第3节 电磁铁 电磁继电器
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.知道什么是电磁铁。
2.知道电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。
3.了解电磁铁在生活中的应用。
4.知道电磁继电器及其构造和工作原理。
【过程与方法】
1.通过对实验的猜想和观察、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。
【情感·态度·价值观】
通过认识电磁铁的实际应用,加强物理与生活的联系,提高学习物理的兴趣。
◇教学重难点◇
【教学重点】
影响电磁铁磁性强弱的因素。
【教学难点】
电磁继电器的工作原理及其应用。
◇教学过程◇
一、新课导入
某机械加工车间的地面堆积着大量的小铁屑,你有办法将这些铁屑搬移到指定地点,且能快速、轻松地卸下吗?
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二、教学步骤
探究点1 电磁铁
[阅读课本]P129“电磁铁”
[思考]磁铁能够吸引大头针,那么还有其他能吸引大头针的物体吗?
[提示]通电螺线管的周围存在磁场,也可以吸引大头针。
[思考]如果要使通电螺线管的磁性增强,可以采用什么办法呢?
[提示]先让通电螺线管吸引大头针,再将铁棒插入螺线管,观察吸引大头针的情况。
[思考]为什么插入铁棒后,磁性会增强呢?
[提示]铁棒被磁化,也会产生磁场,通电螺线管的周围既有电流产生的磁场,又有磁铁产生的磁场,因而磁性大大增强了。
[思考]将漆包线绕在一根铁钉上制成线圈,通电后发现它能够吸引大头针。断开开关,可以看到大头针又掉落下来。此现象说明了什么?
[提示]插入铁钉的螺线管,当有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性。
[归纳提升]把一根导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,当有电流通过有磁性,在没有电流时就失去磁性。这种磁体叫做电磁铁。
探究点2 电磁铁的磁性
[阅读课本]P129“实际中……电磁铁的磁性越强。”
[思考]你是怎样判断电磁铁磁性的呢?
[提示]能够吸引大头针说明电磁铁有磁性,吸引大头针的个数越多说明电磁铁的磁性越强。
[思考]将电磁铁与滑动变阻器串联到电路中,移动滑动变阻器,观察吸引大头针的个数,据此判断电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关吗?
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[提示]滑动变阻器接入电路的阻值越小,电磁铁吸引大头针的个数越多。
[小结]通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
[思考]带有绝缘皮的导线在铁钉上绕很多圈,这样做的好处是什么?
[提示]增加线圈匝数,由于磁场的叠加,电磁铁的磁性增强。
[小结]当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。
[归纳提升]电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性;当电磁铁线圈的匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强。
[思考]你能改变电磁铁的磁极吗?采用什么方法最简单呢?
[提示]通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关,在不改变电磁铁绕法的情况下,只要对调电源正、负极的接法就可改变螺线管中的电流方向,即改变了电磁铁磁极。
[归纳提升]电磁铁的优点:电磁铁的磁性有无可以控制;电磁铁的磁性强弱可以控制;电磁铁的磁场方向可以控制。
[阅读课本]P130“电磁铁的实际用途很多……第一条商业运营的磁浮铁路。”
[思考]你还知道电磁铁的哪些用途?
[提示]我们课前提到的铁屑搬运,就是利用电磁铁搬运的。
探究点3 电磁继电器
[阅读课本]P131“电磁继电器”
[思考]观察P131“图20.3—5”电磁继电器的构造,你知道电磁继电器是由哪些部分组成的吗?
[提示]按一定的次序观察,从左到右有:弹簧、电磁铁、衔铁、触点等。
[思考]电磁继电器是怎样工作的?
[提示]电磁继电器分为控制电路和工作电路。当低压控制电路开关闭合时,电磁铁有磁性,衔铁被吸引,动触点和静触点吸合,高压电路接通工作;当低压控制电路开关断开时,电磁铁没有磁性,弹簧片将衔铁拉起,动触点和静触点断开,高压电路断开,停止工作。
[思考]电磁继电器如何才能实现自动控制呢?
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[提示]实现自动控制的关键是在电磁继电器的低压电路中连入一个能在一定条件下自动接通或断开电路的装置,从而使电磁继电器中的电磁铁在一定的条件下具有或失去磁性,进而自动接通或断开工作电路。
[归纳提升]电磁继电器的实质是利用弱电流、低电压控制强电流、高电压的一种“自动开关”。
[习题]如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A之后, (选填“红”或“绿”)灯亮;当绿灯亮时电磁铁 (选填“有”或“无”)磁性。
[分析]当水位没有到达A时,控制电路中没有电流流过,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮;当水位到达A时,电路接通,电磁铁有磁性,衔铁被电磁铁吸引,红灯亮。
[答案]红 无
三、板书设计
第3节 电磁铁 电磁继电器
1.电磁铁
(1)定义
(2)特点
2.电磁铁的磁性
(1)影响因素
(2)结论
(3)优点
3.电磁铁的应用
(1)电磁起重机
(2)磁悬浮列车
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4.电磁继电器
(1)构造
(2)工作原理
(3)应用
◇教学反思◇
本节课由生活中的事例导入,能够极大地调动学生参与的积极性,较好地联系了前面所学的知识和方法,为后面的探究设计及方法应用铺垫了基础,体现了物理教学从生活走向物理的理念。
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