浙教版科学八年级下第4章第三节电磁铁的应用

第3节电磁铁的应用（1课时）
教学目标：知道电磁铁的组成和特点；理解电磁继电器的结构和工作原理；了解电铃、磁悬浮列车的工作原理，了解信息的 磁记录。
重点：电磁继电器、电铃的结构和工作原理；
难点：电磁继电器、电铃的结构和工作原理；电话、磁悬浮列车的工作原理。
情感、态度、价值观：培养学生科学猜想的意识和方法
教具准备：电磁继电器、电铃教学模型和挂图，磁悬浮列车的媒体资料
教学过程：
#回顾：电流周围存在磁场。通电直导线周围存在磁场，即直线电流周围存在磁场。通电螺线管周围存在磁场，即环形电流周围也存在磁场。
*思考：根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，对地磁场产生的原因提出一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。地理位置上是上北下南，则地磁场的南北极是上南下北，即上端是地磁场的南极，下端是地磁场的北极。，则根据安培定则，环形电流应如何流动？答：围绕地球的环形电流应该是沿纬线由东向西。
第一 电磁铁的组成和特点
1电磁铁的组成：通电螺线管及铁芯。（带铁心的通电螺线管叫电磁铁，铁芯被磁化，磁场磁性增强。）
2.电磁铁的特点：⑴可以通过通电或断电实现有无磁性。
⑵可以通过改变电流大小或线圈匝数的多少来实现控制磁性的强弱。
⑶可以通过改变电流方向（对调电源正负极）来改变通电螺线管的极性。
3.原理：电流的磁效应。（即电可以生磁）。
￥延伸：*电流的热效应：电能转化为内能。应用例子：电烙铁、白炽灯、电熨斗、电炉、电热水壶、电热毯、保险丝。*电流的化学效应：电能转化为化学能。电解水，电能转化为氢气中的化学能；电解食盐水等。
第二电磁铁的应用
1电铃
⑴结构示意图：蹄形电磁铁、弹簧片、衔贴、螺钉、小锤、铃、电源、开关和若干导线。课本111页，B本191页。
⑵工作原理：电路闭合，电磁铁产生磁性，吸合衔铁B，带动：锤击打铃发声，同时螺钉和弹簧片脱离，电源被切断，电磁铁失去磁性，衔铁B带动锤回复到原位，电源再被接通。上述过程不断重复，电铃于是不断发出铃声。直到断开电键为止。
☆思考：△电铃包含的物理知识：①通电电磁铁具有磁性。②衔铁属于软磁性物质，能被电磁铁吸引。③螺钉是金属，能导电。④弹簧片受力发生形变。⑤铃锤敲打铃盖，铃盖振动发声。
△螺线管在电路中的作用：相当与电磁铁。
△改变电源的正负极方向：电铃能工作。
*若发现电铃铃声很小，经检查是由于电磁铁的磁性不强所致。解决该问题的措施是什么？答①换用电压更大的电源；②换用线圈匝数更多的电磁铁。③
△在使用这个电铃时，能否任意改变电路中的电流大小？答：不能。原因是：电流大小改变，会引起螺线管磁性强弱改变，会影响电磁铁对衔铁的吸引力。
#电路中的电流方向不会影响电磁铁的磁性强弱。如何设计实验证明该观点？答：其他条件不变，改变电流方向，比较铃声响度是否变化。（若铃声响度不变化，说明电磁铁磁性强弱不变，从而说明，电流方向改变不会影响电磁铁的磁性强弱）
☆讨论：A电磁选矿机原理：电磁选矿机，它由漏斗、滚筒、电磁铁等部分组成。滚筒本身是非铁磁性物质，内部是空心的，由电动机带动。在滚筒内的前部固定着一个电磁铁。工作时，将矿石倒入漏斗中，当矿石从漏斗落到转动的滚筒上时，非铁磁性物质（非铁矿石）因不受到电磁铁的吸引会直接从滚筒上滑落下来。而具有铁磁性的铁矿石（铁磁性物质）则因受到滚筒内前部的电磁铁的吸引，而随滚筒一起转动。当转过一定角度后，因不再受到电磁铁的吸引，将会从滚筒上落下。由此便可将铁矿石和非铁磁性物质分离开来。（通电时使选矿机转盘产生磁性，带铁质的矿石会因受到引力而改变原来的下落轨迹。）
B电磁起重机：核心部件是一块电磁铁，它的铁心选用软铁制成，一旦通入电流，电磁铁便产生强大的磁场，吸引钢铁材料。如果断电，磁性随即消失，钢铁材料纷纷落下。从而大大地便于钢铁材料的装卸。
#磁悬浮列车：是利用电磁轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极产生排斥或吸引的作用力，而是列车完全脱离轨道悬浮行驶，成为“无轮”列车，这样能使行驶时阻力减小，列车就能高速行驶。分别画出磁悬浮列车的两种原理：同名磁极相互排斥的，和异名磁极相互吸引的两种情况。
