人教版初中物理九年级全一册 第二十章《电与磁》
第三节 《电磁铁 电磁继电器》教学设计
一、教学目标：
（一）知识与技能
1．知道什么是电磁铁。知道影响电磁铁磁性强弱的因素。了解知道电磁铁的优点及其应用。
2．知道电磁继电器的构造和工作原理。
（二）过程与方法
1．通过对实验猜想和观察、分析，提高学生分析、归纳的能力。
2．通过阅读说明书和观察电磁继电器，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。
（三）情感态度与价值观
1．通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥妙，培养学生的学习热情和求是态度，初步领会探索物理规律的方法。
2．通过了解物理知识的实际应用，认识科学发明就在我们身边，认识科学及其相关技术对社会发展、人类生活的影响，提高学习物理的兴趣。
二、教学重点：电磁铁的特性和应用、电磁继电器的构造和工作原理。
三、教学难点：电磁铁的特性、电磁继电器的工作原理。
四、教学时数：1课时
五、教学器材：
电磁铁、电磁继电器、电池、导线、开关、滑动变阻器、铁钉、螺线管
六、教学过程：
（一）复习回顾
1.什么是电流的磁效应？首先发现电流磁效应的科学家是谁？
2.奥斯特的实验说明了什么？
3.通电螺线管外部磁场的分布与哪种磁体的磁场相似？
4.通电螺线管的极性跟什么因素有关？可以用什么方法来判定？
5.安培定则的内容是什么？（课件1）
（二）引入新课
播放电磁起重机搬运铁件的过程图片
提出问题：电磁起重机为什么能来回搬运铁件？
这节课我们就来了解电磁铁，看看电磁铁是怎样工作的，有怎样的应用。（板书课题）（课件2、3）
（三）进行新课
1、电磁铁
条形磁体、蹄形磁铁周围有磁场，能够吸引铁钉、曲别针、钢针等铁磁性材料制作的物体，这些磁体是永久磁体。如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性。这种磁体，在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。
在电冰箱、吸尘器等家用电器中都有电磁铁。电磁起重机的主要部件之一是电磁铁。（课件4、5、6）
2、电磁铁的磁性
根据工作性质的不同，需要电磁铁的磁性强弱也不同。那么电磁铁磁性强弱与哪些因素有关呢？
（1）我们根据什么来判断电磁铁的磁性强弱呢？（课件7）
我们知道，磁性强的磁体对铁磁性物质作用力大，研究电磁铁时，可以根据电磁铁吸引铁块、铁钉或曲别针等的多少来判断它的磁性强弱。
（2）自制电磁铁：（课件8）
想想议议
用一根导线和一枚铁钉可以制作一个电磁铁（如图）。
怎样使这个电磁铁的磁性较强？
取一根导线和一个大铁钉，将导线像图20.3-2那样紧密排绕在铁钉上来制作电磁铁。让通入的电流更大，让线圈绕得更密更多，可使电磁铁的磁性较强。
（3）猜想：首先，电磁铁只有在线圈中通有电流时才有磁性，那么电流的大小应该会影响电磁铁磁性的强弱。其次，构成电磁铁的主要部件是线圈，线圈的形状和匝数可能也会影响电磁铁磁性的强弱。（课件9）
那么，外形相同的线圈，电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数会有怎样的关系？
（4）演示
把滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈（内有铁钉）串联起来，通过开关接到电源上，调整变阻器的滑片，改变电路中的电流。观察通入不同大小的电流时，电磁铁吸引大头针的数目有什么变化。
实验现象1：通入的电流越大，电磁铁吸引大头针的数目越多。（课件10）
改换不同匝数的螺线管，比较不同匝数电磁铁的磁性。
实验现象2：螺线管匝数越多，电磁铁吸引大头针的数目越多。
实验结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强。（课件11）
你还知道哪些电磁铁在生产生活中的应用？
最直接的应用之一是电磁起重机。在电动机、发电机、电铃和电磁继电器里也用到电磁铁。全自动洗衣机的进水、排水阀门；卫生间的感应式冲水器的阀门也都是由电磁铁控制的。（课件12）
磁浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的，磁浮列车的车厢和铁轨上分别安装着磁体，磁极相对。由于磁极间的相互作用，列车能够在铁轨上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦力，突破了以往列车的速度极限，每小时运行500 km以上。并且噪音低、动力损耗少、稳定性高。
2003年，我国上海市龙阳路至浦东机场的磁浮铁路成为世界上第一条商业运营的磁浮铁路。（课件13）
3、电磁继电器
驱动大型机器的电流可达几十安、几百安。在工厂里，工人师傅用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，那怎么才能控制强大的电流和高压电路呢？工人师傅按下的只是继电器的开关，而电源的接通和断开是由继电器控制的。（课件14）
什么是继电器？它是怎样工作的？
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。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
（课件15）
电磁继电器的构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。（课件16）
电磁继电器的工作原理：当较压的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流流过线圈时，电磁
铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作。（课件17、18）
工人师傅的按钮至控制电磁铁电流的通断，而高电压、强电流电路的通断则由B、C两个触点控制，这样人们就可以安全方便地操纵大型机械了。
（四）课堂小结（课件19）
1、电磁铁
（1）插入铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
（2）有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。
