电磁铁电磁继电器的教学设计

电磁铁电磁继电器的教学

设计

Revised by Liu Jing on January 12, 2021

《电磁铁电磁继电器》教学案例

一、教学目标

（一）知识与技能1．能描述电磁铁，说明电磁铁的工作原理。2．通过实验探究知道电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。3．能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。

（二）过程与方法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，会说明电磁继电器在实际电路中的工作过程。

（三）情感态度和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。

二、教学重难点本节内容是“电生磁”知识的延续与应用，简单讲电磁铁就是带

有铁芯的通电螺线管，利用铁芯使磁性增强。电磁铁在实际中应用广泛，如本节中的涉及的电磁继电器、电铃和自动控制电路等，所以本节重点是研究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，既是为后面的应用服务，也体验了实验探究的过程，强化利用实验得出结论的能力。电磁铁与永磁体相比具有磁性可控、磁极可控的优点，电磁继电器利用了电磁铁磁性的有无可以利用电流的有无来控制这一特点。通过对电磁继电器工作原理的了解，掌握利用低压控制高压、弱电流控制强电流的方法。虽然电磁继电器在很多用电器中有广泛应用，但学生独立接触电磁继电器的机会较小，很难单独来研究它的工作过程，所以利用挂图、模型等了解电磁继电器的工作原理及其应用是本节教学的难点。

重点：实验研究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。

难点：电磁继电器的工作原理及其应用。

三、教学策略

电磁铁的学习可以从通电螺线管开始，因为电能生磁，但通电螺线管的磁性很弱，在实际中应用较少，通过实验使学生认识到在螺线管中插入铁芯的方法可以增强磁性，从而提出研究电磁铁的意义。对比电磁铁与磁铁的优缺点，得出电磁铁的磁性可以利用电流来控制，不仅可以控制磁性的有无，还可以控制磁极、磁性的强弱等，继而提出电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的探究问题。在实验中利用学生的分组实验，绕制电磁铁进行实验，要利用到转化的物理方法、控制变量的思想等，既培养了学生的实验方法，又提高了学生动手能力。通过实验得出电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数等因素有关；电磁铁的磁极与电流的方向有关。电磁继电器在实际应用中虽非常广泛，但学生直接接触的比较少，比较陌生，可以从图片、视频等入手，使学生对电磁继电器有初步印象，它可以用于控制电路中，相当于一个开关，只是利用低压控制高压、弱电流控制强电流，所以电磁继电器使用中大多要用到两种电源：低压控制电源和高压工作电源。再展示挂图或实物来分析电磁继电器的工作原理，结合实例提出一些实际应用，了解它是如何控制电路的

四、教学资源准备

校园局域网、多媒体课件整合网络、漆包线、规格相同的铁钉2根、电源、开关、导线、大头针、滑动变阻器等。

五、教学程序：

（一）、创设情境，引入新课

1、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。今天我们这堂课就一起来探究电磁铁的相关知识。)

（二）、新课教学：

1、电磁铁

出示螺线管，提问：要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法

（学生讨论得出：给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。）

进一步提问：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢

请同学们观察下面的实验：演示实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。

提问：小磁针的偏转程度哪个大这表明什么（插入铁棒后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。）进一步提问：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢

学生讨论得出：铁心插入通电螺线管，铁心被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。

教师指出：从上面的实验中可以看出，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电磁铁。

2、实验：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：怎样来做实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，我们可以进行猜想：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实验探索。

学生实验：首先请同学们从盒子里拿出实验器材，放在桌上摆好，观察所用的器材，同时思考下列问题：

这些实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）用什么来判断电磁铁的磁性强弱

（通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断）学生将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验：

①将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。

②将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。

③将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。

实验小结：让学生归纳、概括实验结果后，教师板书：实验表明：

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、在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。

讨论电磁铁的优点

提问：通过实验，我们知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，因而磁性更强。

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伤害如何自动控制、远距离控制

①、电磁继电器的构造

电磁继电器的结构和工作电路如图所示：(屏幕显示

)

结构：A：电磁铁、B：衔铁、C：弹簧、D：动触点、E：静触点．②、电磁继电器的工作原理

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控制工作电路通断的开关．

学生实验：让学生分组联接电磁继电器的控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，使学生掌握继电器的主要构造和工作原理．