2电磁继电器：是利用电磁铁来控制电路的自动开关。
㈠结构：由控制电路和工作电路两部分组成。（结合课本112页和蓝本41页第4题来讲解）。控制（开关）（线圈）电路：低电压、弱电流。主要结构：电磁铁，继电器线圈，衔铁、弹簧片、触点等组成。（注意：电磁铁所接的电源一定是低压控制电源）。
工作电路：高电压和强电流。主要结构：指示灯。
㈡实质：是一个由电磁铁控制的自动开关。其核心是利用了电磁铁中电流的通或断来吸引或放开连着开关的衔铁，实现工作电路的通与断。
㈢原理：利用电流的磁效应工作。
㈣作用：一是可以实现低电压、弱电流来控制高电压和强电流；二是可以实现自动控制和远距离控制。主要作用：避免与强电流直接接触，从而避免了危险。
☆动圈式话筒：对着话筒说话时，声音与膜片相连的线圈振动，线圈在磁场中的这种振动能产生随声音变化而变化的电流，这是电磁感应现象。
3电磁铁的其他应用：A磁悬浮列车：利用列车轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极产生排斥或吸引的作用力，而使列车完全脱离轨道悬浮行驶，成为“无轮”列车，这样就能使行驶的阻力减小，列车能高速运行。
B，通过磁化的方法记录信息。信息的磁记录（磁带、磁盘、计算机的软盘硬盘存折、银行卡、等，但光盘不是，是利用光学方式进行读写信息的圆盘，如CD等播放器中使用的光碟。）。见B本192页。
磁带录音放音：①绕有线圈的磁头就是一个电磁铁。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，这一电流通过录音磁头，产生强弱变化的磁场。磁带通过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化。于是记录了有关磁性变化的信息。//绕有线圈的磁头就是一个电磁铁。磁头产生的强磁场能使磁带上的磁粉磁化。即电流通过录音磁头的线圈时，线圈就具有磁性，铁心缝隙处就产生磁场。（电流的磁效应）②磁带上分布着无数磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁体。③录音过程中，声音的电信号就是通过磁化的方法记录在磁带上的。电流通过喇叭时，记录的声音就还原了。录音磁头将电信号转化为磁信号，是利用了电流的磁效应。④放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱变化的磁带，使放音磁头中产生了随磁场的变化而变化的感应电流。这种电流经放大后，使扬声器发声。读出了录音磁带上记录的信息。话筒将声信号转换为电信号，利用了电磁感应。⑤
电话：由听筒、电源和话筒串联在电路中组成。//甲的听筒和乙的话筒串联在一个电路中（甲能听到乙的声音），乙的听筒和甲的话筒串联在另一个电路中（乙能听到甲的声音，防止了相互干扰）
话筒 听筒
基本原理：声音振动→→→电流变化（电信号）→→→（忽大忽小）振动→→→（忽强忽弱的）声音。
话筒：主要由金属盒、碳粒和膜片等组成。可以把声音信号转化为按声音强弱变化的电流信号。其工作原理是：当人对着话筒说话时，声波随膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，使电阻忽大忽小，在电路中产生强弱按声音振动而振动而变化的电流信号。
声音信号→→→电信号（强弱变化的电流）（电磁感应）。
听筒：一般是和对方的话筒及电源串联在一起。忽大忽小的电流通过线圈时，使金属膜产生忽大忽小的振动，金属膜忽大忽小的振动，产生了忽强忽弱的声音。
听筒发声原理：①从话筒里传来按说话声音的振动而强弱变化的电流信号时，电路中强弱变化的电流通过听筒里的螺线管产生强弱变化的磁场。②电磁铁对听筒铁片的吸引力也发生强弱变化③铁片在强弱变化的吸引力作用下振动起来④由于听筒铁片的振动跟话筒膜片振动一样，发出了和对方说话相同的声音了。
#其他磁性材料：录像带、存储软盘、录音带等光盘不是磁性材料，它是利用光学原理来记录信息的。
教学反思：【反思性例题解析】
例题1（原题见蓝本41页，第5题）温度自动报警电器。温度升高到78℃，L2，灯亮报警。如何将它改装成一个温度控制器。答：将两灯改成发热元件——电热丝。