16.4 电磁继电器与自动控制（教学课件）物理沪粤版九年级下册

该初中物理课件聚焦电磁继电器的结构、双电路控制原理及应用，通过港口龙门吊、排爆机器人的情景导入，衔接电磁铁知识，借助结构表格、实验步骤及视频资源，构建从原理到实践的学习支架。 其亮点在于以双电路实验为核心，规范操作培养科学探究能力，跨学科设计自动浇水装置结合传感器，体现科学思维与科学态度。视频辅助理解，实验结论与STSE拓展结合，助学生建立技术应用意识，为教师提供完整实践教学方案。

沪粤版 九年级下册 第十六章 磁场 电磁铁 16.4 电磁继电器与自动控制 学习目标 1．科学观念：掌握电磁继电器结构与“低控高”原理，建立电与机械动作的关联认知； 2．科学思维：通过实验归纳控制逻辑，运用转换法分析信号转化； 3．科学探究：规范操作双电路实验，解决触点调试等问题； 4．科学态度与责任：感知技术安全价值，培养工程设计意识。 重点难点 1．识别电磁继电器核心部件及作用； 2．理解双电路控制逻辑与工作原理； 3．完成继电器操作实验并归纳结论。 1．区分控制电路与工作电路的功能边界； 2．解释触点转换与电路切换的因果关系； 3．结合传感器设计简易自动控制方案。 港口龙门吊的操作室里，工人按下小巧按钮，数十吨的钢材便被精准吊运；爆炸物处理现场，排爆机器人在远程操控下完成拆弹，操作人员无需靠近危险区域。 工人的轻按’如何驱动重型机械？机器人为何能实现安全操作？这背后都离不开一个关键控制部件——电磁继电器。 情景引入 01 03 CONTENTS 电磁继电器 跨学科实践——设计家庭养花自动浇水装置 探究新知 02 用电磁继电器进行自动控制 PART ONE 电磁继电器 核心定义 电磁继电器的定义与结构 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种装置，能实现“低电压、弱电流控制高电压、强电流”的安全操作 结构观察 电磁继电器的定义与结构 结构观察 部件名称 核心作用 电磁铁 核心控制部件，通电时产生磁性吸引衔铁，断电时磁性消失。 衔铁 连接动触点，受电磁铁吸引或弹簧拉力运动，实现触点的开闭转换。 复位弹簧 电磁铁断电时，提供拉力使衔铁复位，恢复初始触点状态（如常闭触点闭合）。 触点 触点A、B：常闭触点（不通电时接触）。 触点B、C：常开触点（通电时接触）。 动触点：随衔铁运动切换连接状态。 线圈引出线 连接外部控制电路，为电磁铁提供电流，控制其通断状态。 结构总结 电磁继电器的核心是“电磁铁控制触点通断”，通过机械结构将电信号转化为机械动作，实现电路控制。 视频欣赏——电磁继电器 PART TWO 用电磁继电器进行自动控制 活动2——学习使用电磁继电器 实验主题 掌握电磁继电器的控制逻辑，理解控制电路与工作电路的关联 实验准备 控制电路器材：电磁继电器线圈、低压电源（匹配线圈额定电压）、开关S1、导线 工作电路器材：2个小灯泡（绿灯、红灯）、电源（匹配灯泡额定电压）、开关S2、导线 实验步骤 阶段1：连接并探究控制电路按“线圈额定电压”连接控制电路：电源→开关S1→电磁继电器线圈→电源，形成闭合回路； 闭合S1：观察衔铁动作（被电磁铁吸引向下运动），记录触点状态——A、B常闭触点断开，B、C常开触点闭合； 断开S1：观察衔铁动作（复位弹簧拉动复位），记录触点状态——A、B恢复接触，B、C断开。 活动2——学习使用电磁继电器 实验步骤 阶段2：连接并探究工作电路 1. 按灯泡额定电压连接工作电路：电源→开关S2→绿灯→A、B触点→红灯→C触点→电源； 2. 闭合S2（工作电路通路），保持S1断开：观察到绿灯亮、红灯灭（A、B闭合，电流经绿灯）； 3. 闭合S1（控制电路通路）：观察到绿灯灭、红灯亮（A、B断开，B、C闭合，电流经红灯）。 实验结论与原理总结 双电路特点：控制电路（低电压、弱电流）控制工作电路（高电压、强电流），实现安全隔离； 工作逻辑：控制电路通断→电磁铁磁性有无→衔铁运动→触点转换→工作电路通断切换。 视频欣赏——电磁继电器与自动控制 电磁继电器的安全应用与STSE拓展 核心应用场景 高压/危险环境操作：高压电路直接操作开关危险，爆破现场、X射线透视室等场所，通过电磁继电器实现远程安全控制； 自动化设备：机器人、自动生产线等，用电磁继电器作为控制节点，实现精准动作切换。 STSE：机器人中的控制核心 机器人组成：感知系统、机械系统、控制系统、驱动系统，控制系统核心含电磁继电器； 具体应用：①机器人足球赛中，继电器控制电机正反转实现转向；②排爆机器人中，继电器控制机械爪开合、炸弹处理装置动作，避免人员伤亡。 应用价值总结 电磁继电器是“电信号的控制枢纽”，实现了“小控制、大作用”，是连接基础电路与复杂科技的关键部件。 PART THREE 跨学科实践——设计家庭养花自动浇水装置 跨学科实践——设计家庭养花自动浇水装置 活动主题 利用电磁继电器和传感器，设计定时定量的自动浇水装置 方案核心逻辑 湿度传感器→信息处理器→电磁继电器→水泵，形成“湿度检测—信号处理—控制执行”闭环。 实施步骤 步骤1：资料收集与元件选择上网搜索湿度传感器资料，选择能将土壤湿度转化为电子信号的元件，搭配匹配的电磁继电器、低压水泵。 步骤2：设计方案图参考教材示意图，明确各部件连接关系：湿度传感器插入花盆土壤，输出信号至处理器；处理器根据花草湿度需求设定阈值，将信号传递给继电器；继电器控制水泵通断（湿度低→水泵通，湿度高→水泵断）。 步骤3：制作与调试按方案组装元件，调试传感器灵敏度和继电器动作阈值，确保浇水时机与水量符合花草需求。 跨学科实践——设计家庭养花自动浇水装置 成果展示与交流 记录制作成本、使用效果，与同学交流改进方向（如增加定时功能、远程控制模块） 课堂小结 布置作业 1．小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，具有_____性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的_____位置。 【答案】磁     B 【答案】红 无 2．如图所示是一个水位自动报警器的原理图．水位到达金属块B之后，_____（选填“红”或“绿”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁_____（选填“有”或“无”）磁性。 3．如图所示是自动扶梯的原理图．当电梯上无人时，压敏电阻R的阻值较大，电磁铁的磁性_____（填“较强”或“较弱”），电磁继电器的动触点与_____（填“上面”或“下面”）的静触点接触，电梯运行缓慢．当人走上电梯时，电磁继电器的动触点与另一个静触点接触，电梯运行速度变大。图中画出了某一时刻线圈中的电流方向；可以判断电磁铁的上端是_____（填“N”或“S”）极。 【答案】较弱     上面     N 4．如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是（ ） A．温度计中的水银是绝缘体 B．电铃响时，电磁铁右端是N极 C．温度降低到74℃以下，电铃响 D．电铃响且滑片P向左移动时， 电磁铁磁性减弱 【答案】B 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.12.100 $