1.3 电磁铁的应用 教学设计（表格式）-2024-2025学年浙教版科学八年级下册

浙教版八下科学§1.3电磁铁的应用教学设计 课题 1.3电磁铁的应用 单元 一 学科 科学 年级 八下 教材分析 本节为浙教版八下第一章第3节《电磁铁的应用》，主要介绍电磁继电器及其应用，磁悬浮列车及信息的磁记录等。重点是学会分析各电磁继电器的工作原理，虽然电磁继电器的用途较为广泛，但是学生接触的机会还是较少的，故很难单独来研究电磁继电器的工作过，所以教材安排模型、图片等方式来介绍电磁继电器的原理，老师还可通过其他手段如视频等来介绍，增加学生的感性认识，促进学生的理解与记忆。电磁继电器是电磁铁的重要应用之一，如电铃，以及利用低电压、弱电流控制的自动电路作为开关使用，更为直接和广泛，这是对电磁铁知识的综合运用，磁悬浮列车及信息的磁记录也是越来越广泛地应用于生活中，所以本节的重点是帮助学生了解电磁继电器的工作原理，提升学生的分析应用能力。 学习 目标 科学观念：了解电磁铁，知道电磁铁的工作原理；了解电磁铁在生产、生活中的应用；了解磁悬浮列车的工作原理；了解信息的磁记录原理； 科学思维：以经验和实验为基础，对电磁继电器、磁悬浮列车等进行概括，进而构建模型；能从不同角度分析、思考问题，提出新颖有价值的观点和解决实际问题的方法； 探究实践：验证电磁继电器的工作原理；自制水位报警装置；解决生活中的实际问题并进行评价； 态度责任：乐于探究善于合作乐于分享，加强科学与生活实际的联系，提高学习兴趣。 重点 电磁继电器结构和工作原理； 难点 分析电磁继电器的工作原理，描述电铃的工作原理。 教学环节 教 师 活 动 设计意图 导 入 新 课 1、如图所示，弹簧下吊一块软铁，下端有一个带铁芯的螺线管，R是滑动变阻器，如果将滑片P向右端移动或者抽出铁芯，弹簧长度的变化应分别是（  C   ） A. 伸长、伸长     B. 缩短、缩短    C. 伸长、缩短     D. 缩短、伸长 （第1题图） （第2题图） 2、探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如中的电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁 A 吸引大头针的数目均比 B 多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（ B ）。 A．电流的大小 B．线圈的匝数 C．电流的方向 D．电磁铁的极性 3、如图所示是研究电磁铁磁性的实验，闭合开关后，下列说法正确的是（ A ） A.电磁铁的下端是N极 B.电磁铁能吸引大头针是电磁感应现象 C.将铁钉换成铜棒会使磁性增强 D.滑片P向左移动，电磁铁吸引大头针的数目会増多 （第3题图） （第4题图） 4、如图所示，两电磁铁的铁芯和线圈匝数相同，将它们接入电路中，要求两电磁铁相互吸引且磁性强弱相同，下列连接方式中正确的是（　D　） A．a接P，b接c、d接Q B．a接Q，b接c、d接P C．a同时与c、P相连接，b同时与d、Q相连接 D．a同时与d、P相连接，b同时与c、Q相连接 导 入 新 课 讲 授 新 课 一、电磁铁的特性 1、电磁铁： 带铁芯的通电螺线管，称为电磁铁。 2、电磁铁的工作原理： 电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的：将软铁棒插入螺线管内部，当线圈通电时，螺线管产生磁性，线圈内部的磁场使软铁棒磁化为磁铁，使磁性增强；当电流切断时，线圈及软铁棒的磁性消失。 3、电磁铁的特性： 电磁铁产生的磁场很容易控制： ①磁场的有或无可以用开关来控制； ②磁场方向的改变可以通过改变电流方向来实现； ③磁场的强弱可以由电流大小或线圈匝数多少来调节。 二、电磁铁的应用： 电磁铁的应用较为广泛，人们利用电磁铁的特性设计和制造了许多生活和生产用品。如电磁继电器、磁悬浮列车、信息的磁记录等。 1、电磁继电器： （1）电磁继电器： 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。 （2）电磁继电器的作用：使用电磁继电器可以用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。 （3）电磁继电器的结构： 电磁继电器一般由电磁铁、弹簧、衔铁、触点等组成。 （4）电磁继电器的工作过程： ①低压控制电路中开头闭合时，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，触点与下方高压工作电路的动触头接触，高压工作电路能电而工作。 ②当低压控制电路的开头断开时，电磁铁磁性马上消失，在弹簧作用下，衔铁右端向上移动，脱离高压工作电路的动触头，这样高压工作电路停止工作。 结构 工作原理 视频：电磁继电器工作原理 讨论交流：根据下图，说一说，电磁继电器控制的工作过程。 [参考：当低压电源开关闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁 A产生磁性，吸引衔铁 B，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通，故红灯熄灭，绿灯亮起，电动机开始工作。 当低压电源开关断开时，电磁铁失去了磁性，衔铁 B 在弹簧 C 的作用下拉起，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯触点接通，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。] （5）水位自动报警器： 水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。 （工作原理图） （工作过程） 讨论交流： 根据下图，说一说，温度自动报警器是怎样工作的。 [参考：当温度较低时，金属丝与下方水银柱没有接触，控制电路没有电流，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧的作用下拉起，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通，故绿灯亮起，红灯熄灭； 当温度升高到一定值时，金属丝与下方水银柱接触，控制电路中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯触点接通，故绿灯熄灭，红灯亮起，起到报警作用。 ] 思考讨论： 如图所示为电铃的工作原理图，B为衔铁，B与弹性片A相连，请根据电磁铁工作的原理，分析电铃是如何发出铃声的？ [参考：闭合开关通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤右侧的弹性衔铁片吸过来，使小锤打击电铃发出声音。 同时由于衔铁被向左吸引过去而使电路断开，电磁铁失去了磁性，衔铁被弹回，接触到右侧触点，电路闭合，小锤又敲击电铃发声。 不断重复，电铃便发出连续击打声。] 2、磁悬浮列车 （1）工作原理：磁悬浮列车就是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理工作的。 （2）磁悬浮列车快速的原因： 通过轨道上的强电磁铁与列车上的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮起来，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的摩擦，磁悬浮列车运行时的阻力很小，因此运行速度很快。 （3）磁悬浮列车的优势： 磁悬浮列车是一种新型的有轨交通，具有极大的优越性： ①启动快：电能主要用于产生磁力以浮起列车和克服列车前进中的空气阻力，牵引能耗少，启动快； ②速度快：可在400km/h～500km/h间正常运行，最高速度可达600km/h； ③振动小，安全可靠：安全性是飞机的20倍，是轮轨列车的250倍，翻车几乎是不可能的； ④寿命长：列车和路轨的寿命长，维修费用少，运行纪念版成本约是轮轨高速的四分之一； ⑤噪声小：（相对轮轨列车而言，轮轨之间运动产生的噪声，但高速时空气噪声还是比较大的)，乘坐磁悬浮列车平衡舒适。 （4）我国的磁悬浮列车： 上海建成的磁悬浮列车是世界上首次投入商业运营的高速磁悬浮列车。 上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”(简称“常导型’)磁悬浮列车。磁悬浮列车是利用“异性 相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁。 3、信息的磁记录 （1）信息的磁记录： 信息的磁记录是利用磁的性质进行信息的记录的方。 在存储和使用的时候通过特殊的方法进行信息的输入和读出，从而达到存储信息和读出信息的目的。 （2）磁记录方式应用多样化： 随着技术的不断进步，磁记录与人们的关系越来越密切。录音带、录像带、电脑中的磁盘、打电话的磁卡、银行的信用卡，还有磁卡式车票等，都是用磁来记录信息的。 （3）硬盘的磁记录： ①组成：磁记录盘片、读写磁头以及其他配件； ②原理：盘片的表面均匀涂有一层极薄的磁性 颗粒（小磁铁），读写磁头实际就是一块电磁铁。 ③存入数据： ④获取信息： 视频：磁记录 （4）磁卡的磁记录： 银行等机构发行的磁卡，其背面的磁条里记录着持卡人的账号等信息，使用磁卡时，磁条中的信息被机器读出，也可在磁卡上写入新的信息。 （5）磁带的磁记录：录音机和录像机的磁头也是由电磁铁制成。录音机和录像机将需要记录的声音和图像转变成电信号，通过磁头记录在磁带上。 4、电磁铁的其他用途： 电磁铁在实际中还有广泛的应用。