3.2电流的磁场（第3课时） 教学设计-2025-2026学年浙教版八年级科学下册

该初中科学教学设计聚焦电磁继电器的结构与工作原理、信息的磁记录，通过空调自动启停等生活实例导入，复习电磁铁磁场强弱影响因素搭建支架，衔接新知识学习。 特色在于实验探究与生活应用结合，通过观察继电器结构、动手接线实验（如控制小灯泡亮灭）培养探究实践能力，视频辅助理解工作原理构建科学模型，助力学生提升应用意识，为教师提供清晰教学流程与实例。

第2节 电流的磁场（第3课时）教学设计 ——电磁继电器、信息的磁记录 【核心概念】物质的运动与相互作用 【内容要求】 1.学习内容：电磁相互作用 2.内容要求：认识通电导体周围存在磁场，利用通电螺线管周围磁场强弱的影响因素来解决实际问题。 【教学目标】 1.认识电磁继电器的结构，理解电磁继电器是电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。 2.会描述使用电磁继电器控制电路的工作过程。 3.尝试创造性地使用电磁继电器工作原理设计工作原理图。 4.了解生活中信息的磁记录。 【教学思路】 复习影响电磁铁磁场强弱的因素，引入如何利用电磁铁的特点来解决实际生活问题——电磁继电器。通过认识电磁继电器的结构，理解电磁继电器是电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。学习使用电磁继电器控制电路的工作过程，并尝试创造性地使用电磁继电器工作原理设计工作原理图。最后结合实际生活了解信息的磁记录。电磁继电器的工作原理本节课的教学难点，在教学过程中需要借助于模型、动画以及现代教学技术来进行突破。 【教学过程】 【引入】空调、冰箱等电器设备，当温度达到一定值时，为什么会自动启停制冷？光控路灯为什么在天黑时自动开灯，天亮自动熄灭？ 【复习】影响电磁铁磁场强弱的因素有哪些？在生产生活中，利用电磁铁的特性设计制造了一种自动控制电路的工作开关——电磁继电器。 【学习主题】电磁继电器的结构及其工作原理 一、电磁继电器的结构及作用 【探索活动】阅读图3.2-9使用电磁继电器控制电路。 1.说说电磁继电器的结构。 电磁继电器主要由电磁铁A、衔铁B、弹簧C、动触点D四个部分组成。 2.结合图示说说电磁继电器的作用。 电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的一种自动开关。利用电磁继电器，可以实现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。其电路由低压控制电路与高压工作电路两部分组成。 【视频】使用电磁继电器控制电路的工作过程或借助于模型。 【思考与讨论】请向同组同学说明这个电路是如何控制电动机运行的，绿灯亮或红灯亮分别表示电动机处于什么状态？ 二、电磁继电器的工作原理 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。 【交流活动】小组合作，同学互评，说说电磁继电器的结构和工作原理。 交流要点：控制电路与工作电路的电路元件、电流流向，杠杆原理的运用，分清动触点与静触点，控制电路如何控制工作电路的工作过程…… 【探究实践】 1.观察电磁继电器。对照继电器的说明书，认识继电器上的接线柱位置，并思考说明书上写着的电流和电压表示什么意思。 2.把电磁继电器上的线圈与电源、开关相连，组成控制电路。观察通电和断电时电磁继电器的工作情况。注意观察通电时哪两个触点相连，断电时哪两个触点相连。 3.利用另外一个电源和小灯泡组成工作电路，通过电磁继电器来控制小灯泡的亮与灭。 查阅Ai相关资料，结果如下： 一、产品基本信息 1.名称：演示电磁继电器（初中物理标准实验器材） 2.型号：J24014 3.用途：直观展示电磁继电器结构、工作原理，演示低压弱电流控制高压强电流、电路隔离自动通断，是电磁铁应用典型教具。 二、结构与接线柱分区 1.内部核心结构 （1）线圈（电磁铁）：中间绕漆包线的圆柱形骨架，通电产生磁性 （2）衔铁（金属杠杆）：线圈上方可摆动金属支架，受磁力吸附动作 （3）触点系统：左侧、右侧两组金属接触弹片，构成常开 / 常闭触点 （4）黑色底座：绝缘固定基座，4 个接线柱分为控制回路、工作回路 2.