第二十章 第3节 电磁铁 电磁继电器-【木牍中考·名师教案】2025-2026学年九年级下册物理（人教版）

该初中物理教案聚焦电磁铁与电磁继电器核心知识，以机械加工车间铁屑搬运问题导入，通过“阅读-思考-实验提示-归纳”支架衔接通电螺线管磁场知识，构建电磁铁概念及磁性影响因素探究，延伸至电磁继电器原理学习。 突出科学探究与模型建构，“想想做做”实验（滑动变阻器改变电流观察曲别针数量）培养探究能力，电磁继电器“控制电路-工作电路”模型分析强化模型建构，结合磁悬浮列车等应用体现科学态度与责任，习题（养生壶控温）提升科学推理能力，助力学生学科素养发展，为教师提供结构化教学支持。

第3节　电磁铁　电磁继电器 ◇教学目标◇ 1.知道什么是电磁铁。 2.知道电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。 3.了解电磁铁在生活中的应用。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，提高学生的观察、分析及操作能力。 4.知道电磁继电器的构造和工作原理。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。 ◇教学重难点◇ 1.教学重点：影响电磁铁磁性强弱的因素。 2.教学难点：电磁继电器的工作原理及其应用。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 某机械加工车间的地面堆积着大量的小铁屑，你有办法将这些铁屑搬移到指定地点，且能快速、轻松地卸下吗？ 二、教学步骤 探究点1　电磁铁 ［阅读课本］P157“电磁铁” ［思考］磁铁能够吸引大头针，那么还有其他能吸引大头针的物体吗？ ［提示］通电螺线管的周围存在磁场，也可以吸引大头针。 ［思考］如果要使通电螺线管的磁性增强，可以采用什么办法呢？ ［提示］先让通电螺线管吸引大头针，再将铁棒插入螺线管，观察吸引大头针的情况。 ［思考］为什么插入铁棒后，磁性会增强呢？ ［提示］铁棒被磁化，也会产生磁场，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，因而磁性大大增强了。 ［思考］将漆包线绕在一根铁钉上制成线圈，通电后发现它能够吸引大头针。断开开关，可以看到大头针又掉落下来。此现象说明了什么？ ［提示］插入铁钉的螺线管，当有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。 ［归纳提升］把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过有磁性，没有电流时就失去磁性。这种磁体叫作电磁铁。 ［阅读课本］P158页“想想做做” ［思考］将电磁铁与滑动变阻器串联到电路中，移动滑动变阻器，观察吸引曲别针的个数，据此判断电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关吗？ ［提示］滑动变阻器接入电路的阻值越小，电磁铁吸引曲别针的个数越多。 ［结论］通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 ［思考］带有绝缘皮的导线在铁钉上绕很多圈，这样做的好处是什么？ ［提示］增加线圈匝数，由于磁场的叠加，电磁铁的磁性增强。 ［结论］当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。 ［归纳提升］电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；当电磁铁线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。 ［思考］你能改变电磁铁的磁极吗？采用什么方法最简单呢？ ［提示］通电螺线管的磁场方向与电流的方向有关，在不改变电磁铁绕法的情况下，只要对调电源正、负极的接法就可改变螺线管中的电流方向，从而改变了电磁铁磁极。 ［归纳提升］电磁铁的优点：电磁铁的磁性有无可以控制；电磁铁的磁性强弱可以控制；电磁铁的磁场方向可以控制。 ［思考］你还知道电磁铁的哪些用途？ ［提示］我们课前提到的铁屑搬运，就是利用电磁铁搬运的。在电动机、发电机里会用到电磁铁。全自动洗衣机的进水、排水阀门，卫生间里感应式冲水器的阀门，也都是由电磁铁控制的。磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。电磁铁通过磁体间的相互作用使列车悬浮在轨道上，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦，突破了以往列车的速度极限。 