电磁铁的应用-初中-物理-教学设计

PAGE苏科版教材十六章《电磁铁的应用》教学设计荣涛西安滨河学校课题电磁铁的应用教材分析本节内容是“电生磁”知识的延续与应用，电磁铁在实际中应用广泛，如本节中的涉及的电磁继电器、电铃和自动控制电路等，所以本节重点是学会分析生活中各种电磁继电器的工作原理。虽然电磁继电器在很多用电器中有广泛应用，但学生独立接触电磁继电器的机会较小，很难单独来研究它的工作过程，利用动画、模型等了解电磁继电器的工作原理提高应用能力是本节教学的难点。核心素养目标科学观念：能描述电磁铁，说明电磁铁的工作原理；能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。科学思维：针对不同用途，根据电磁继电器的特点分析其工作原理与过程。探究实践：通过观察电磁继电器，知道如何使用电磁继电器，会说明电磁继电器在实际电路中的工作过程。态度责任：通过认识电磁铁的实际应用，加强科学与生活的联系，提高学习科学的兴趣。重点分析生活中各种电磁继电器的工作原理难点利用电磁继电器制作报警器。教学环节教师活动设计意图导入新课看视频讨论问题：电磁起重机有搬运铁制品的原理是什么？[主要工作部件是电磁铁。通电时电磁铁有磁性，能吸引含铁等物体；断电时失去磁性，原来被吸引的含铁物体与磁体分开。]从讨论中引出新话题讲授新课1、电磁铁：通电螺线管中插入铁芯，成为电磁铁。2、电磁铁的优点：1）磁性有无可由通电、断电控制；2）磁性强弱可由电流大小控制；3）磁场方向可由电流方向控制。3、电磁铁用途：用途广泛：电磁起重机、发电机、电动机、电磁继电器、磁盘磁卡、磁悬浮列车、及洗衣机、电饭锅等家用电器中都用到电磁铁。二、电磁继电器1、电磁继电器构造：（下左图）电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等构成。2、电磁继电器的作用：电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。（上右图）视频：电磁继电器工作原理3、电磁继电器的用途：电磁继电器用途广泛，常用于一些自动控制电路中。如电铃、空气开关、水位报警器、温度自动报警器等。4、电磁继电器的优点：使用电磁继电器可以用低电压、低电流来控制高电压、高电流。如图：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；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。讨论交流：看图，说一说电铃是怎样工作的？电铃的工作原理：闭合开关，电流通过电磁铁，由磁铁产生磁性吸引弹性片，使铁锤打击铁铃而发出声音，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，电铃持续发出声音。B、水位自动报警器：水位位于B之下，B与水面不接触，控制电路无电流，电磁铁无磁性，衔铁与上触点接触，蓝灯亮，安全。水位上升至接触B，控制电路通路，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，下方电路接触，红灯亮，绿灯灭，显示水位到达警示线。C、温度自动报警器：温度较低时，温度计中水银柱不接触上方金属丝，控制电路无电流，电磁铁无磁性，衔铁与上侧触点接触，L1灯所在电路接通，L1灯亮，L2灯不亮。温度升高到78℃时，温度计中水银柱恰好接触上方金属丝，控制电路有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，与下侧触点接触，L2灯所在电路接通，L2灯亮，L1灯不亮。三、磁悬浮列车1、工作原理：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。2、列车悬浮的优点：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。3、上海建成的磁悬浮列车是世界上首次投入商业运营的高速磁悬浮列车。三、信息的磁记录1、硬盘：（1）用途：硬盘是信息磁记录的重要器件，广泛应用于计算机、移动电话、影像播放器、游戏机、掌上电脑、数码摄像机等数码产品中。（2）硬盘的构造：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磁性颗粒（小磁体），读写磁头实际上就是一块电磁铁。（3）信息的记录和读取：存入信息：首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，然后用这个磁场使盘片上磁性颗粒按照它的方向排列，信息就记录在盘片中了。读取信息：使记录的磁信息通过磁头转变成电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等信息，从而再现被记录的信息。2、银行磁卡：银行等机构发行的磁卡，其背面的磁条里记录着持卡人的账号等信息，使用磁卡时，磁条中的信息被机器读出，也可在磁卡上写入新的信息。3、录音机和录像机的磁头：录音机和录像机的磁头也是由电磁铁制成。录音机和录像机将需要记录的声音和图像转变成电信号，通过磁头记录在磁带上。阅读：电话电磁铁及优点，上节课中已提及，这里重提之，是因为本节课自始至终都与电磁铁有关。电磁继电器是电磁铁的一种重要用途，其应用广泛。由总到分来介绍其用途，使学生对电磁继电器有一个较清晰的了解。红绿灯的控制应用，为后续水位自动控制器、温度自动控制器等提供思路，有利于学生模仿。电铃的工作原理，就是具体应用的一种解释。以下几种，只提供图片，由学生自行解读。学生可依照电铃来解释其工作原理。磁悬浮列车的工作原理在前面磁极的相互作用规律时已了解过，这里主要介绍是电磁铁在其中的作用及列车悬浮的优点。以及介绍上海磁悬浮列车，提升民族自豪感。信息的磁记录生活中普遍存在，但学生不知道信息是如何被录入或提取的。这部分内容的介绍有助于提高学生学习的兴趣，体会科学为生活服务的重要性。课堂练习1、许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是(D)A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的2、下列说法中正确的是(D)A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的3、目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平。高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向____（填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通___________（填“直流电”或“交流电”）。[答案：右；交流电]4、在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（D）A.都是红灯B.都是绿灯C.分别是红灯和绿灯D.分别是绿灯和红灯(第4题图)5、如图是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列说法正确的是（

C

）A.

只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄

B.

机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄

C.

只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄

D.

若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用（第5题图）及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。课堂小结1、电磁铁的优点：电磁铁磁性的有无，可用通断电来控制；电磁铁磁性的强弱，可用电流的大小来控制；电磁铁极性的变换，可用改变电流方向来控制。2、电磁继电器的作用：用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。3、电磁铁应用：电磁继电器、磁悬浮列车、硬盘、电话、电动机等帮助学生掌握重点，更加容易的学习。板书设计教学反思学生虽然在实验讨论、交流实验方案的时候很清楚，但是等到真正动手实验时有的小组就