四个接线柱定义（俯视） 左侧两个接线柱：线圈控制端 接低压电源（常用 3V/6V 直流电源），构成控制电路，控制电磁铁得失磁。 右侧两个接线柱：触点工作端 外接电源、灯泡 / 电铃等用电器，构成受控工作电路。 三、工作原理 线圈断电（常态） 电磁铁无磁性，衔铁保持抬起，常闭触点闭合、常开触点断开，工作电路通断由初始触点状态决定。 线圈通电（吸合动作） 线圈通电产生磁场，向下吸动衔铁，触点切换：常闭断开、常开闭合，工作电路状态翻转。 线圈断电（复位） 磁场消失，衔铁依靠自身弹力回弹，触点恢复初始状态，电路复原。 四、两种经典实验接线方案 方案 1：通电后用电器接通（常开模式，最常用） 控制电路：电源、开关串联接左侧线圈两个接线柱 工作电路：电源 + 小灯泡串联接右侧常开触点两个接线柱 现象：闭合控制开关→线圈得电吸合→灯泡点亮；断开开关→灯泡熄灭 方案 2：通电后用电器断开（常闭模式） 控制电路同上接左侧线圈，工作电路接右侧常闭触点 现象：控制开关断开→灯泡常亮；闭合控制开关→衔铁吸合，灯泡熄灭 五、核心作用总结 1.弱电控强电：用小电压小电流回路，间接控制大电压大功率负载，保护控制开关。 2.电路电气隔离：控制回路、工作回路互不连通，高低压分离更安全。 3.自动控制：搭配温控、光控、延时开关，实现自动启停、远程控制。 六、使用注意事项 ⚠️ 1.线圈只能接低压直流电源（3~6V），严禁直接接 220V 市电，会瞬间烧毁漆包线。 2.接线前确认电源正负极，避免长时间过压通电。 3.触点不能接入过大电流，仅适配小灯泡、小电铃等小功率负载。 4.实验结束及时断开所有电源，整理导线。 七、常见故障排查 1.线圈通电衔铁不动作：控制回路断路、电源电压过低、线圈内部断线 2.衔铁动作但用电器不工作：工作回路接线松动、触点氧化接触不良 3.触点粘连无法回弹：工作电流过大，电弧烧蚀触点 4.水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。按以下要求连接图3.2-11所示的水位自动报警器电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；当水位到达安全位置上限时，红灯亮。 连接结果如右下图： 5.如图3.2-12所示，电磁门锁已广泛应用于日常生活。打开电磁锁的门往往要用刷卡的方式，根据你现有的知识，说明电磁门锁的工作原理，并简要画出原理图。 电磁门锁主要由电磁铁和锁体两部分组成。当刷卡通电时，电磁铁有磁性，吸引铁质插销，门打开。反之，当电磁铁断电时，锁体即可自由合上。 【思考与讨论】 图3.2-13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？ 闭合开关，电流通过电磁铁，电磁铁有磁性，吸引衔铁B，使铁锤打击铁铃而发声，同时电路断开，电磁铁失去磁性，由于弹性片的弹性，使电路又重新闭合。上述过程循环重复，电铃持续发生声音。 【科学拓展】 磁悬浮列车 磁悬浮列车是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，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。 视频：存储卡 U 盘 三、信息的磁记录 【引入】如图是大家熟悉的U盘，你知道它的工作原理吗？ 1.磁化材料 铁棒被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁材料。而钢棒被磁化后，磁性能够长久保持，称为硬磁材料。硬磁材料除用来制成永磁体，也可以用来记录信息。 2.磁记录 磁记录就是利用硬磁材料存储信息的技术。计算机上所用的机械硬盘、磁带式录音机所用的磁带等都是利用硬磁材料来存储信息的。 3.机械硬盘的构造及工作原理 （1）构造 机械硬盘主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的由硬磁材料制成的小颗粒（磁粉），读写磁头实际上就是一块电磁铁。 （2）工作原理 在机械硬盘上存入数据的过程中，首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为大小和方向都变化的电流，电流通过读写磁头产生大小和方向都变化的磁场，然后利用这个磁场使盘片上的小颗粒被不同程度地磁化，于是有关磁性变化的信息就记录在盘片上。