7.3 电磁铁（教学课件）物理新教材教科版九年级上册

该初中物理课件聚焦电磁铁的构造、原理、磁性强弱影响因素及电磁继电器应用，通过磁悬浮列车实例导入，以“车身如何被举起”设问连接前后知识，搭建从原理到应用的学习支架。 其亮点在于以科学思维（控制变量法、转换法）和科学探究为核心，设计探究磁性强弱实验并结合典例分析，课堂小结含思维导图梳理知识。生活应用实例（电磁起重机、磁悬浮列车）体现科学态度与责任，助力学生提升探究能力和联系实际，为教师提供结构化教学资源。

物理九年级上册 •教科版 第七章 磁与电 第3节 电磁铁 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道电磁铁是带有软铁芯的通电螺线管，利用电流的磁效应工作；理解电流大小、线圈匝数会影响电磁铁磁性强弱。 02 科学思维 能熟练运用控制变量法、转换法分析实验；根据实验现象、实验数据归纳实验结论。 03 科学探究 会设计实验方案、组装器材，通过吸引大头针数目反映磁性强弱；能处理实验现象，评估实验中出现的问题，提升动手与证据分析能力。 04 科学态度与责任 体会物理技术对生产生活的价值；养成严谨求实、尊重实验事实的科学态度，感受科技对社会发展的作用。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 电磁铁的构造、工作原理与主要特点。 2. 探究影响电磁铁磁性强弱的因素（电流大小、线圈匝数），控制变量法的应用。 3. 电磁继电器的结构、工作原理与实际应用。 1. 利用控制变量法设计、完成探究电磁铁磁性强弱的实验。 2. 知道电磁继电器的工作过程。 课堂引入 上海，浦东国际机场站到龙阳路站，磁悬浮列车风驰电掣……列车可以高速平稳地行驶，是因为列车车身与轨道之间并不接触，留有 8～10 mm 的间隙。巨大的车身是怎么被举起的呢？ 知识点1 电磁铁 知识点1：电磁铁 电磁铁：在螺线管中插入铁芯，当有电流通过时，它会产生较强的磁场。这个带铁芯的螺线管叫作电磁铁。 S 当电流通过带铁芯的螺线管时，螺线管中的铁芯就被电流的磁场磁化成了磁铁，使通电螺线管的磁性大大增强；当断开电路时，它们的磁性就立即消失了。 原理： 知识点1：电磁铁 影响电磁铁磁性强弱的因素 S 同一电磁铁，比较电流较大和较小情况下电磁铁的磁性强弱。 两个匝数不同的电磁铁，通过相同电流时，比较两个电磁铁的磁性强弱。 控制变量法： 转换法： 通过吸引大头针的数量反映电磁铁磁性的强弱。 知识点1：电磁铁 影响电磁铁磁性强弱的因素 S 实验表明：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流______,磁性______。 当电流一定时，电磁铁线圈的匝数______,磁性______。 越大 越强 越多 越强 知识点1：电磁铁 生活中的电磁铁 S 利用电磁铁发明的电报、电话，开创了现代通信技术 电磁起重机 磁悬浮列车 电磁铁是核磁共振成像 系统中最大且最重要的部件 在北京正负电子对撞机中， 使用了大量的电磁铁 【典例】1.某同学利用滑动变阻器、大头针、大铁钉等器材探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，过程如图所示： (1)该实验是通过电磁铁____________________反映电磁铁磁性强弱的。 (2)通过甲、乙两次实验，该同学发现电磁铁磁性的有无与______________有关。 (3)分析乙、丙两次实验现象可知：电磁铁磁性的强弱与______________有关。 (4)通过丁图的实验现象得出结论：通过的电流相同时，_____________________，电磁铁的磁性越强。 吸引大头针的数量 电流的通断 电流大小 电磁铁的线圈匝数越多 知识点1：电磁铁 【答案】(1)吸引大头针的数量 (2)电流的通断 (3)电流大小 (4)电磁铁的线圈匝数越多 【详解】（1）在该实验中，由于电磁铁磁性强弱无法直接观察，所以通过观察电磁铁吸引大头针的数量来反映，这运用了转换法，吸引大头针的数量越多，磁性越强。 （2）甲图中开关断开，电路无电流，电磁铁无磁性，不吸引大头针；乙图中开关闭合，电路有电流，电磁铁有磁性，吸引大头针，所以通过甲、乙两次实验可知，电磁铁磁性的有无与电流的通断有关。 （3）乙、丙两次实验中，电磁铁的匝数相同，丙图中滑动变阻器接入电路的阻值较小，电路中电流较大，丙中电磁铁吸引大头针的数量较多，磁性较强，所以分析乙、丙两次实验现象可知：电磁铁磁性的强弱与电流大小有关。 （4）丁图中两个电磁铁串联，通过它们的电流相同，线圈匝数多的电磁铁吸引大头针的数量多，磁性强，所以得出结论：当电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 知识点1：电磁铁 知识点2 认识电磁继电器 知识点2：认识电磁继电器 继电器：继电器是利用一个回路中的电流控制另一个回路通断的装置。 电磁铁 衔铁 控制电路 工作电路 常见电磁继电器的结构和电路 知识点2：认识电磁继电器 电磁铁 衔铁 控制电路 工作电路 接通控制电路，即A、B之间接通电流，电磁铁有了磁性，吸引衔铁，D、E 接通，使工作电路工作。 断开控制电路，电磁铁失去磁性，释放衔铁，使工作电路断开。 知识点2：认识电磁继电器 电磁继电器是一种常用的电子控制开关，在条件满足的情况下关闭或开启，它可以避免工作人员直接操纵含有高电压、强电流的工作电路，从而确保操作安全。 知识点2：认识电磁继电器 生活中常见的电磁继电器 分析如何工作？ 【典例】1.如图所示是一种江河水位自动报警器的原理图，下列说法中正确的是（　　） A．当水位未到达金属块A时，红灯亮 B．当水位未到达金属块A时，衔铁被吸引 C．当水位到达金属块A时，绿灯亮 D．当水位到达金属块A时，红灯亮 【详解】AB．当水位没有达到A时，电路断开，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮，故AB错误； CD．