例如，在发电机、电动机、电磁起重机等机械上都用到了电磁铁；在洗衣机、电饭锅等家用电器里也用到电磁铁。 视频：电磁起重机的工作原理 阅读 ：电话 复习电磁铁的特性开始进入其应用，水到渠成； 先介绍主要有哪些生活中常见的应用，再分别讲解几种重要的应用，如电磁继电器就是重要应用之一 介绍电磁继电器：从定义到作用，再到结构及工作原理 其中工作原理是重点之一，讲解加视频，让学生充分理解工作原理和过程 以达到举一反三的目的 讨论交流以内化所学 讲解示范，再讨论交流，让学生熟悉电磁继电器的工作原理 磁悬浮列车是一种新型的有轨交通工具，相比其他有轨交通，具有独特的优越性，与学生的生活也密切联系，所以从原理到特性，让学生对科技保持浓厚的兴趣 同时让学生了解我国的磁悬浮列车的发展情况，以树立爱国情怀 磁记录也是电磁铁的重要应用，与生活具有密切联系 磁盘和磁卡的工作原理比较抽象，通过图片讲解、视频等，以使学生获得更多的感性认识 课 堂 练 习 1、使用电磁铁的优点是（ C ） A. 磁极、磁性一定 B. 能长时间保持磁性 C. 磁性有无和强弱及其磁极的极性都可改变 D. 不需要消耗电能 2、如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，R是电阻箱(已调至合适阻值)，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是(　D　) A．白天流过R0的电流比夜晚小 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．白天R0两端的电压比夜晚大 D．将R阻值调大，则路灯白天也发光 （例题2图） （例题3图） 3、如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图，在水银温度计上部插入一段金属丝。下列有关报警器的叙述正确的是（　B　） A. 报警器中电磁铁的铁芯可以换成钢棒 B. 温度达到90℃时，报警器中的灯灭同时铃响 C. 报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中 D. 若将上端的金属丝向下移，报警温度将升高 4、如图是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列说法正确的是（  C ） A. 只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B. 机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 C. 只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 D. 若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 （例题4图） （例题5图） 5、小明利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表，结示意图如图所示，其中A、B、C为接线柱，当电流通过电磁铁时，指针绕O点顺时针偏转；电路断开时，指针指O刻度线。 （1）若选择A、C为该电流表的接线柱，则应选择　 　为“+”接线柱，才能使电流表正常工作。 （2）若将电磁铁适当靠近小磁铁，则该电流表（　　） A．零刻度将向右移动 B．指针将发生反偏 C．精确度将提高 D．量程将增大 （3）分析该电流表的结构示意图，判断该电流表量程最大时所选的接线柱是　 　。 [参考：（1）C （2）C （3）BC] 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。 同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。 课 堂 小 结 1、电磁铁主要由通电螺线管和铁芯两部分组成； 2、电磁继电器是利用电磁铁工作的自动开关； 使用电磁继电器作为开关，可利用低电压弱电流的控制电路来控制高电压强电流的工作电路； 3、磁盘、磁卡、电磁超重机、电铃、自动温度报警器、录音机、发电机、电动机、电饭锅、洗衣机等是利用电磁铁工作的。 4、信息的磁记录是利用磁化原理来工作的；记录时将声音、图像、数字等信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场；读取时使记录的磁信息通过磁头转变成电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等信息； 5、磁悬浮列车工作原理：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 帮助学生掌握重点， 更加容易的学习。 板 书 学科网（北京）股份有限公司 $$