2023年第3节 电磁铁 电磁继电器 教学设计 教案.docx
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1、2023年第3节 电磁铁 电磁继电器 教学设计 教案 第一篇:第3节 电磁铁 电磁继电器 教学设计 教案 教学准备 1.教学目标 学问与技能: 知道电磁铁的构成,能说出影响电磁铁磁性强弱的因素。知道电磁铁的优点及其应用。知道电磁继电器的构造与工作原理。过程与方法: 视察电磁铁,能说出电磁铁的构造。 在探讨电磁铁的磁性与哪些因素有关的过程中,比较电磁铁与一般永磁体的异同。连接电磁继电器电路,探究并了解电磁继电器的作用。情感、看法与价值观: 增加对科学技术的新颖感,在解决问题的过程中体验胜利的喜悦。 初步相识科学技术对社会进展和人类生活的影响,激发学生为科学服务的意识和志向。 2.教学重点/难点
2、重点:与一般永磁体相比,电磁铁有哪些优点,电磁继电器的构造及工作原理。难点:电磁继电器的工作原理,电磁继电器电路的连接方法。 3.教学用具 多媒体课件、电磁铁、电磁继电器、电池、导线、开关、电铃、电话模型、滑动变阻器、铁钉、螺线管 4.标签 教学过程 一、创设情境,引入新课 首先出示电铃,并连接电路,使其发声,再出示电话模型。(他们当中都有一个重要的部件-电磁铁。今日我们这堂课就一起来探究电磁铁的相关学问。) 二、新课教学: 1、电磁铁 出示螺线管,提问:要使螺线管的四周产生磁场,根据我们学过的学问,可接受什么方法? 学生探讨得出:给螺线管通电,它的四周就会产生磁场。进一步提问:假如要使通电螺
3、线管的磁性增加,应当怎么办呢? 请同学们视察下面的试验:演示试验:先将小磁针放在螺线管的两端,通电后视察小磁针偏转的程度,再将铁棒插入螺线管,通电后视察小磁针偏转的程度。 提问:小磁针的偏转程度哪个大?这说明什么?插入铁棒后,小磁针的偏转程度增大,这说明插入铁棒后通电螺线管四周的磁性大大增加。 进一步提问:为什么插入铁棒后,通电螺线管的磁性会增加呢? 学生探讨得出:铁心插入通电螺线管,铁心被磁化,也要产生磁场,于是通电螺线管的四周既有电流产生的磁场,又有磁铁产生的磁场,因此磁场大大增加了。 老师指出:从上面的试验中可以看出,铁心插入螺线管,通电后能获得较强的磁场。我们把插入铁心的通电螺线管称为
4、电磁铁。 试验:探究影响电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关 提问:电磁铁与永磁体相比,有些什么特点呢? 进一步提问:怎样来做试验呢?其步骤是怎样的呢? 我们知道,电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的,由此,我们可以进行猜测:它的磁性与电流的大小有关;螺线管是由导线绕制成的,它的磁性强弱与线圈的匝数有关。下面我们就从这几个方面来进行试验探究。 学生试验:首先请同学们从盒子里拿出试验器材,放在桌上摆好,视察所用的器材,同时思索以下问题: 这些试验器材应连接成怎样的电路? 应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路用什么来推断电磁铁的磁性强弱? 通过视察电磁铁吸引大头针的多少来推断学生将试
5、验器材连接好,检查电路无误后进行试验: 将开关合上或打开,视察通电、断电时,电磁铁对大头针的吸引状况,推断电磁铁磁性的有无。 将开关合上,调整滑动变阻器,使电流增大和减小视察电流表指针的示数,从电磁铁吸引大头针的状况对比电磁铁磁性强弱的转变。 将开关合上,使电路中的电流不变电流表的示数不变变更电磁铁的接线,增加通电线圈的匝数,视察电磁铁磁性强弱的转变。 试验小结:让学生归纳、概括试验结果后,老师板书:试验说明: 1、电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性。 2、通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强。 3、在电流确定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,磁性越强。探讨电磁铁的优点 提问:通过试验,我们知
6、道了电磁铁的一些特点,它的这些特点与永磁体相比,有哪些优点呢? 3、介绍电磁铁的应用 提问:电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢? 请同学们观看视频:电磁起重机。(说明它能将钢材吊起的原理。)介绍两种常用的电磁起重机:一种是圆柱形电磁铁,一种是蹄形电磁铁。蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上,能同时吸住一块铁,因此磁性更强。 4、电磁继电器 提出问题: 高压环境或恶劣环境有可能对人造成不利影响,如何才能完成工作而又不会造成人身损害?如何自动限制、远距离限制? 、电磁继电器的构造 电磁继电器的结构和工作电路如下图:(屏幕显示) 结构:A:电磁铁、B:衔铁、C:弹簧、D:动触点、E:静触点。、电磁继电
7、器的工作原理 工作原理:电磁铁通电时,把衔铁吸下来使D和E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。 结论:电磁继电器就是利用电磁铁限制工作电路通断的开关。 学生试验:让学生分组联接电磁继电器的限制电路和用小灯泡组成的工作电路。使继电器通电时,小灯泡亮,断电时小灯泡灭。 通过接线和操作,使学生驾驭继电器的主要构造和工作原理。提问:用电磁继电器限制电路有什么好处? 回答:用低电压限制高电压;远距离限制;自动限制。 5、电磁继电器的应用 分析防讯报警器、水位自动报警器和温度自动报警器的工作原理。在学生自己分析的基础上,进行小组争辩利用多媒体给出以下报警器的电路。(屏
8、幕显示) 三、稳固反馈:(屏幕显示) 四、今日收获: 电磁铁的构造:铁心加螺线管 影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小、线圈的匝数、铁心的有无 电磁继电器的几个主要部件:电磁铁、衔铁、弹簧、动触点.静触点。 电磁继电器的工作原理:限制电路的接通、断开,使电磁铁有、无磁性,衔铁被吸或被拉离。使动、静触点接通或断开使工作电路接通或断开。 自动报警装置、限制电路在确定条件下自动接通,以到达报警的目的。如限制电路中接入热敏元件或光敏元件还可以实现温度自动限制或光自动限制。 五、课后延长: 上网搜寻“电磁铁的有关资料,了解电磁铁的种类以及工作环境,结合生活实际写一篇电磁铁在生活中的应用调查报告。 教学反
9、思: 其次篇:电磁铁电磁继电器教案 其次十章 电与磁 第三节 电磁铁 电磁继电器 课程解读 一、学习目标: 1.知道电磁铁的构造和工作原理。 2.了解电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关,磁极极性与通入的电流方向有关,有无磁性可由通断电流限制。3.知道电磁铁的有关应用。 4.了解电磁继电器的构造及工作原理。5.知道电磁继电器的应用。 二、重点、难点: 重点:探讨电磁铁的特点,电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系。难点:电磁继电器的有关应用。 三、考点分析: 1.考查重点:电磁铁的特点和应用,电磁继电器的构造、工作原理及应用。2.题型:填空题、选择题、试验题。 3.在中考中所占的
10、分值为3-5分,占总分值的4左右。 学问梳理 一、电磁铁 1.电磁铁:内部插入铁芯的螺线管。2.影响电磁铁磁性强弱的因素: 电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强,线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后,磁场会大大增加 3.优点:电磁铁磁性的有无用通断电来限制,磁性强弱用电流大小来限制;它的南北极用电流方始终限制;运用起来特殊便利。 4.应用:电磁起重机、电铃、发电机、电动机等。 二、电磁继电器 1.结构:电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、静触点、动触点等组成。2.原理:电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。 3.电磁继电器的实质就是利用电磁铁限制工作电路通、断的开关。 4.电
11、磁继电器的应用:利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来限制高电压、强电流的工作;也可以实现远距离操纵和自动限制。如:电铃、水位自动报警器、防盗报警器等。 电铃 水位自动报警器 恒温箱报警器 防盗报警器 三、电磁阀门 1.结构:电磁阀由阀体、滑阀、衔铁、电磁线圈等组成。 2.工作原理:电磁阀车门是通过变更线圈中电流的通断,来实现磁性的有无的,电磁铁的移动带动滑阀移动,完成车门的关闭和打开。 3.电磁阀的其他应用:燃气热水器的电磁阀门、全自动洗衣机的进、排水系统等。 四、磁悬浮列车 1.磁悬浮列车的工作原理:磁悬浮列车主要依靠磁场作用来实现支撑、导向、牵引和制动功能。列车运行时,列车上的电磁铁与
12、轨道线圈产生的磁场发生互相作用使列车受到很大的向上的托力,列车就会浮在轨道的上方。使列车运行的摩擦减小,大大提高车速。2.磁悬浮列车的优点:高速、舒适、无噪音、无污染、能耗低。 典型例题 学问点一:电磁铁的特点和电磁铁磁性强弱的影响因素 例1.为什么电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多?电磁铁的铁芯起什么作用?能用铜芯或铝芯代替吗?为什么? 思路分析: 1题意分析:此题考查电磁铁的特点 2解题思路:通电螺线管的内部和外部都存在磁场,当插入铁芯后,铁芯被磁化变成一个磁体,它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增加了螺线管的磁性,因此电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多。 解答过程:铁芯被磁化变成一个磁
13、体,它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增加了螺线管的磁性。电磁铁的铁芯起了增加螺线管磁性的作用。不能用铜芯或铝芯代替铁芯,因为铜和铝不是磁性材料,不能磁化,不能成为磁体。解题后的思索:在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁,它的磁极与通电螺线管的磁极相同,增加了螺线管的磁性。 例2.如下图,一根弹簧的上端固定,下端挂一个铁块a,铁块的正下方有一个电磁铁b,滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定,闭合开关S,则铁块a_移动;稳定后,当金属滑动头P自右向左移动时,铁块a向_移动。 思路分析: 1题意分析:一根弹簧的上端固定,下端挂一个铁块a,铁块的正下方有一个电磁铁b,滑动变阻
14、器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定,闭合开关S,求铁块a的移动状况;稳定后,当金属滑动头P自右向左移动时,求铁块a的移动状况。 2解题思路:在没有闭合开关S前,电磁铁b没有磁性,铁块a只受重力作用。闭合开关S后,电磁铁b中有电流通过,电磁铁b有了磁性,对铁块a有了吸引力,所以铁块a向下移动。当滑动变阻器的滑动头P自右向左移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻减小,所以电路中的电流增大,电磁铁b的磁性增加,对铁块a的吸引力增大,故铁块a向下移动。 解答过程:向下,下。 解题后的思索:电磁铁的磁性强弱受通过线圈的电流影响。 例3.小华同学在做“探究电磁铁的试验中,运用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进
15、行试验,如下图,以下说法中正确的选项是 A.要使电磁铁磁性增加,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,说明它的磁性越强 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,会互相吸引 思路分析: 1题意分析:此题考查探究电磁铁磁性强弱的试验 2解题思路:A选项滑片向右滑动,电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性变弱;B选项通过吸引大头针的多少来推断磁性强弱,正确;C选项两个电磁铁串联电流相同,电磁铁B磁性较强是因为线圈匝数多;D选项根据安培定则,两个电磁铁的上端都为N极,会互相排斥。 解答过程:B 解题后的思索:电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈
16、的电流越强,线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后,磁场会大大增加。 例4.为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小丽同学作出以下猜测: 猜测A:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性; 猜测B:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强; 猜测C:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。 为了检验上述猜测是否正确,小丽所在试验小组通过沟通与合作设计了以下试验方案: 用漆包线外表涂有绝缘漆的导线在大铁钉上缠绕若干圈,制成简洁的电磁铁。如下图的a、b、c、d为试验中视察到的四种状况。根据小丽的猜测和试验,完成下面填空: 1通过视察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来推断它 的不同。2通过比较 两种状况,可
17、以验证猜测A是正确的。3通过比较 两种状况,可以验证猜测B是正确的。 4通过比较d中甲、乙两电磁铁,觉察猜测C不全面,应补充。 思路分析: 1题意分析:此题考查探究电磁铁磁性强弱的试验的操作。 2解题思路:本试验中通过视察电磁铁吸引大头针数目的多少来推断电磁铁的磁性强弱,该方法为转化法;探讨磁性与电流的关系时,限制线圈匝数相同,探讨磁性与线圈匝数的关系时,限制电流相同,用到限制变量法。 解答过程:1磁性强弱2a、b3b、c4电流相同时,线圈的匝数越多,它的磁性越强。 解题后的思索:电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强,线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后,磁场会大大增加
18、,另外留意限制变量法和转化法的运用。 例5.如下图,闭合开关S,小铁块被吸起,以下说法正确的选项是 A.将小铁块吸起的力是铁芯与铁块之间的分子引力 B.用手托住小铁块,将电源的正负极对调,闭合开关S,稍后手松开,小铁块确定落下 C.滑动变阻器的滑片向上移动,小铁块可能落下 D.滑动变阻器的滑片向下移动,小铁块可能落下 思路分析: 1题意分析:闭合开关S,小铁块被吸起的状况分析。 2解题思路:通电螺线管和条形磁铁一样,都具有磁性,能够吸引铁类物质;对调电源正负极,变更电流方向,能够变更通电螺线管的磁极,但它照旧能够吸引铁类物质;移动滑片,变更电流的大小,能够变更通电螺线管的磁场强弱。磁场越强弱,
19、对铁块的吸引力就越大小。当吸引力小于重力时,铁块就要掉下来。 解答过程:D 解题后的思索:电磁铁线圈通过线圈的电流越强,线圈的磁场就越强,对铁块的吸引力就越大。 小结:在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁。线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强,线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯,磁性大大增加。 学问点二:电磁继电器的应用 例1.如图甲所示,将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件干簧管,以实现自动限制。某同学自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来限制灯泡的亮灭,如图乙所示。干簧继电器在工作中
20、所利用的电磁现象不包括 A.电流的磁效应 B.磁场对电流的作用 C.磁极间的互相作用 D.磁化 甲 乙 思路分析: 1题意分析:此题考查电磁继电器的应用。 2解题思路:右边电路闭合后,通电螺线管有磁性,把干簧管内的舌簧磁化,两个舌簧重叠的部分磁极不同,互相吸引,把左边电路接通,灯泡发光。 解答过程: B 解题后的思索:电磁继电器的实质就是利用电磁铁限制工作电路通、断的开关。 例2.如图是张强同学在探讨性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器,其踏板放在仓库的门口,电铃和灯泡放在值班室内.视察电路可知,这个报警器的工作原理是:有人踩踏板时_;无人踩踏板时_。 思路分析: 1题意分析:此题考查防盗
21、报警器的工作原理。 2解题思路:电磁继电器事实上就是一个开关,利用电磁铁吸引衔铁,使工作电路以不同的方式接通。 解答过程:绿灯不亮,电铃响;绿灯亮,电铃不响 解题后的思索:电磁继电器事实上就是一个开关。 例3.如图,用电磁继电器限制电路。要求:当开关S闭合时,电动机工作,带动抽水机向水箱送水;当开关S打开后,绿灯发光,告知人们水箱中有水,在图中画上连接线。 思路分析: 1题意分析:此题考查水位报警器的工作原理。 2解题思路:电磁继电器事实上就是一个开关,利用电磁铁吸引衔铁,使工作电路以不同的方式接通。 解答过程: 解题后的思索:电磁继电器事实上就是一个开关。 小结:电磁继电器的实质就是利用电磁
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