当水位到达A时电路接通，电磁继电器有磁性，衔铁会在电磁力作用下吸下，红灯与电源接通，红灯亮，故C错误，D正确。 故选D。 D 知识点2：认识电磁继电器 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1.下面四幅图中，其工作原理不涉及电磁铁应用的是（　　） A 【详解】A．指南针应用了磁铁可以指示南北的性质，与电磁铁无关，故A符合题意； B．电铃中，有铁芯的通电螺线管组成了电磁铁，通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸下来，使小锤敲击铃碗发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了，故B不符合题意； C．磁悬浮列车利用的是磁极间的相互作用规律，列车通电后，具有磁性，用到了电磁铁，故C不符合题意； D．电磁铁是根据通电导体周围存在磁场的原理制成的，电磁铁断电时，就会无磁性，就不再吸引钢铁，电磁起重机工作时能够吸引钢铁类物质，故D不符合题意。 故选A。 A. B. C. D. 指南针 电铃 磁悬浮列车 电磁起重机 课堂练习 探究新知 2. 如图所示，在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁A、B进行实验。下列说法正确的是（　　） A．通过观察电磁铁吸引大头针的个数判断它的磁性强弱，这是运用了等效替代法 B．滑片P向左滑动，电磁铁的磁性减弱 C．电磁铁A、B的上端均为N极 D．该实验不能探究电磁铁磁性的强弱与电流强弱的关系 C 课堂练习 探究新知 【详解】A．实验中可以通过观察电磁铁能吸引大头针的个数判断它的磁性强弱，这是运用了转换法，故A错误； B．滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，故B错误； C．右手握住螺线管，四指指向电流环绕方向，大拇指指向N极。根据A、B绕线方向及电流流向，大拇指均指向螺线管上端，因此A、B上端均为N极，故C正确； D．移动滑动变阻器的滑片，针对一个电磁铁可以改变电流的大小，该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与电流的关系，故D错误。 故选C。 课堂练习 探究新知 3. “创新”小组的成员设计了一款智能防盗窗，其电路原理图如图所示。平时防盗窗的防盗锁（电路中用M来表示）锁死，当火灾发生时，防盗锁自动打开，防盗窗开启，方便室内人员逃生和消防人员施救。对此，下列说法正确的是（   ） A．没有火灾时，控制电路开关应处于断开状态 B．没有火灾时，工作电路开关应处于断开状态 C．火灾发生时，指示灯亮，报警器响，防盗锁打开 D．火灾发生时，指示灯不亮，报警器响，防盗锁打开 D 课堂练习 探究新知 【详解】A．没有火灾时，为了让热敏电阻能随时检测温度变化，控制电路的开关应处于闭合状态，使电路处于工作准备状态，故A错误； B．没有火灾时，为了让指示灯发光以表示防盗窗工作正常，工作电路的开关应处于闭合状态，故B错误； CD．火灾发生时，温度升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁向下运动。衔铁与下方触点接通，与上方触点断开。此时，指示灯所在电路断开，指示灯不亮；报警器和防盗锁（电动机M）所在的电路接通，报警器响，防盗锁打开，故C错误；D正确。 故选D。 课堂练习 探究新知 4.如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管两端分别封入一段金属丝，电源的两极分别和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法中正确的是（　　） A．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高 B．电铃工作时，电磁铁a端为N极 C．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 D．温度升高到80℃时，电铃报警 C 课堂练习 探究新知 【详解】A．若将温度计上端的金属丝向下调整，金属丝所处的温度值会变小，则报警温度将降低，故A错误； B．当电铃工作时，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，由安培定则可知，电磁铁的a端为S极，故B错误； C．电磁铁的核心部件是通电螺线管，其工作原理是电流的磁效应，故C正确； D．由图可知，温度计的分度值为2℃，金属丝与温度计74℃刻度线对齐，所以温度升高到74℃时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号。不是温度升高到80℃时，电铃才报警，故D错误。 故选C。 课堂练习 探究新知 5.如图所示，当变阻器的滑片P缓慢向左移动时，则（     ） A．悬挂磁铁的弹簧伸长 B．悬挂磁铁的弹簧缩短 C．悬挂磁铁的弹簧长度不变 D．悬挂磁铁的弹簧可能伸长，也可能缩短 A 【详解】由图可知，滑片P向左移动，变阻器接入电路电阻 R 变大，电源电压 U 不变，由 可知电路电流 I 变小，电磁铁磁性减弱。根据安培定则可知，电磁铁上端为N极，与悬挂磁铁N极相互排斥，排斥力减弱，弹簧拉力 F=G−F排斥 变大，弹簧伸长，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.16.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.2.25 Lavf59.16.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.2.24 $