设定值时，压力传感器就接通电路。要求车辆超重时，信号灯就发光。请你在图中为他连接好电路。
思路导引：这是一个电磁继电器的工作原理图，左侧与电磁铁连接的为控制电路，右侧与信号灯连接的为工作电路，再找准接线柱，分别连成闭合电路再进行检查即可。
参考答案：
三、板书设计
第3节
电磁铁
电磁继电器
四、教学反思
本节是前面电磁知识的延续，重点内容是电磁铁的磁性强弱的探究。在本课中最重要的环节与难点是让学生通过实验知道什么是电磁铁、电磁铁的性质、学会制作电磁铁、认识影响电磁铁磁力大小的因素、了解电磁铁的相关应用等。课堂上我采用我来引导和学生探究讨论与实验结合的方法，学生在我的引导中发现问题后，大胆猜测，分组讨论并设计实验方案来证实自己的观点，培养敢于提出不同见解的科学态度。
本课教学中，让我高兴的是，在分组实验中，学生不仅发现了电流和线圈匝数这两个影响磁性强弱的因素，还提出了“通电时间的长短”和“铁芯是否生锈”两个不在本课计划范围内的因素。虽然这有些令我措手不及，但我还是很开心，决定下节课继续探究相关问题。
本节课与生活联系紧密，故我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，我从生活中的情景防汛报警器导入，让学生体验到物理知识是有用的，它可以来解决生活、生产中的问题。在讲解电磁继电器的构造和工作原理时，我充分利用视频，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。
最后我让学生走进生活，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。
同步练习：
1.下列关于电磁铁和磁感线的说法正确的是(　　)
A.电磁铁的磁性有无和磁性强弱可以改变
B.电磁铁能永久性地保持磁性
C.磁感线是真实存在的
D.磁体外部的磁感线总是从S极出发，回到N极
答案：A
2.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.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
答案：A
3.如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是(　　)
A.电磁铁的上端为S极
B.电源左端为“+”极
C.断开开关，弹簧测力计示数为零
D.若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧测力计示数增大
答案：D
4.下图可以说明巨磁电阻的特性。闭合开关S1、S2并使滑片P向左移动，观察到指示灯变亮，那么(　　)
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
答案：D
5.下列方法中，不能增强螺线管磁性的是
(　　)
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
答案：D
6.小聪同学在做“探究电磁铁”实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是
(　　)
A.要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动
B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C.电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大
D.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引
答案：B
7.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　　　　　　　　　　　　　来显示电磁铁磁性的强弱，下面的实验也用这种方法的是　　　。(填写字母)?
A.认识电压时，我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
(2)连接好电路，使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，比较图甲和乙，可知　　图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越　　(选填“大”或“小”)，磁性越强。?
答案：(1)吸起大头针的多少　C　(2)甲　大
8.丹麦物理学家　　　　　　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　　　(选填“a”或“b”)点时，电磁铁的A端是N极。?
答案：奥斯特　a