2、电磁铁的磁性
（1）结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（2）电磁铁的应用：
3、电磁继电器
（1）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。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
（2）电磁继电器的构造。
（3）电磁继电器的工作原理。
（五）课堂练习（课件20、21、22、23、24、25、26、27、28）
1.在螺线管中插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的 。这种磁体，在有电流通过时 磁性，没有电流时就 磁性，我们把这种磁体叫做 。
2.在 、 等家用电器中都有电磁铁。 的主要部件之一也是电磁铁。
3.电磁铁与条永久磁体有什么不同点？
永久磁体：周围一直存在着磁场，而电磁铁：通电时有磁性，断电时无磁性。
4.电磁铁磁性强弱可能与 的大小、线圈的 和形状有关。根据螺线管吸引 的多少来判断的电磁铁磁性强弱。匝数一定时，通入的 越大，电磁铁的 越强。当 一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的 越强。
5.磁浮列车上所用的磁体大多是通有强大电流的 。列车的车厢和铁轨上分别安有磁体，磁极 ，由于磁极间的 ，列车可以悬浮在铁轨上方，避免了车轮与铁轨间的 ，速度得到极大的提升。
6.磁浮列车的优点 、 、 。
7.电磁铁与永磁铁相比，它的优点是什么？
磁性有无可以控制；磁性强弱可以控制；磁极方向可以控制
8.继电器是利用 、 电路的通断，来间接地控制 、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用 来控制工作电路的一种开关
9.电磁继电器由 、 、 和 组成。其工作电路由 电路和 电路两部分构成。
10.小华同学在做“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，如图一所示，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
11. 如图二所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形磁铁，螺线管中插有铁芯，开关S拨在触点②位置。要使弹簧测力计的示数变大，下列操作方法能够实现的是（ ）
A.滑片P向b端滑动 B.将S拨到①位置
C.将铁芯从螺线管中取出 D.将螺线管往上移动

12.如图20.3-7所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块 A时，绿灯亮；水位到达金属块 A时，红灯亮。请说明它的工作原理。注意：虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。
水位没有到达金属块A时,电磁铁不通电无磁性,绿灯亮,显示水位正常。当水位到达金属块A时，电磁铁通电有磁性，将衔片吸下来，红灯亮,表示水位不正常。
13.图20.3-8是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源
的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，电铃就响起来，发出报警信号。
说明它的工作原理。
当温度达到金属丝下端所指示的温度时，左边电路中的电磁铁产生磁性，向右吸引衔铁，电铃所在的电路中有电流流过，电铃响。
14.图20.3-10是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？ 指示灯会变亮。
如图是小强同学在研究性学习的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。观察电路可知：这个报警器的工作原理是：有人
踩踏板时________；无人踩踏板时________。
电铃响；电灯亮。
16.如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中的电流将 ，电磁铁中的磁性将 。
17.如图所示的自动控制电路中，当开关S断
开时，工作电路的情况是（ ）
A、灯亮，电动机转起来，电铃响
B、灯不亮，电动机转起来，电铃响
C、灯不亮，电动机不转，电铃响
D、灯亮，电动机不转，电铃响
18.用电磁继电器来操纵高电压、强电流，其主要作用是（ ）
A、节约 B操作简单 C、保护用电器 D、避免危险
19.下列装置中没有应用电磁铁的是 ( )
A、电磁起重机 B、电磁继电器
C、电铃 D、电热水器
20.如图20.3-9是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是 ( )
A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极  B.电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能  C.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动  D.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
七、板书设计
第3节 电磁铁 电磁继电器
1、电磁铁
（1）插入铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
（2）有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。
2、电磁铁的磁性
（1）结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（2）电磁铁的应用：
3、电磁继电器
（1）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。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
（2）电磁继电器的构造。
（3）电磁继电器的工作原理。