20.3 电磁铁 电磁继电器 教学设计-2024-2025学年人教版物理九年级下学期

第3节 电磁铁 电磁继电器 核心素养 （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）通过了解电磁继电器的实际应用，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。 教学内容 教材第129～132页，电磁铁及其磁性，电磁继电器的结构和工作原理。 教学目标 物理观念 （1）知道什么是电磁铁。 （2）理解电磁铁的磁性。 （3）了解电磁继电器的结构和工作原理。 科学思维 会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。 科学探究 （1）通过探究电磁铁磁性强弱的有关因素，体验科学探究的过程。 （2）通过阅读说明书，知道如何使用电磁继电器。 （3）通过使用电磁继电器组成控制电路，实际感知电磁继电器是如何工作的。 科学态度与责任 通过动手动脑完成电磁铁的探究实验并亲自动手实践如何使用电磁继电器，培养学生乐于探索自然界奥秘的兴趣。 教学重点难点及突破 重点 （1）知道电磁铁的特点。 （2）体验科学探究的全过程，领会科学探究方法。 （3）了解电磁继电器和扬声器的工作原理。 难点 （1）能自主探究改变电磁铁磁极的方法。 （2）通过自己阅读说明书，掌握电磁继电器的使用方法。 教学突破 （1）根据新课标的要求，在本课教学中应创造各种情境，调动学生的学习热情，让学生在进行探究活动时能够更加主动。 （2）准备电磁继电器、扬声器的实物让学生观察、使用，并利用课件演示它们的工作原理。 教学准备 教师准备 （1）电池组、电磁铁、滑动变阻器、电流表、开关、导线、小磁针、电磁继电器的使用说明书、电磁继电器、干电池、小灯泡、铁钉等（以小组为单位，教师代为准备）。 （2）自制课件。 学生准备 （1）学习用具、笔记本。 （2）调查生产和生活中哪些地方用到了电磁继电器，收集扬声器。 第1课时 教学过程 1．复习导入新课 教师出示螺线管并提问：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？ 学生回忆并讨论。 学生回答预设：给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。 师：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？ 学生讨论回答：①加大通过螺线管的电流；②增加螺线管的匝数。 师：还有没有其他办法呢？请同学们观察下面的演示实验并回答问题。 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，再将铁芯插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。 ①哪种情况下小磁针的偏转程度更大？这表明什么？ ②为什么插入铁芯后，通电螺线管的磁性会增强呢？ 学生仔细观察实验，并在小组内讨论。 ①插入铁芯后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁芯后，通电螺线管周围的磁性大大增强。 ②铁芯插入通电螺线管，铁芯被磁化，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。 教师小结：从上面的实验中可以看出，铁芯插入螺线管，通电后能获得较强的磁场。我们把在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性的磁体叫作电磁铁。本节课我们就来探究电磁铁。 板书课题：电磁铁 2．探究电磁铁的磁性 （1）师：刚才我们知道了什么叫电磁铁。下面请大家自己来试着做一个电磁铁（要注意提示学生绕导线时要按着一个方向绕并做到美观），并思考电磁铁的磁极跟什么有关。 学生根据教材的介绍及教师的演示制作电磁铁。 学生回答预设：电磁铁的磁极跟线圈的缠绕方向、导线两端与电池正负极的连接有关。 （2）引导学生猜想电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关，还与哪些因素有关呢？学生猜想影响电磁铁磁性的相关因素如下。 ①电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关。 ②电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关。 引导学生根据猜想设计验证实验。 学生根据自己的猜想设计验证实验。 ①将两个相同匝数的电磁铁接入电路，然后通过滑动变阻器来改变通过电路的电流的大小，看它吸引铁屑的多少，以验证电流的大小是否能影响电磁铁的磁性。 ②把不同匝数的电磁铁接入同一电路中，看它们吸引铁屑的多少，以验证电磁铁磁性的强弱是否与线圈的匝数有关。 引导学生根据设计的实验方案进行实验，并提醒学生做好实验记录。 学生进行实验并做好实验记录。 引导学生对实验数据进行分析，并对学生的结论进行小结：螺丝管中间插入铁芯后，磁性增强；通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。 学生在教师的指导下对实验数据进行分析并得出结论：磁铁在通电时有磁性，断电时无磁性；通过电磁铁的电流越大，磁铁的磁性越强；电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。 教师提问，引导学生对实验进行交流与评估。 ①电磁铁有什么优点？ ②通过实验你有什么收获？ ③将钢芯、铜芯等分别插入线圈后能吸起铁屑吗？ ④滑动变阻器是不是电磁铁？同学们也可以用实验来验证。 学生在教师的指导下对实验进行交流与评估。 ①电磁铁磁性的有无可以用通断电进行控制；磁性强弱可以用电流大小、线圈匝数来控制；它的南北极用电流方向来控制；使用起来非常方便。 ②知道了电磁铁的构造；知道了怎样控制电磁铁的磁性强弱；又一次体验了运用控制变量法来探究问题的快乐。 ③学生根据教师的提示进行验证实验。 钢芯插入线圈，通电后也可以吸起大头针，不同的是，断电后它仍然有磁性，而铜芯插入线圈，通电后发现不能吸起大头针，说明电磁铁只能用铁芯来做。 ④学生进行实验验证并讨论。 3．课堂小结 师：这节课我们都学习了哪些内容？ 学生小结：我们学习了电磁铁的概念、电磁铁的做法；探究了影响电磁铁磁性的因素；还知道了电磁铁的优点。 第2课时 教学过程 1．展示调查情况，引入新课 （1）请学生把调查的电磁继电器在生产和生活中的使用情况在组内进行交流，并在班级内展示。 学生展示交流调查结果。 （2）提问：在生产和生活中哪些地方用到了电磁铁？ 学生回答预设：扬声器、电话、电磁起重机、电磁继电器······ 引入新课：今天我们就一起来学习电磁继电器和扬声器。 2．学习电磁铁的构造、工作原理，了解物理知识的实际应用 师：根据你的调查，电磁继电器用在了哪些地方？为什么？ 学生思考后回答：电磁继电器用在电流强、电压高的地方。因为直接用手控制强大电流或操作高压电路很危险。 师：电磁继电器的构造是怎样的？它是怎样控制电路的通断的？ ①观察实验用的电磁继电器，认识它的各个部分构造。 学生观察教材第131页图20.3-5，认识它的构造：衔铁、电磁铁、弹簧、静触点、动触点。 ②把教材中的图20.3-5制成课件，在D、E接上低压电源和开关S，在A、B之间接电源和绿灯，在B、C之间接电源和红灯，请学生仔细观察课件展示的情况，说明电磁继电器的工作原理。（教师根据学生回答，演示电磁铁的工作原理） 师生分析电磁继电器的工作原理：当开关S断开，电磁铁没有磁性，A、B两个接线柱所连触点接通，绿灯亮；当开关S闭合，电流经过电磁铁，电磁铁有磁性，把衔铁吸下，使B 接线柱的触点与A接线柱的触点分离，B、C接线柱所连的触点接通，红灯亮；当S断开，电磁铁失去磁性，弹簧把衔铁拉起，A、B接线柱所连的触点分离，绿灯亮。 小结：继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、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。（板书） 提问：根据电磁继电器的工作原理，可以把工作电路分成哪两部分？ 学生讨论分析，回答预设：可以把工作电路分成低压控制电路和高压工作电路。 教师根据学生回答板书，并指出在教材图20.3-5中的电磁铁，弹簧，D、E接线柱所连的这部分电路为低压控制电路。而A、B、C接线柱所连的电路，相当于高压工作电路。 3．扬声器的构造、原理（拓展部分）。 师：根据你的调查，哪些电器中有扬声器？ 学生回答预设：收音机，电视机，音响······ 学生观察扬声器图片，也可结合收集到的扬声器实验观察其构造。 小结：扬声器由锥形纸盆、永久磁铁、线圈等部分构成。 引导学生观看课件中扬声器的演示动画，了解扬声器的工作过程。 小结：扬声器是把电信号转化成声信号的一种装置。（板书） 4．课堂小结 （1）指导学生完成教材第132页“动手动脑学物理”第1、2题。 学生完成练习。 （2）引导学生回顾本节学习内容。 学生按要求回顾本节内容。 （3）组织学生在相互交流的基础上小结。 学生交流讨论，进行小结。 （4）教师对本节课的学习情况进行总结评价。 板书设计 第3节 电磁铁 电磁继电器 （1）电磁铁。 ①含义：插入铁芯的通电螺线管。 ②影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈数。 ③电磁铁的优点： A.电磁铁磁性的有无可以用通断电来控制。 B.磁性强弱可以用电流大小进行控制。 C.它的南北极用电流方向来控制。 ④使用起来非常方便。 （2）电磁继电器。 ①电磁继电器的构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点。 ②继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来控制高电压、强电流电路通断的装置。 ③电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 （3）电磁继电器的工作电路由低压控制电路和高压工作电路构成。 （4）扬声器的构造：锥形纸盒、线圈、永久磁铁。 教学探讨与反思 本课在教学中通过给学生创造自主探究的机会，激发学生探究的兴趣和欲望，让学生在进行探究活动时更加主动；在对实验进行交流评估时，让学生学会评价、学会合作；树立“从生活走向物理，从物理走向社会”的意识。 学科网（北京）股份有限公司 $$