探究点2　电磁继电器 ［阅读课本］P159“电磁继电器” ［思考］观察P159“图20.3⁃6”电磁继电器的构造，你知道电磁继电器是由哪些部分组成的吗？ ［提示］按一定的次序观察，从左到右有弹簧、电磁铁、衔铁、触点等。 ［思考］电磁继电器是怎样工作的？ ［提示］电磁继电器分为控制电路和工作电路。当低压控制电路开关闭合时，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，动触点和静触点吸合，高压电路接通工作；当低压控制电路开关断开时，电磁铁没有磁性，弹簧片将衔铁拉起，动触点和静触点断开，高压电路断开，停止工作。 ［思考］电磁继电器如何才能实现自动控制呢？ ［提示］实现自动控制的关键是在电磁继电器的低压电路中连入一个能在一定条件下自动接通或断开电路的装置，从而使电磁继电器中的电磁铁在一定的条件下具有或失去磁性，进而自动接通或断开工作电路。 ［归纳提升］电磁继电器的实质是利用弱电流、低电压控制强电流、高电压的一种“自动开关”。 ［习题］某养生壶既可以加热也可以保温，其自动控温工作原理如图所示。控制电路中的电磁铁线圈电阻R=10 Ω，R0是保护电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表所示，当线圈中的电流I>15 mA时，加热电路接通。已知控制电路的电压U1=6 V，工作电路的电压U2=220 V，加热电阻R1=385 Ω，R2=55 Ω，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），水的密度ρ=1.0×103 kg/m3。 温度t/℃ 50 60 70 80 90 100 电阻Rt/Ω 170 175 185 200 220 245 （1）养生壶保温时，金属板应与触点　　　　（选填“a”或“b”）端相连。  （2）若R0阻值为190 Ω，则养生壶刚开始保温时的温度为　　　　℃。  （3）在养生壶的加热效率为80%的情况下，某次将壶内500 mL的水，从36 ℃加热到80 ℃需要　　　　s。  （4）若要使养生壶保温时的温度降低一些，可采取怎样的措施 　 　（写一条即可）。  ［分析］（1）刚开始加热时，养生壶中的热敏电阻的温度较低，电阻较小，控制电路中的电流较大，电磁铁的磁性较强，吸下衔铁，金属板与触点b连通，R1接入电路中。保温时，热敏电阻的电阻增大，控制电路中的电流减小，电磁铁的磁性较弱，金属板与触点a连通，R1、R2串联接入电路中。 （2）电路中的电流为15 mA，此时控制电路中的总电阻R总==400 Ω 热敏电阻的阻值Rt=R总-R0-R=400 Ω-190 Ω-10 Ω=200 Ω 由表中数据可知，养生壶保温时的温度为80 ℃。 （3）由题意可知，水的体积V=500 mL=500 cm3 水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×500×10-6 m3=0.5 kg 吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×0.5 kg×（80 ℃-36 ℃）=9.24×104 J 消耗的电能W==1.155×105 J 养生壶的加热功率P==880 W 加热时间t==131.25 s （4）当线圈中的电流I>15 mA时，吸下衔铁，金属板与触点b连通，电路处于加热状态；当线圈中的电流I≤15 mA时，释放衔铁或不吸下衔铁，金属板与触点a连通，处于保温状态。若要使养生壶刚开始保温时的温度降低一些，则金属板与触点a连通时热敏电阻对应的阻值应减小，此时电路中的电流就会增大，为保证衔铁不被吸下，则在电压一定时，可以增大保护电阻R0的阻值，或护电阻R0的阻值不变时，减小电源电压U1使电路中的电流减小，使得线圈中的电流I≤15 mA时，释放衔铁或不吸下衔铁，所以可采取的措施是：增大保护电阻R0或减小电源电压U1。 ［答案］（1）a （2）80 （3）131.25 （4）见分析 三、板书设计 第3节　电磁铁　电磁继电器 1.电磁铁 （1）定义 （2）特点 2.电磁铁的磁性 （1）影响因素 （2）结论 （3）优点 3.电磁铁的应用 （1）电磁起重机 （2）磁悬浮列车 4.电磁继电器 （1）构造 （2）工作原理 （3）应用 ◇教学反思◇ 本节课由生活中的事例导入，能够极大地调动学生参与的积极性，较好地联系了前面所学的知识和方法，为后面的探究设计及方法应用铺垫了基础，体现了物理教学从生活走向物理的理念。 1 立足安徽 精准备考 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $