16.4 电磁继电器与自动控制（教学课件）物理新教材沪粤版九年级下册

物理九年级下册 •沪粤版 第十六章 磁场 电磁铁 第4节 电磁继电器与自动控制 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道电磁继电器的结构与工作原理，明确其用弱电流、低电压控制强电流、高电压的功能特点。 02 科学思维 能拆分区分控制电路与工作电路，梳理电磁继电器的动作逻辑，体会物理建模思想。 03 科学探究 经历观察电磁继电器结构、动手连接控制与工作电路的实验，观察触点状态转换、用电器工作变化，提升动手与归纳能力。 04 科学态度与责任 建立高压操作的安全意识，了解电磁继电器在高危场景的应用价值，体会物理知识服务生产生活的意义。 教学重难点 教学难点 教学重点 电磁继电器的结构、工作原理及其应用。 1. 分析电磁继电器的工作过程，理解控制电路对工作电路的控制逻辑； 2. 设计简单的自动控制电路。 课堂引入 思考： （1）为什么工人用手直接操作的开关，却能控制高电压、大电流的机器？ （2）人直接接触高电压电路会有什么危险？有没有办法“隔空”控制？ 知识点1 电磁继电器的构造与工作原理 知识点1：电磁继电器的构造与工作原理 电磁继电器的结构 电磁铁：核心部件，通电产生磁性，断电磁性消失。 衔铁：被电磁铁吸引的铁片，带动触点动作。 弹簧：当电磁铁失去磁性时，将衔铁拉回原位。 触点：分为静触点和动触点，相当于开关的接触点，控制工作电路的通断。 电磁继电器实质上是一个由电磁铁控制的开关 典例分析 例1 如图所示为一种温度报警器的原理图，R1为热敏电阻，其温度升高时电阻变小。当温度升高时，通过电磁铁的电流________，电磁铁的磁性增强，当衔铁被吸下时________灯亮，发出报警信号。 知识点2 电磁继电器与自动控制 知识点2：电磁继电器与自动控制 连接如下电路： 控制电路：低压电源、开关、电磁铁线圈串联。 工作电路：高压电源、小灯泡、触点串联。 【操作步骤】 （1）断开控制电路开关，观察衔铁位置和小灯泡状态。 （2）闭合控制电路开关，观察衔铁动作和小灯泡状态。 （3）再次断开开关，观察复位情况。 知识点2：电磁继电器与自动控制 现象记录】 开关断开：电磁铁无磁性，弹簧拉起衔铁，动触点与静触点分离，工作电路断路，绿灯亮。 开关闭合：电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运动，动触点与静触点接触，工作电路通路，红灯亮。 【核心结论】 电磁继电器利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断。实现了远距离操纵和自动控制。 知识点2：电磁继电器与自动控制 电磁继电器的应用 ①温度自动控制——恒温箱 【情境引入】 孵化小鸡需要恒定的温度，如何设计一个电路，当温度低于设定值时加热，高于设定值时停止加热？ 【原理分析】 当温度升高 → 热敏电阻阻值变化 → 控制电路断开 → 电磁铁失去磁性 → 衔铁被弹簧拉起 → 加热电路接通。 当温度降低 → 恢复原状 → 控制电路接通 → 电磁铁吸引衔铁 → 加热电路断开。 知识点2：电磁继电器与自动控制 电磁继电器的应用 ②水位自动控制——水位报警器 【提出问题】 水库水位过高时需要报警，如何设计？ 【工作过程】 水位未到达A：控制电路断路，电磁铁无磁性，触点断开，绿灯亮。 水位到达A：水将A、B连通，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，触点闭合，红灯亮。 典例分析 例2 如图所示是电梯自动控制系统电路图，地板装的R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当有人站上电梯时，控制电路中的电流____________（选填“变大”、“不变”或“变小”），电磁铁的上端为____________（选填“N极”或“S极”），此时电梯的电动机M____________。（选填“快行”或“慢行”） 课堂小结 课堂小结 一、电磁继电器 构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点。 实质：由电磁铁控制的开关。 原理： 通电 → 有磁性 → 吸衔铁 → 触点动作 断电 → 无磁性 → 弹簧拉 → 触点复位 优点： 低电压、弱电流 控制 高电压、强电流 ；远距离操纵 ；自动控制 二、应用实例 温度控制：恒温箱（双金属片/热敏电阻 + 电磁继电器） 水位控制：水位报警器（水导电 + 电磁继电器） 其他：光控、声控、防盗报警等 三、自动控制系统的组成 传感器（感知） → 控制电路（处理） → 电磁继电器（执行） → 工作电路（对象） 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．在跨学科实践活动中，小明为某仓库设计了温度报警电路。R1为定值电阻、R2为热敏电阻，其阻值随温度的升高而变小。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列设计电路正确的是（　　） A． B． C． D． 课堂练习 探究新知 2．暴雨后立交桥下积水较深很不安全，物理学习小组为此设计了一个积水自动报警器，其原理图如图所示。此装置中用到了电磁继电器，它是利用电流的________效应工作的，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求地面没有积水时，LED灯亮，地面积水较深时，电铃响。根据设计要求，电铃应该安装在图中的________（填“A”或“B”）位置。 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 $