20.3 电磁铁 电磁继电器 教学设计 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

第3节 电磁铁 电磁继电器 教学设计（第1课时） 课题 电磁铁 电磁继电器 课时 第1课时 授课类型 新授课 授课教师 授课时间 教材 分析 本节是第二十章第3节（1课时）。教材由"通电螺线管这样的磁体与永磁体相比有哪些优点"的问题引入；建立电磁铁的概念——把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时它会有较强的磁性；通过"制作简易的电磁起重机"的实践活动，探究并归纳电磁铁磁性强弱的影响因素——匝数一定时通入的电流越大磁性越强，电流一定时外形相同的螺线管匝数越多磁性越强；总结电磁铁的优点（磁性的有无可由通断电来控制，强弱可由电流大小来控制，磁极可通过改变电流方向来改变），结合电磁起重机、磁悬浮列车等实例认识应用；重点学习电磁继电器的结构（电磁铁、衔铁、弹簧、触点）和工作原理——由低压控制电路控制高压工作电路，实现安全、方便地操纵大型机械。 本节是"电生磁"走向技术应用的关键一节，体现了"从物理走向社会"的课程理念。课标对应2.4.3"了解电磁铁在生产生活中的应用"。 电磁铁磁性强弱的影响因素、电磁继电器的工作原理是本课时的重点；电磁继电器"低压控制电路控制高压工作电路"过程的分析是本课时的难点。 学情 分析 1. 知识储备分析：学生已掌握电流的磁效应、通电螺线管的极性与安培定则，会用滑动变阻器改变电流大小（第十七章），具备分析电磁铁磁性强弱影响因素的知识与技能基础。（依据本章前两节教学进程推断） 2. 思维能力分析：电磁继电器结构复杂、动作过程动态变化，学生难以在头脑中建立"电磁铁吸合衔铁→触点接通→工作电路动作"的动态图景，需要借助模型演示与动画分解。（常见情形，待你确认） 3. 学习态度分析：对"自制电磁起重机吊起曲别针"的实践活动兴趣浓厚，比比谁吊得多能形成你追我赶的课堂氛围；对磁悬浮列车等高科技应用充满好奇。 核心素养 教学目标 物理观念：知道电磁铁的构造和特点；通过实验了解电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系；知道电磁铁的优点（磁性有无可控、强弱可控、磁极可变）及电磁起重机、磁悬浮列车等应用；了解电磁继电器的结构和工作原理。 科学思维：运用控制变量法探究电磁铁磁性强弱的影响因素；经历"提出问题—猜想—实验验证—归纳结论"的过程；分析电磁继电器控制电路与工作电路的联动关系，发展对复杂装置的拆解分析能力。 科学探究：完成"制作简易的电磁起重机"实践活动：用大铁钉绕制电磁铁，串联滑动变阻器改变电流、改变线圈匝数，通过吸引曲别针的数目比较磁性强弱并归纳结论。 科学态度与责任：由磁悬浮列车、全自动洗衣机阀门等实例体会电磁铁技术的应用价值；由工人通过按钮安全操纵大型机械体会电磁继电器对安全生产的意义；在制作活动中养成改进装置、精益求精的工程态度。 教学重点 1. 电磁铁的构造、磁性强弱的影响因素及优点； 2. 电磁继电器的结构和工作原理。 教学难点 1. 电磁继电器低压控制电路与高压工作电路联动过程的分析（常见难点，待你确认）； 2. 探究活动中控制变量思想的落实（电流与匝数两个因素的分别控制）。 教学方法 实践活动法、演示讲授法、问题驱动法 学习方法 分组实验法、观察分析法、讨论交流法 教学准备 教师：多媒体课件（含教材图20.3-1～图20.3-6）；演示器材——电磁继电器模型（挂图）、大铁钉、长导线、电源、滑动变阻器、开关、曲别针若干。 学生：分组器材——大铁钉、漆包线或细导线、电源、滑动变阻器、开关、曲别针（每组一套）。 教学过程 二次备课 导入新课（5分钟） 【演示设疑】（教材图20.3-1）出示电磁起重机工作图片：大型电磁起重机一次可以吊起几吨钢材，通电吸起、断电放下。 （教材截图：图20.3-1 电磁起重机） 【提出问题】螺线管通电后也会成为一个磁体，这样的磁体与永磁体相比有哪些优点？这些优点在实际中有哪些应用？ 【设计意图】以震撼的工程应用场景激趣设疑，从"电磁体与永磁体对比"的角度提出本节核心问题。 新课讲授（28分钟） 一、电磁铁及其磁性强弱（10分钟） 【教师讲解】把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性。我们把这种磁体叫作电磁铁。铁芯被磁化后磁性大大增强。 【实践活动】（教材"想想做做·制作简易的电磁起重机"，出示图20.3-2）把一根较长的导线绕在一枚大铁钉上制成电磁铁，把电源、电磁铁及滑动变阻器串联起来，闭合开关，观察"起重机"吊起了多少曲别针。 （教材截图：图20.3-2 自制的电磁铁） 【问题引导】①电磁铁只有通有电流时才有磁性，那么电流的大小会影响磁性强弱吗？怎样改变电流大小？②线圈匝数可能影响磁性强弱吗？外形相同的线圈，磁性强弱跟匝数有怎样的关系？ 【改进探究】移动滑动变阻器滑片改变电流大小，观察吸引曲别针数目的变化；换用匝数不同的线圈再试。归纳：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强。 二、电磁铁的优点与应用（4分钟） 【归纳优点】电磁铁磁性的有无可由通断电来控制，磁性的强弱可由电流的大小来控制，它的磁极可以通过改变电流方向来改变。 【实例分析】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，卫生间感应式冲水器的阀门，都由电磁铁控制。磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁，它使列车悬浮在轨道上，避免了车轮与轨道的摩擦，突破了以往列车的速度极限。 三、电磁继电器（14分钟） 【提出问题】驱动巨大机器的电流可能有几十安、几百安，用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的。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？ 【结构认知】（出示图20.3-6）电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成，工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。 （教材截图：图20.3-6 电磁继电器的构造） 【原理分析】当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流通过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作。工人师傅所按的按钮只控制电磁铁电流的通断，高电压、强电流电路的通断则由B、C触点控制——这样人们就可以安全、方便地操纵大型机械了。 【动态演示】用继电器模型（或动画）演示"通电→吸合→工作电路接通；断电→弹簧复位→工作电路断开"的完整过程，请学生用自己的话完整复述。 【设计意图】以实践活动为载体运用控制变量法探究磁性强弱因素；把继电器拆解为"控制—工作"两个回路逐层分析，用模型演示突破动态过程难点。 课堂小结（4分钟） 【师生共同梳理】①电磁铁＝通电螺线管＋铁芯；②磁性强弱：匝数一定时电流越大越强，电流一定时匝数越多越强；③优点——磁性有无可控、强弱可控、磁极可变；④电磁继电器＝电磁铁＋衔铁＋弹簧＋触点，用低压控制电路控制高压工作电路，安全方便地操纵大型机械。 课堂练习 课堂练习（8分钟） 1.（课本"练习与应用"第1题）用相同的细导线和铁钉绕制成两个电磁铁A、B探究影响磁性强弱的因素：（1）闭合开关，把滑动变阻器的滑片逐渐向右移动，能观察到什么现象？说明了什么？（2）无论滑片移到哪个位置，电磁铁B总比A吸附更多大头针，说明什么？（答案要点：（1）电流减小，吸引的大头针变少——匝数一定时电流越小磁性越弱；（2）B匝数多，电流相同时吸得多——电流一定时匝数越多磁性越强。） 板书设计 第3节 电磁铁 电磁继电器 一、电磁铁＝螺线管＋铁芯 二、磁性强弱：电流越大越强；匝数越多越强 三、优点：有无可控、强弱可控、磁极可变（电磁起重机、磁悬浮列车） 四、电磁继电器：低压控制电路→电磁铁→衔铁→触点→高压工作电路 作业设计 作业设计 1.（课本第2题）说明图20.3-8水位自动报警器的工作原理（水位没有到达金属块A时绿灯亮，到达A时红灯亮；注意一般的水都能导电）。 2.（课本第3题）弄懂直流电铃的原理后，在图20.3-6所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使衔铁能上下振动。 3.（课本第4题）巨磁电阻（GMR）效应荣获2007年诺贝尔物理学奖。图20.3-10中闭合开关S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？（提示：电磁铁磁性增强→GMR电阻急剧减小→指示灯变亮。） 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $