人教版初中物理九年级下册课时5 第二十章电与磁 第3节电磁铁 电磁继电器第二课时 教案

《20.3电磁铁电磁继电器（第2课题名称电磁铁电磁继电器（第2课时）授课人罗卓君单位广东实验中学学科（版本）物理（人教版）年级九年级章节第二十章第3节学时1课型新授课一、知识与技能：1.知道电磁继电器的构造和工作原理；2.了解电磁继电器在生活中的应用。二、过程与方法：教学目标1.通过观察，知道如何使用电磁继电器，提高学生的观察、分析及操作能力；2.通过设计电磁继电器模型，培养爱动手勤动脑的学习习惯。三、情感、态度与价值观：1.通过认识电磁继电器的实际应用，提高学习物理知识的兴趣；2.体验科学知识来源于生活，并服务于生活的科学精神。教学重点：了解电磁继电器的结构和工作原理教学难点：电磁继电器的工作原理学生之前已经学习了影响电磁铁磁性强弱的两个因素：电流大小和线圈匝学情分析节课教学效果的阻碍。教学过程教学环节教学内容PPT页码设计意图解说词同学们，大家好！今天，我们要一起学习的是人教开场1介绍课题版物理九年级第20章《第3节电磁铁电磁继电器（第2磁继电器的相关知识。通过上节课的学习，我们知道了电磁铁具有三方面的优点：1.电磁铁知识回顾电磁铁的优点2为本节课做好知识的联系和铺垫磁性的有无，可以通过通电或断电进行控制；2.电磁铁磁极的极性，可以通过改变电流方向进行控制；3.电磁铁磁性的强弱，可以通过改变电流大小或线圈匝数进行控制。但是在上节课的实验中，我们的电磁铁连小小的钩码都吸不起来，好导入新课3如何利用理论知识，解决实际应用中的问题像并没有多大的用处。那同学们思考一下：如果我们想让电磁铁的磁性进一步的加强，可以如何实现呢？学生1回答：我们可以增加线圈的匝数，让电磁铁变得更大。师：增加线圈匝数可以吗？第1页共学生2回答：继续增加线圈匝数的话，通过电磁铁的电流会减小，电从观看小小电磁铁磁铁磁性未必就会增强呀！大威力的视频出师：有道理，如果还是原来的电发，引导学生利用源，电压不变，增加线圈匝数后，电

所学知识得出在不路的电阻会增大，电流就减小了。同实际应用中，通所以，要想获得更大的磁性，我

过不同的方式实现们在增加线圈匝数的同时，还应该增

增大电磁铁的磁大通过电磁铁的电流。性。双管齐下，可以帮助我们实现进

一步加强电磁铁磁性的目的。我们看，这是一个电磁铁，它内部的铁芯上绕有大量的线圈，给他加上12V的电压，能有多大的威力呢？

它能将一个中学生提起来吗？4印证猜想（电磁铁引体向上）12伏电压供电的电磁铁就可以吊起一名中学生。

在这个基础上，我们继续增加线

圈匝数和通过电磁铁的电流电流就做成了电磁起重机。它可以吸引大量钢铁；移动到另一位置后再断电，钢铁被放下。大型的电磁起重机甚至还可以一次吊起十几吨的钢材。线圈匝数固定不变后，我们可以通过增强电流的方式，使它的磁性变得更同学们，图中的电磁起重机现在提问学生吊起三锟钢材，如果在负荷范围内想吊起更多的钢材，可以怎么做呢？我们就增大电流。5思维碰撞对了，对于某个特定的机器，它的线圈匝数不能改变了，我们可以通过增强电流的方式，使它的磁性变得更强。大家看：这是某款电磁起重机的参数，我们看到，为了获得巨大的磁电磁起重机所在的是强电流电路6提出问题：如何控制强电流电路力，驱动这些大型机器的电流要达到上百安培，有的甚至会到几百安培。学生提问：这么大的电流岂不很危险？是的，和强电流电路一样，高压电路的接通和断开也是同样危险的。和强电流电路一样，高压电路的接通和断开也是很危险的。我们看这个视频。高电压电路危险，提出问题：（高压断开器视频）

不能直接控制7如何控制高高压危险，禁止靠近！电压电路学生提问：我们常常看到工人师傅利用手下的按钮控制这些大型设

备，难道强大的电流就在按钮下面流

第2页共新课

教学不！用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的。我们必须寻找一个可行方案。我们来看这个电磁起重机的简单模拟电路。如果我们把开关的位置改为AB8引导学生进行电路改进何在AB实现对电磁起重机所在的高电压、强电流电路的安全控制？停车场出入口的闸门可以给到大家灵感吗？我们可以尝试把开关的结构改成图中的装置。用装置中的横杆代替开

关，横杆固定在支架上，末端连接着一根弹簧。整个装置大家是不是很熟

悉？对，就是一个杠杆模型。在弹簧

弹力的作用下，A端翘起，AB两点断9进一步优化电路改进方案开，电磁起重机所在电路不工作。怎样才能让两点闭合呢？如果我们对横杆施加一个如图所示，向下的力F，不就实现目的了吗？不过，这个力由谁来施加？人手吗？那可不行。同学们是否能利用所学过的知识，更好地控制杆的上下摆动呢？学生回答：电磁铁不就派上用场了吗？设计电磁继电器实非常好！现低压控制高压非常好！我们来试一下。在装置中加入了电磁铁这个控制电路，这样可以吗？学生回答：应该还不行。电磁铁吸引的是铁磁性材料，还要在横杆上新课教学10细化电路改进方案安装一个铁块才行。是的，加上铁块，我们看看这个装置怎么工作。上图中，电磁铁所在电路未接通，AB两点在弹簧弹力作用下断开。如果我们把电磁铁所在电路接通，闭合开关，电流从正极出发流过电磁铁回到负极，这时，电磁铁有磁性，会把固定横杆上的铁块吸下，这样，AB两点实现闭合，电磁起重机就工作了。第3页共按照刚才的电路图，我们连接了11介绍实验电路这个电路分成左右两部分，左侧电路由干电池供电，右侧电路模拟电磁起重机所在的工作电路，由小灯泡、蜂鸣器和学生电源组成。下面我们来看看这个电路是怎么工作的吧。12播放实验视频在刚才的模拟电路中，我们把这13电磁继电器的作用电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。我们来看看电磁继电器的结构。这是电磁铁，这是衔铁。这是弹簧，14讲解构造这还有触点。与横杆相连，随着横杆一起上下运动的触点为动触点，在动

触点的上下两侧还有静触点。下面我们通过局部的放大视频过来看看电磁铁的工作过程。请同学们15加深理解认真观察控制开关、衔铁和触点的工作情况。通过对比，我们发现。当没有电

动触点与上方的静触点接通。当有电16讲解原理流通过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，

电磁继电器的构造动触点与下方的静触点接通。

和工作原理从刚才的模拟电路分析，我们知道，工人师傅的按钮控制的是电磁铁

所在电路中的电流通断。而高电压强电流电路的通断则由触点控制，这样17回应前面的人们就可以安全，方便的操作大型机器了。我们把左侧这个电路称为低压控制电路，右侧这个电路称为高压控制电路。电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。第4页共同学们，我们来看这个电路。跟刚才的电磁起重机模拟电路相比，它的高压工作电路部分，多利用了上方

的静触点。新课教学我们来分析一下它的工作过程：当控制电路开关断开，电磁铁没有磁性，由于弹簧的作用，使接绿灯的电18电磁铁有磁性，吸引衔铁，使接红灯的电路接通，红灯亮。在这个电路中，如果我们把低压控制电路的开关换成一个水位控制开关，这便是一个水位报警器。当水位未达到设定警报高度A点，绿灯亮，当水位上升到A点，这时红灯亮实现报警。同学们想一想：是否低压控制电路接通，有电流经过电磁铁，就能实19对电磁继电器的使用带来新认识现对工作电路的控制呢？学生回答：我想应该是的，当电磁铁有电流通过就会产生磁性，就会吸引衔铁从而实现控制。真的是这样吗？我们看下面这个实验。视频……控制电路的开关闭合了，为什么衔铁没有被吸下，从而实现对工作电路的控制呢？？学生回答：会不会是控制电路发生断路，根本没有电流通过电磁铁20播放实验视频有这个可能，那如何验证你的猜学生回答：我们可以观察与电磁铁串联的电流表有没有示数，如果有示数，那就不可能断路了。电磁继电器的应用好的，我们再观察一次实验，请同学们留意电流表的表盘示数。原因在哪里呢？学生回答：可能是这时的电流太小了，电磁铁的磁力不够，突破不了弹簧弹力的控制，吸不下来。21学以致用那如何验证你的猜想？新课

教学学生回答：我们可以移动滑动变阻器的滑片，增大通过电磁铁的电流来加大它的磁性强度。

好的，我们继续实验。通过刚才的实验，我们发现，要22想电磁继电器做出吸引衔铁这一动作，实现对高压工作电路的控制，是需要通过电磁铁的电流达到一定的大第5页共小才行的。如果我们进一步把低压控制电路中的开关换成对光、温度，烟雾等敏

如图为“光控电灯”的模拟电路,R2流大于0.5A示数随光强（光照强度）变化情况如

4.0cdL是否工作？同学们，根据今天学习的知识，大家思考一下。当光强为4.0cd时，通过电磁铁的电流是多少？23思维碰撞学生回答：由表格可知，当光强为4.0cd时，电流表示数为0.44A，由于电流表与电磁铁串联，所以通过电磁铁的电流也是0.44A。很好！那这时电磁铁能把衔铁吸引下来吗？学生回答：0.44A小于0.5A，未达到电磁铁吸引衔铁的最小电流，电磁继电器的动触点仍接通工作电路。所以灯泡L会亮。很好！这样这个电路就实现了光照对电灯的智能、自动控制。同学们留心观察生活，你一定会发现很多电磁继电器的应用。一定会发现科技的无穷魅力。同学们，下面，我们来梳理今天所学课堂小结知识总结24总结学习内容的内容，首先我们学习了电磁继电器的作用和构造，知道了电磁继电器的工作原理，还知道了电磁继电器的实际应用。请同学们认真完成今天的作业，首先，基础性作业完成学生“资料包”中的课后练习。布置作业25拓展性作业，利用所学知识设计一款酒精含量报警器。要求满足如下条件。酒精含量低于设定值时，电路中的绿灯亮若酒精含量达到设定值，则红灯亮电铃响。结束26下课，致意再见！第6页共《20.3电磁铁电磁继电器（第2答疑环节答疑内容PPT页码解说词开场27同学们，下面开始答疑环节。学习了电磁铁的相关知识后，某同学解决实际问题28设计了如图所示的电铃电路，开关闭他的设计方案可行吗？电铃的结构图，我们来看：这是电磁电铃的构造29铁，这是衔铁，衔铁通过弹簧片与固定点相连，好比是一根支点在小正方形这里的杠杆。30观看讲解视频（播放视频）问题1下面我们来分析一下直流电铃工作过程：首先开关闭合后，电磁铁有了磁电铃的工作原理性，吸引衔铁往下，带动小锤敲打了31铃碗一下。这时衔铁上的小铜片与小螺钉分离，电路断路。由于弹簧片A弹性的作用而复位，电路又再次接通，重复动作，小锤重复敲打电铃32（读出问