第三节 电磁铁（表格式教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

该初中物理教学设计聚焦电磁铁的构造、工作原理及电磁继电器应用，通过007脱困视频情境导入，衔接电流磁效应与螺线管磁场知识，以实验探究和例题分析为支架，引导学生掌握影响磁性强弱的因素。 特色在于以科学探究为主线，通过制作简易电磁起重机、曲别针吸引数量对比实验培养科学探究能力，构建电磁铁与电磁继电器模型发展科学思维，结合电磁起重机等生活应用渗透科学态度与责任，助力学生提升动手能力，为教师提供清晰教学与评价路径。

第三节 电磁铁（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第三节 电磁铁 教学目标 物理观念 了解电磁铁的构造，知道电磁铁的工作原理；理解影响电磁铁磁性强弱的因素，知道电磁铁的优点及应用。 科学思维 通过分析电磁铁的工作过程，培养逻辑推理能力；从电磁铁模型体会物理建模思想。 科学探究 经历制作简易电磁起重机的过程，提高动手操作能力；探究影响电磁铁磁性强弱的因素，增强观察与分析能力。 科学态度 与责任 培养实事求是的科学态度，认识电磁铁在生活中的应用价值，激发对物理知识的探索热情。 教材分析 本节以电磁铁为核心，衔接电流磁效应与电磁应用，体现“从生活到物理”的理念，定量核心为电流、匝数对磁性强弱的影响，关联科学探究与工程思维素养。知识体系由现象引入（电磁起重机）到原理建构（电磁铁结构与特性），再到应用拓展（继电器、磁悬浮），层层递进。重点是电磁铁磁性可控性及其影响因素，难点在于理解电磁继电器中低压控制高压的隔离思想。教学思路宜按“制作—改进—应用”展开，采用探究式教学，引导学生通过改变电流大小和线圈匝数提升磁性。学习活动以动手制作为主线，目标定位在能解释电磁铁工作原理并设计简单控制电路。通过曲别针吸引数量对比，可检测目标达成情况，促进认知从具象向抽象过渡。 学情分析 学生在之前已学习磁现象、电流的磁效应及螺线管磁场等知识。此阶段学生逻辑思维发展，动手能力增强，对实验探究兴趣高，但抽象概括能力较弱，对电磁铁磁性影响因素的控制变量法应用及电磁继电器工作原理的理解可能存在困难。教材重点是电磁铁的构成、磁性影响因素（电流大小、线圈匝数）和优点，难点是电磁继电器的结构及工作原理（低压控制高压），要求学生通过实验归纳结论，理解电磁铁在生产生活中的应用，掌握控制变量法在探究中的运用。 教学重点 通过实验观察，掌握电磁铁的构造和工作原理，了解电磁铁的应用。 教学难点 理解影响电磁铁磁性强弱的因素；理解电磁继电器的工作原理及其在电路中的作用。 教学准备 电源、开关、导线、螺线管、铁棒、铜棒、大头针、电磁继电器、指南针等。 教学过程 导入新课 看一看 想一想 请同学们观看视频，想一想007是如何脱困的？？ 本节课将学习相关内容。 学习新课 一、电磁铁 1.电磁铁概念： 在通电螺线管中插入软铁棒，当有电流通过时，它会有磁性。我们把这种磁体叫作电磁铁。 2.电磁铁原理： （1）电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。 （2）在螺线管的内部插入铁芯通电后，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。 3.电磁铁的应用： 电磁起重机、电话、电铃、电磁选矿机里都用到电磁铁；另外，在电动机、发电机和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。 4.影响通电螺线管磁性强弱的因素： （1）实验器材：电源、绕有不同线圈匝数的两个电磁铁、电流表、开关、滑动变阻器、曲别针及导线。 （2）实验装置图： （3）实验方法： 电把电源、开关、滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈串联起来，组成如图电路。 闭合开关，线圈会把大头针吸起来，通过观察线圈吸起的大头针的多少，我们可以判断线圈磁性的强弱。 比较线圈中有铁芯与无铁芯时磁性的强弱；用滑动变阻器改变电路中电流的大小，比较线圈磁性的强弱； 改换不同匝数的线圈，比较线圈磁性的强弱。 （4）记录表格： （5）实验结论： 实验表明，铁芯的有无、电流的大小、线圈的匝数都会影响通电螺线管的磁性强弱。 电流越大，匝数越多，插入铁芯，通电螺线管的磁性越强；电流越小， 匝数越少，抽去铁芯，通电螺线管的磁性越弱。 5.电磁铁的优点： （1）磁性有无由通断电路来控制。 （2）磁极由改变电流方向来控制。 （3）磁性强弱由改变电流大小、线圈匝数来控制。 【例题1】（2025·河南许昌·一模）各种自然现象之间都存在着相互联系，基于这种思想，丹麦物理学家 发现了电流周围存在磁场；2025年春节联欢晚会中机器人舞手绢就是利用了这一原理，手中拿的手绢中心放置了一个小磁铁，而机器人手上则安装了 ，通过控制电流的通断和大小，可以控制手绢的吸附和抛掷动作。 【答案】 奥斯特 电磁铁 【详解】[1]丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场，即电流具有磁效应。 [2]电磁铁的磁性可以通过电流有无和大小来控制，所以，机器人手上安装了电磁铁，通过控制电流的通断和大小，可以控制手绢的吸附和抛掷动作。 【例题2】（2025·山西太原·模拟预测）如图是全自动洗衣机进水阀门的结构示意图，其核心元件是由线圈和铁芯构成的 ，用来控制进水阀门的通断。当线圈通电后，阀孔打开，水流进洗衣机，请你利用所学物理知识解释其中的道理 。 【答案】 电磁铁 见解析 【详解】[1]在物理学中，由线圈和铁芯组成的装置是电磁铁。 [2]当线圈通电后，电磁铁周围形成磁场 ，对衔铁产生一个向上的吸引力 ，从而使得阀孔打开，导致水流进洗衣机 。 【例题3】（2025·内蒙古呼和浩特·一模）在实践活动中，同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针，通电后对有关现象分析正确的是（　　） A．铝制的曲别针会被电磁铁吸引 B．电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少 C．改变电流方向，可改变电磁铁的磁场方向 D．减少线圈匝数，电磁铁吸引曲别针数量增加 【答案】C 【详解】A．电磁铁具有吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质，而铝不是磁性材料，所以铝制的曲别针不会被电磁铁吸引，故A错误； B．电磁铁的磁场分布与条形磁体相似，两端磁性最强，中间磁性最弱，所以电磁铁两端吸引的曲别针比中间多，故B错误； C．电磁铁的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向，电磁铁的磁场方向改变，故C正确； D．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，在电流和铁芯相同的情况下，线圈匝数越多，磁性越强，吸引曲别针的数量越多，减少线圈匝数，电磁铁磁性减弱，吸引曲别针数量减少，故D错误。 学习新课 二、电磁继电器 驱动巨大机器的电流可能有几十安、几百安。在工厂里，我们常常看到工人师傅利用按钮来控制机器，难道强大的电流就在按钮下面流过？ 不，用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的。我们能否利用电磁铁的吸引力来控制高电压、强电流电路的通断呢？ 1.电磁继电器的概念： 电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。实质是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 2. 电磁继电器的构造与工作电路 主要有电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点等组成。 （1）控制电路：电磁铁、衔铁、弹簧、低压电源、开关等. （2）受控电路：高压电源、电动机、动、静触点. 3. 电磁继电器的工作原理 闭合低压控制电路中的开关S，电流通过电磁铁的线圈产生磁性，把衔铁B吸下来，使动触点D与静触点E接触，受控的高压工作电路闭合，电动机M工作。 断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧的作用下与电磁铁分离，使触点D、E脱开，受控电路断开，电动机停止工作. 4. 电磁继电器的作用 （1）利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断，使人远离高压环境； （2）利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制； （3）在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制，如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制、空气开关自动控制等。 【例题4】（2025·湖北武汉·三模）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作温度计时，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。 (1)应选用 （填“水”“煤油”或“水银”）温度计。 (2)当温度达到 ℃时电铃响。此时电磁铁右端是 （ 填 “N”或 “S”）极 。 【答案】(1)水银 (2) 109 N 【详解】（1）水在标准大气压下的沸点是100℃，由图可知，报警温度为109℃，选用水温度计无法测量；煤油的导电性差，而水银是导体，能使电路导通，故应选用水银温度计。 （2）[1]由图可知，与电池正极相连的金属丝下端所指温度为109℃，当温度达到109℃时，水银柱上升使电路导通，电磁铁产生磁性，将衔铁向左吸，则右边电路构成通路，则电铃响。 [2]根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由题意可知，左侧电池左端是正极，电流从电磁铁左端流入，右端流出，所以电磁铁右端是N极。 【例题5】（2025·宁夏银川·三模）图示是一种闯红灯违规证据模拟记录器的工作原理图，光控开关接收到红绿灯发出的 （选填“绿光”或“红光”）时会自动闭合，若压敏电阻同时受到车的压力，其阻值变小电流变大，电磁铁的磁性增强，使衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作。当电磁铁中有电流通过时，若它的上端为N极，则“电源1”的 （选填“左”“右”）端为正极。要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，请提出一条措施 。 【答案】 红光 2 右 见解析 【详解】[1][2]当车辆闯红灯时，光控开关接收到红绿灯发出的红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁吸下，使其与触点2接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。 [3]当电磁铁中有电流通过时，若它的上端为N极，由安培定则可知电流从“电源1”的上端流入，“电源1”的右端为正极。 [4]由欧姆定律可知，要使电路中电流变大，在电压一定的情况下，可以减小电阻；因此要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小定值电阻的阻值。 板 书 设 计 第三节 电磁铁 1.电磁铁 定义：由通电螺线管和铁芯组成的磁体 磁性控制：通电有磁，断电无磁 影响因素： 电流越大磁性越强 线圈匝数越多磁性越强 优点：磁性可控制，磁极可改变 2.电磁继电器 作用：用低电压控制高电压电路 组成：电磁铁、衔铁、触点等 工作原理：电磁铁吸引衔铁接通工作电路 应用：电磁起重机、磁悬浮列车、自动控制设备 课 堂 小 结 课 后 作 业 1.完成课本P56中的1-4小题。 教 学 反 思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $