14.4 电磁铁及其应用 教学设计-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦电磁铁的工作原理、磁性强弱影响因素及电磁继电器、电磁阀的应用。通过机械加工车间铁屑搬运问题导入，衔接通电螺线管知识，以问题链引导学生从探究铁芯作用到磁性强弱因素，构建知识支架。 特色在于以生活实例驱动探究，通过“问题-讨论-总结”模式落实科学探究，如磁性强弱实验中观察大头针数量培养证据意识。电磁继电器结构分析提升科学思维，联系生活应用强化物理观念，助力学生兴趣培养和教师教学实施。

第十四章 电与磁 第四节 电磁铁及其应用 1 学科网（北京）股份有限公司 1.物理观念 （1）知道什么是电磁铁及其工作原理。 （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。 （4）知道电磁继电器的构造和工作原理。 （5）知道电磁阀的构造及其控制车门的工作原理。 2.科学思维 （1）通过对实验的猜想、观察、分析，提高学生分析、归纳的能力。 （2）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。 3.科学探究 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。 4.科学态度与责任 通过实验探究，激发学生对物理实验的探究兴趣，培养学生热爱科学的情感和乐于探索的精神。 【重点】影响电磁铁磁性强弱的因素。 【难点】电磁继电器的工作原理及其应用。 一、新课导入 课件展示图片，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、新知探究 （一）电磁铁 [提出问题]磁体能够吸引大头针，那么还有其他能吸引大头针的物体吗? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：通电螺线管的周围存在磁场，也可以吸引大头针。 [提出问题]如果要使通电螺线管的磁性增强，可以采用什么办法呢? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：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。 [提出问题]为什么插入铁棒后，磁性会增强呢? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：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，又有磁体产生的磁场，因而磁性大大增强了。 [提出问题]将漆包线绕在一根软铁棒上制成线圈，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? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：插入软铁棒的螺线管，当有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。 [师生总结]插入了软铁棒的通电螺线管叫电磁铁。这根软铁棒称为电磁铁的铁芯，螺线管称为电磁铁的线圈。当线圈中通入电流时，电磁铁就会产生相当强的磁性;切断电流，磁性就消失。 [提出问题]怎样判断电磁铁磁性的呢? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：能够吸引大头针说明电磁铁有磁性，吸引大头针的个数越多说明电磁铁的磁性越强。 [提出问题]影响电磁铁磁性的因素是什么? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：电磁铁线圈匝数一定时，增大通过电磁铁的电流:电流一定时，增加电磁铁线圈的匝数。 [提出问题]将电磁铁与滑动变阻器串联到电路中，移动滑动变阻器，观察吸引大头针的个数，据此判断电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关吗? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：滑动变阻器接入电路的阻值越小，电磁铁吸引大头针的个数越多。 [师生总结]通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 [提出问题]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? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：增加线圈匝数，由于磁场的叠加，电磁铁的磁性增强。 [师生总结]当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。 [教师补充]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。 [提出问题]你能改变电磁铁的磁极吗?采用什么方法最简单呢? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：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，从而改变电磁铁的磁极。 [教师补充]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。 [提出问题]你知道电磁铁有哪些用途? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：电磁铁在生产和生活中得到了广泛的应用，课前提到的铁屑搬运就是利用电磁起重机(应用电磁铁工作)来完成的，除此之外，电磁选矿机、电磁继电器、电铃等都是应用电磁铁来工作的。 （二）电磁继电器 [提出问题]观察P159“图14.4-4”，你知道电磁继电器是由哪些部分组成的吗? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：电磁继电器一般由弹簧片、电磁铁、衔铁、触点等组成。是一种电磁继电器的内部结构。用细的漆包线绕成线圈套在软铁芯上，组成电磁铁。铁芯固定在弯成直角形的软铁支架的右端，用软铁制成的衔铁安装在支架的左端。衔铁和金属推杆是一个整体，它们能以O为轴做小范围的转动。在绝缘物(图中灰色的部分)上装有金属弹簧片，弹簧片的右端与推杆相连。弹簧片和两个金属片的右端都装有合金触点。 [提出问题]电磁继电器是怎样工作的? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：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。 [提出问题]电磁继电器如何才能实现自动控制呢?[学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：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。 [师生总结]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” （三）电磁阀 阅读课本P161“电磁阀控制车门” [提出问题]如P161“图14.4-8”，是电磁阀进行控制车门的工作原理图，你知道电磁阀是由哪些部分组成的吗? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：电磁阀由阀体、滑阀、两块衔铁、两个电磁线圈组成。阀体是空心的，有4根管路，其中进气管连接储气筒(图中未画出)，排气管与大气相通，另两根则与汽缸相连接。汽缸中有活塞，通过推杆与使车门转动的曲柄(图中未画出)连接。 [提出问题]电磁阀是如何控制车门的? [学生讨论]小组之间交流讨论。得出结论：当司机要打开车门时，将电开关S接通触点1，使图中右侧的线圈通电，就把右侧的衔铁吸入线圈中，则横杆将阀体中的滑阀推到左端，此时滑阀下面的空间就与左端管路连通。进气管是接到储气筒(图中未画出)上的，于是储气简中储存的压缩空气就进入汽缸左部，推动活塞向右运动，使车门打开。同时汽缸中右部的气体会通过管路和阀体中其余的空间由排气管排出到大气中。 [教师补充]全自动洗衣机的进水、排水阀门，卫生间感应冲水器的阀门，也都是利用类似的电磁阀来控制的。 三、课堂小结 四、课堂训练 1.某同学在做“探究电磁铁特性”的实验中，使用了两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中不正确的是（　C　） A．要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向左滑动 B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C．电磁铁b线圈匝数较多，所以通过b的电流较小 D．若将两电磁铁上部靠近，会相互排斥 2．倩倩同学在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”时，采用图1、图2、图3实验装置。线圈a的匝数是50匝，线圈b是80匝，调节滑动变阻器的滑片的位置，实验现象如图所示。重复了多次实验都有类似的现象。 （1）实验中倩倩是通过电磁铁 吸引大头针数量 来判定其磁性强弱的。 （2）分析图1、图2的实验现象， 线圈匝数 相同时， 电流 越大磁性越强。 （3）分析图 3 的实验现象，电流相同时， 线圈匝数 越多磁性越强。 （4）综合以上实验分析可以得出结论：影响电磁铁磁性强弱的因数有 电流大小 、 线圈匝数 。 3.关于温度报警装置说法错误是（ D ） A．温度达到温度计金属丝温度时电磁铁有磁性 B．温度达到温度计金属丝温度时，电铃发声报警 C．温度没有达到温度计金属丝温度时，电铃不发声 D．温度报警器在任何温度下都报警 4.如图是自动水位显示器的示意图，分析其工作原理。 答：当水位达到最大安全值时，接通导线AB，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯接通，红灯就亮起来，发出报警信号。水位没有到达金属块A时,电磁铁不通电，无磁性，绿灯亮，显示水位正常。 五、布置作业 完成对应练习。 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。 $