20.3 電磁鐵 電磁繼電器 教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、知道什么是電磁鐵。2、理解電磁鐵的特性和工作原理。3、了解電磁繼電器和揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理；（二）過(guò)程與方法1、通過(guò)探究電磁鐵磁性與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的空間想象力。2、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，提高學(xué)生比較、分析、歸納、結(jié)論的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)認(rèn)識(shí)電與磁之間的相互聯(lián)系，使學(xué)生樂(lè)于探索自然界的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求是態(tài)度，初步領(lǐng)會(huì)探索物理規(guī)律的方法。教學(xué)重點(diǎn)：1. 電磁鐵的概念及影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。2.了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。電磁繼電器的工作原理。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、討論法、啟發(fā)式。教學(xué)用具：投影儀、微機(jī)；螺線管，鐵棒，幾個(gè)小磁針，一個(gè)線圈匝數(shù)可以改變的電磁鐵，電源，開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器，電流表和一小堆大頭針。電磁繼電器教學(xué)過(guò)程：（一）創(chuàng)設(shè)情境，引入新課提出問(wèn)題：如果要使通電螺線管的磁性增強(qiáng)，應(yīng)該怎么辦呢？猜想：增大電流、螺線管繞密些、中間插一個(gè)鐵芯等方法。實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)同學(xué)們觀察下面的實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：先將小磁針?lè)旁诼菥€管的兩端，通電后觀察小磁針偏轉(zhuǎn)的程度，再將鐵棒插入螺線管，通電后觀察小磁針偏轉(zhuǎn)的程度。現(xiàn)象：插入鐵芯的通電螺線管的磁性明顯增強(qiáng)。結(jié)論：螺線管中插入鐵芯磁性明顯增強(qiáng)。（二）新課教學(xué)1、電磁鐵（1）概念：我們把插有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵。提出問(wèn)題：為什么插入鐵棒后，通電螺線管的磁性會(huì)增強(qiáng)呢？（2）原理：鐵芯插入通電螺線管，鐵心被磁化，也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，于是通電螺線管的周?chē)扔须娏鳟a(chǎn)生的磁場(chǎng)，又有磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，因而磁場(chǎng)大大增強(qiáng)了。提出問(wèn)題：電磁鐵與永磁體相比，有些什么特點(diǎn)呢？它的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)呢？2、怎樣使電磁鐵的磁性強(qiáng)（1）猜想：電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與電流的大小有關(guān)，因?yàn)殡娏髟酱?，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可能就越強(qiáng)。電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與線圈的匝數(shù)有關(guān)，因?yàn)橐辉丫€圈要產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)，匝數(shù)多，則產(chǎn)生的磁場(chǎng)也會(huì)增強(qiáng)。電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與所插入的鐵芯粗細(xì)有關(guān)，因?yàn)樵酱?，鐵的質(zhì)量越大，磁化的量越大。電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與所插入的材料有關(guān)，可能插入另一種材料的物質(zhì)，其磁性會(huì)有所不同?？偨Y(jié)：教師經(jīng)過(guò)討論匯總后，總結(jié)為電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)弱可能與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)，下面對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)想研究電磁鐵磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān)，該如何控制匝數(shù)呢？同理要研究磁場(chǎng)與匝數(shù)的關(guān)系，該如何控制電流呢？（在研究匝數(shù)時(shí)控制電流不變，在研究電流時(shí)，控制匝數(shù)的不變）如何改變線圈的匝數(shù)？如何改變電流的大??？（取匝數(shù)不同的螺線管以改變?cè)褦?shù)的不同；通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變電流的大?。┤绾闻袛嚯姶盆F磁性的強(qiáng)弱？（通過(guò)采用不同匝數(shù)的電磁鐵以改變其匝數(shù)，通過(guò)在電路中串聯(lián)滑動(dòng)變阻器以改變電流的大小，通過(guò)讓電磁鐵吸起大頭針的個(gè)數(shù)來(lái)判斷其磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。）（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)組成電路：將電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯(lián)電路。將開(kāi)關(guān)合上或打開(kāi)，觀察通電、斷電時(shí)，電磁鐵對(duì)大頭針的吸引情況，判斷電磁鐵磁性的有無(wú)。將開(kāi)關(guān)合上，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流增大和減小（觀察電流表指針的示數(shù)），從電磁鐵吸引大頭針的情況對(duì)比電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化。將開(kāi)關(guān)合上，使電路中的電流不變（電流表的示數(shù)不變）改變電磁鐵的接線，增加通電線圈的匝數(shù)，觀察電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化。（4）分析與論證電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，斷電時(shí)沒(méi)有磁場(chǎng)。通過(guò)電磁鐵的電流越大，它的磁場(chǎng)越強(qiáng)。在電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，磁場(chǎng)越強(qiáng)。3、電磁鐵的優(yōu)勢(shì)（1）電磁鐵磁性的有無(wú)可以通過(guò)電流的有無(wú)來(lái)控制。（2）電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可以通過(guò)電流的大小來(lái)控制。4、電磁鐵的應(yīng)用電磁起重機(jī)、電磁閥、電鈴等。5、電磁繼電器教師出示電磁繼電器實(shí)物，提出問(wèn)題：電磁繼電器由哪幾部分構(gòu)成？它是如何工作的？學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合實(shí)物，閱讀教材教材相關(guān)內(nèi)容，回答問(wèn)題。師生共同總結(jié)：電磁繼電器是由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點(diǎn)（靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)）組成。當(dāng)有較小的電流通過(guò)D、E流入線圈時(shí)，電磁鐵把銜鐵吸下，使B、C兩個(gè)接線柱所連的電路接通，較大的電流就可以通過(guò)B、C帶動(dòng)機(jī)器工作。應(yīng)用：（1）電磁鐵兩端可以接低電壓、弱電流，工作電路部分可以接高電壓、強(qiáng)電流的設(shè)備，所以它可以由低電壓、弱電流電路來(lái)間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路的電路。從而實(shí)現(xiàn)安全用電。（2）如果工作場(chǎng)所溫度高或環(huán)境不好，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。（3）在一些自動(dòng)控制電路中會(huì)起到定時(shí)、控溫的作用。6.銘牌：（1）閱讀電磁繼電器的說(shuō)明書(shū)。明確“線圈額定電壓、額定工作電流、工作電路電壓”的含義是什么？（2）觀察電磁繼電器，并嘗試撥動(dòng)觸點(diǎn)，看其與誰(shuí)是接觸的，與誰(shuí)是斷開(kāi)的。（3）使用電磁繼電器7.學(xué)生活動(dòng)：（1）“線圈額定電壓是直流6V”表示控制電路正常工作時(shí)，B、C兩端接直流6V的電壓；“被控制電壓220V，電流1A”表示線圈工作電路電壓220 V，電路中電流是1A。（2）看清各觸點(diǎn)的位置后，討論哪兩個(gè)接線柱是接控制電路的，哪些接線柱是控制工作電路的。（3）連接電路，控制電路與工作電路分開(kāi)，工作電路中連接一個(gè)小燈泡，看是否能通過(guò)電磁繼電器控制小燈泡的亮滅。（三）課堂小結(jié)了解到影響電磁鐵磁性大小的因素，知道插有鐵芯的螺線管就是電磁鐵，它的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)有關(guān)，電流越大，線圈匝數(shù)越多，則電磁鐵的磁場(chǎng)就越強(qiáng)。所以電磁鐵比永久性磁鐵有無(wú)比可擬的優(yōu)勢(shì)，一是它的磁性有無(wú)可以由通電的有無(wú)來(lái)控制，它的磁性強(qiáng)弱可以由電流的大小來(lái)控制，這大大地方便了人們對(duì)不同磁性的需求。電磁鐵的兩個(gè)重要應(yīng)用：一是電磁繼電器，一是揚(yáng)聲器，它們都是由電磁鐵組成的，電磁鐵在其中擔(dān)負(fù)著重要的角色。電磁繼電器的核心部件是電磁鐵，它的電流通斷引起其磁性的有無(wú)，而磁性的有無(wú)又直接對(duì)銜鐵的吸引產(chǎn)生作用，使之能對(duì)另外的一個(gè)電路起到控制作用。