20.3 电磁铁 电磁继电器教案2023-2024学年人教版九年级全一册物理

第二十章 电与磁 第3节 电磁铁 电磁继电器 教学目标 一、物理观念 1.能描述电磁铁,说明电磁铁的特点和工作原理。 2.知道电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。 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、科学思维 1.根据实验现象推理得出,电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电流大小有关。 2.在学习电磁继电器的工作原理之后,解释相关应用。 3.能通过对比,总结出电磁铁的优点。 三、科学探究 1.通过制作出尽可能磁性强的电磁铁,培养动手操作能力与探究能力。 2.发现电磁铁磁性强的可能性,作出假设并设计出实验进行验证,提升全面科学探究能力。 四、科学态度与责任 养成主动与他人交流合作的精神,感受在所学知识在生活中的广泛应用,培养学生“从生活走向物理,从物理走向社会”的意识。 教学重点 电磁铁的磁性。 教学难点 1.实验探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。 2.电磁继电器的工作原理以及应用。 教具准备 电源、导线、开关、铁钉、大头针、滑动变阻器、电流表、漆包线(或铜导线)、多媒体课件。 教学过程 新课引入 播放视频《猫和老鼠》片段:杰瑞想要偷吃奶酪,开着自己的装甲车来到有奶酪的地方,汤姆开着一辆电磁起重机吸住了杰瑞的装甲车,然后想要用锤子来打杰瑞,杰瑞接通电磁铁,吸住了锤子,然后反复断开闭合,汤姆被锤子砸得认输。向学生提出问题:这其中的工作原理是什么呢?导入新课。 新课讲授 探究点一:电磁铁 活动1:提出问题:前面我们学习过螺线管通电之后具有磁性,我们用它可以吸起来大头针,但是吸引的数量有限,刚才汤姆的电磁起重机是可以吸引铁锤的呢?有没有什么好办法增强它的磁性? 演示实验:分别使用带铁芯和不带铁芯的通电螺线管吸引大头针,观察吸引大头针的数量。学生观察现象并对现象进行讨论、分析。 归纳总结:在螺线管中插入铁芯,当有电流通过时它会具有较强的磁性,这种磁铁在有电流时有磁性,没有电流时就失去磁性,我们把这种磁体叫做电磁铁。 活动2:展示电磁体的结构以及一些实物图片。提出问题:为什么插入铁芯之后,磁力会大大加强呢? 学生进行讨论分析。 归纳总结:电磁铁通电后,铁芯在螺线管的磁场中被磁化,两磁场叠加,使电磁铁的磁性大大增强。 例题训练:见课件 探究点二:电磁铁的磁性 活动1:生活中有各种规格的电磁铁,它们的磁性强弱不一样,如何让电磁铁的磁性更强呢,我们大家来比一比。进行实验:利用器材(提前准备)自己做一个电磁铁,通电后吸引大头针,数一数谁的电磁铁吸引大头针的数量多。 学生动手进行实验。并让吸引大头针数量最多的小组展示自己的电磁铁,让其他小组对比不同之处。 归纳总结:磁性最强电磁铁用了较多电池作为电源,线圈缠绕的匝数也比较多。 活动2:提出问题:电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关呢? 通过出示一些实例引导: 通过刚才对学生进行引导猜想:电磁铁磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关。 活动3:设计实验:提出一系列出题,让学生充分思考与讨论。 (1)当一个物理量被猜测与多个因素有关,应该用什么方法去研究?如何判断电磁铁磁性的强弱? (2)如何保证研究匝数时,通过电磁铁的电流相同?研究电流时,应该怎样做? (3)通过什么读出电流大小?如何简单方便地改变电流大小? (4)你能设计出实验电路了吗? 通过对以上问题的引导,在老师补充完善下,确定最终的实验方案为:将电磁铁接到如图电路中,调节滑片,改变电路中的电流。记录通入不同大小的电流时,电磁铁吸引大头针的数目。接着换上不同匝数的电磁铁,调整滑片控制电流一定,比较不同匝数电磁铁的磁性。 活动4:进行实验: 实验1:研究电磁铁磁力与电流大小的关系; 实验2:研究电磁铁磁力与线圈匝数的关系; 实验表格如下: 活动5:分析与论证:分析记录的数据与现象并总结。 总结得出:电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。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。 活动6:交流与评估。 交流实验中遇到的问题,并进行分析和判断原因。 例题训练:见课件 活动7:提出问题:通过实验,你认为相比永久磁体,电磁体有什么优点呢? 学生进行思考与讨论。 归纳总结:①磁性有无可以通过电流的通断来控制②磁性强弱可以通过电流的大小(或线圈的匝数)改变③可以通过改变电流的方向来改变电磁铁磁极的极性。 活动8:出示课件,介绍生活中有关电磁体的应用。 归纳总结:电磁起重机(播放视频)、电磁选矿机、电铃、电话的听筒、洗衣机、发电机、磁悬浮式列车以及自动控制装置等等。 探究点三:电磁继电器 活动1:提出问题:工人师傅们操作电磁起重机等大型设备时,设备的电流可达几十安甚至上百安,用手操作直接连接在电路中的开关是很危险的,有什么好办法呢? 学生们思考和讨论,得出以下方法:用绝缘体