当需要读取机械磁盘上的信息时，只要将记录信息的盘片通过读写磁头转变成大小和方向变化的电流，再通过计算机等装置将变化的电流转变成声音、图像、数字等信息，从而再现被记录的信息。 （3）优点：机械硬盘能够长久保存大量的信息。磁记录技术给人们的工作和生活带来了很大方便。 【科学阅读】 电话 电话机主要由送话器和受话器组成，它们之间用一对电话线相连。送话器相当于话筒；受话器又叫听筒，相当于扬声器。人们对着送话器说话时，送话器会把声音信号转化成强弱变化的话音电流，话音电流沿着导线流入对方的受话器，受话器又把话音电流转化成声音。 受话器里有一块电磁铁，当传入受话器的电流流过电磁铁的线圈时，电磁铁能够吸引前面放着的一块薄铁片。由于话音电流是变化的，电磁铁对薄铁片的吸引力也随之发生变化，从而使薄铁片振动规律与话音电流的变化一致，发出话音电流对应的声音，这样就可以听到对方讲话。 随着科学技术的发展，电话的形态和功能也越来越丰富，例如移动电话（手机）作为网络终端，可以完成声音、视频、网页等信息的传输。 【课堂总结】 1.说说电磁继电器有哪些构成？ 2.举例说出电磁继电器的工作过程。 【随堂例题】 例1．某款儿童防走丢手环内部电路如图所示，电源电压U1＝3V，磁敏电阻RM的阻值随孩子与家长的距离增大而减小。当控制电路中的电流≥20mA时，衔铁吸合，电铃工作，实现报警，若需更近距离实现报警，下列做法可行的是（　　） A．适当增大控制电路电源电压U1 B．适当增大滑动变阻器R的阻值 C．适当减少电磁铁线圈的匝数 D．适当增大电磁铁与衔铁的距离 【答案】A 【解析】A、磁敏电阻RM的阻值随孩子与家长的距离增大而减小，距离越近磁敏电阻的阻值越大，其它因素不变时，电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱；要使衔铁吸合，电铃工作，需要保持电磁铁的吸引力不变，电路中电流不变，因此可以适当增大控制电路电源电压U1，故A符合题意B、增大滑动变阻器R的阻值，电路中电流会变小，故B不符合题意；CD、减少电磁铁线圈的匝数、增大电磁铁与衔铁的距离时，电磁铁的磁性会变弱，故CD不符合题意。 例2．如图所示的电路是利用光敏电阻特性设计的电路，能够实现夜晚变暗时路灯自动亮起，白天变亮时路灯自动熄灭。下列有关说法正确的是（　　） A．当控制电路断开时，电磁铁仍有磁性 B．光敏电阻阻值随光照强度的增强而增大 C．为了让路灯更早亮起，可将滑片适当向右移 D．工作电路A端应与家庭电路的零线相连 【答案】C 【解析】A．当控制电路断开时，电路中没有电流通过，则电磁铁没有磁性，故A错误；B．白天变亮时路灯自动熄灭，由图可知衔铁被吸下，电磁铁磁性强，控制电路中电流大，由欧姆定律可知电路总电阻变小，即光敏电阻在光照强度较大时电阻小，说明光敏电阻阻值随光照强度的增强而减小，故B错误；C．由于光敏电阻的阻值随着光照强度的增强而减小，所以更早亮，即电阻更小时亮，又由于断开衔铁的电阻一定，则电路中的电阻也一定，光敏电阻变小了，则滑动变阻器的阻值要变大，即向右移动，故C正确；D．由电路结构可知，为了用电安全，在衔铁被吸下时应断开电源，使灯泡处没有电，所以工作电路A端应与家庭电路的火线相连，故D错误。 例3．如图是一种江河水位自动报警的原理图。当水位低于A点时，工作电路绿灯工作。到达A点时，衔铁被吸下，工作电路红灯和电铃开始工作。某次水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引。下列做法中合理的是（　　） A．更换弹性更好的弹簧 B．减少电磁铁线圈的匝数 C．增加工作电路的电源电压 D．增加控制电路的电源电压 【答案】D 【解析】 A、更换弹性更好的弹簧，则需要更大的电磁铁磁性，故A做法不合理； B、减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁磁会减小，故B做法不合理； C、增加工作电路的电源电压不影响控制电路，故C做法不合理； D、增加控制电路的电源电压，能增大电磁铁的磁性，故D做法合理； 【板书设计】 第2节 电流的磁场（第3课时） ——电磁继电器、信息的磁记录 磁悬浮列车 电磁铁的应用 电话 电磁继电器 信息的磁记录 结构 工作过程 【布置作业】 1.完成作业本上相应内容 学科网（北京）股份有限公司 $