電磁鐵及其應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1.了解什么是電磁鐵,知道電磁鐵的特性和工作原理.2.了解影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素.3.了解電磁繼電器、電磁閥的結(jié)構(gòu)和工作原理.過程與方法通過了解物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用,認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)明就在我們身邊,認(rèn)識(shí)科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展、人類生活的影響,提高學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣.情感態(tài)度與價(jià)值觀1.體驗(yàn)探索科學(xué)的樂趣,養(yǎng)成主動(dòng)與他人交流合作的意識(shí)和態(tài)度.2.使學(xué)生在經(jīng)歷分析、觀察的過程中體會(huì)學(xué)習(xí)探究的樂趣.m]【教學(xué)重點(diǎn)】電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素.【教學(xué)難點(diǎn)】電磁繼電器、電磁閥的工作原理.【教學(xué)過程】一、情景再現(xiàn)，導(dǎo)入新課 你知道回收站是怎樣用電磁起重機(jī)搬運(yùn)鋼材的嗎？      電鈴、磁懸浮列車是怎樣用電磁鐵來工作的嗎？     什么是電磁鐵？電磁鐵磁性強(qiáng)弱與什么有關(guān)？電磁鐵有哪些應(yīng)用？這就是《電磁鐵及其應(yīng)用》學(xué)習(xí)的任務(wù)。【新課學(xué)習(xí)】 （一）、什么是電磁鐵？1、討論交流：1）要使螺線管的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),可采用什么方法?2）如果要使通電螺線管的磁性增強(qiáng),應(yīng)該怎么辦呢?學(xué)生討論:通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)，所以可以給螺線管通上電。通電螺線管周圍有磁場(chǎng)，將鐵制品放在其磁場(chǎng)中會(huì)被磁化，從而使通電螺線管的磁性增強(qiáng)。2、討論交流：1）螺線管與鐵制品怎樣才能有效結(jié)合成一體？2）鐵制品用軟鐵還是鋼，為什么？ 學(xué)生討論:要想螺線管與鐵制品有效結(jié)合成一體，可將鐵制品做成柱狀，插入螺線管中。如果需要螺線管的磁性可有可無，用軟鐵，否則用鋼。聯(lián)想到電磁起重機(jī)的工作過程，鐵制品用軟鐵。3、電磁鐵：插入鐵芯的通電螺線管（二）電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)問題：磁性是有強(qiáng)弱的，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)？猜想:1、電磁鐵的磁性是由螺線管電后獲得的,那么電磁鐵的磁性可能與電流的大小有關(guān)。2、螺線管是由導(dǎo)線繞制成的,它的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)可能有關(guān)。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì):討論交流:1）怎樣來判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱?用到什么研究方法?2）研究與電流大小關(guān)系時(shí)怎么來改變電流大??？用什么顯示電流大??？3）要研究與匝數(shù)關(guān)系，需控制什么不變，改變什么？學(xué)生討論,達(dá)成一致觀點(diǎn)看法。4、實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、電流表、大頭針、匝數(shù)不同的電磁鐵5、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)! 6.總結(jié)歸納:電磁鐵的磁性強(qiáng)弱和電流大小、匝數(shù)多少有關(guān);線圈匝數(shù)相同時(shí),電流大,磁性強(qiáng);相同外形的螺線管,電流相同時(shí),匝數(shù)多,磁性強(qiáng).（三）電磁鐵相比于永磁體的優(yōu)點(diǎn)1、引導(dǎo)學(xué)生討論：1）永磁體磁性強(qiáng)弱可否改變？2）永磁體磁極極性可否改變？3）永磁體磁性有無可否控制？2、電磁鐵相比于永磁體的優(yōu)點(diǎn)：1）電磁鐵磁性強(qiáng)弱可通過改變電流大小來改變。2）電磁鐵磁極極性可通過改變電流方向來改變3）電磁鐵磁性有無可通過通斷電流來改變（四）、電磁鐵的應(yīng)用提問:通過實(shí)驗(yàn),我們知道了電磁鐵的一些特點(diǎn),電磁鐵在實(shí)際生產(chǎn)中有哪些重要應(yīng)用呢?1.電磁繼電器1）請(qǐng)同學(xué)們嘗試交流了解電磁繼電器的結(jié)構(gòu)（如右圖）2）說出它的工作原理.歸納:1）構(gòu)造:由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點(diǎn)組成.2）其工作電路由控制電路和工作電路兩部分組成.3）原理:當(dāng)閉合開關(guān),電流流過線圈時(shí),電磁鐵有磁性，把銜鐵向左吸引,推桿左端上升,推動(dòng)彈簧片向上,與上端金屬片的觸點(diǎn)接通,斷開下端金屬片的觸點(diǎn).當(dāng)斷開開關(guān),電磁鐵失去磁性,銜鐵被釋放,彈簧片的彈力使它恢復(fù)原來位置,與上端金屬片的觸點(diǎn)斷開,與下端金屬片的觸點(diǎn)接通.交流討論:說出如下圖所示水位自動(dòng)報(bào)警電路的工作過程.引導(dǎo)分析:水位較高時(shí)閉合S→控制電路接通→電磁鐵有磁性→將銜鐵吸下→工作電路接通→報(bào)警器報(bào)警。水位較低時(shí)斷開S→控制電路斷開→電磁鐵磁性消失→彈簧復(fù)位→工作電路斷開→報(bào)警器不報(bào)警。 3）電磁繼電器的實(shí)質(zhì)：利用電磁鐵控制工作電路的開關(guān)4）電磁繼電器應(yīng)用：①實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。如：水位、溫度、亮度等的自動(dòng)控制。②實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱    ③“用低電壓、弱電流來控制高電壓、強(qiáng)電流的工作”2.電鈴1）看右圖了解電鈴結(jié)構(gòu)及電路組成2）演示電鈴發(fā)聲工作3）學(xué)生討論交流電鈴工作原理：通電時(shí)電磁鐵有磁性，將銜鐵吸住，鈴錘被帶向鈴蓋，敲擊鈴蓋發(fā)聲，同時(shí)電路斷開，電磁鐵失去磁性，放開銜鐵，鈴錘回歸不通電時(shí)位置，電路再次接通，如此這般周而復(fù)始電鈴發(fā)出鈴聲。3.電磁閥車門1）看圖完成填空，了解電磁閥結(jié)構(gòu)及電路組成公共汽車?yán)脡嚎s空氣開關(guān)車門時(shí),由電磁閥進(jìn)行控制.電磁閥由　閥體、滑閥、兩塊銜鐵、兩個(gè)電磁線圈組成.閥體是空心的,進(jìn)氣管連接儲(chǔ)氣筒,排氣管與大氣相通.另兩根與汽缸相連接. 2）電磁閥車門工作過程：打開車門時(shí),電磁閥的工作過程:要打開車門時(shí),開關(guān)S接通觸點(diǎn)1,　右　側(cè)的線圈通電,把　左　側(cè)的　銜鐵　吸入線圈,則橫桿將滑閥推到　左　端,此時(shí),滑閥下面的空間與　左　端的管路相通.于是,儲(chǔ)氣筒中儲(chǔ)存的壓縮空氣就進(jìn)入汽缸　左　部,推動(dòng)活塞向　右　運(yùn)動(dòng),使車門打開,同時(shí)汽缸中右部的氣體由排氣管排入大氣. 3）看圖,請(qǐng)同學(xué)說出關(guān)閉車門時(shí),電磁閥的工作過程.4）電磁閥的其它應(yīng)用：  ①燃?xì)鉄崴?/span>    ②全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)、排水系統(tǒng)4.磁浮列車（請(qǐng)同學(xué)們各抒己見，談?wù)剬?duì)磁浮列車的了解）1）上海磁浮列車是中德合作的友好結(jié)晶,2002年12月31日通車,是全世界第一條商業(yè)運(yùn)營(yíng)線,連接市區(qū)和浦東機(jī)場(chǎng),全程30千米,只需8 分鐘,最高時(shí)速高達(dá)430Km/h,單程僅需50元。2）.磁浮列車的工作原理：磁浮列車主要依靠磁場(chǎng)作用來實(shí)現(xiàn)支撐、導(dǎo)向、牽引和制動(dòng)功能。運(yùn)行時(shí)，列車上的電磁鐵與軌道線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生相互作用, 列車就會(huì)浮在軌道的上方。使列車運(yùn)行的摩擦減小，大大提高車速。3）.磁浮列車的優(yōu)點(diǎn)：高速、舒適、無噪音、無污染、能耗低。【課堂練習(xí)】1.探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素時(shí),按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)總觀察到電磁鐵A吸引大頭針的數(shù)目比B多,此實(shí)驗(yàn)說明影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素是(　B　)A.電流的方向   B.線圈的匝數(shù)     C.電流的大小    D.電磁鐵的極性2.如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的溫度自動(dòng)控制報(bào)警裝置電路圖,關(guān)于它的說法正確的是(　C　)A.當(dāng)溫度低于90 ℃時(shí),報(bào)警裝置就會(huì)響鈴,同時(shí)綠燈亮B.當(dāng)溫度低于90 ℃時(shí),報(bào)警裝置就會(huì)響鈴,同時(shí)紅燈亮C.當(dāng)溫度達(dá)到90 ℃時(shí),報(bào)警裝置就會(huì)響鈴,同時(shí)紅燈亮D.當(dāng)溫度達(dá)到90 ℃時(shí),報(bào)警裝置就會(huì)響鈴,同時(shí)綠燈亮3.法國(guó)科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得·格林貝格爾,因發(fā)現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)而獲得2007年度諾貝爾物理獎(jiǎng).如圖所示是研究巨磁電阻特性的原理示意圖.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)閉合S1,S2后并使滑片P向右滑動(dòng)的過程中,指示燈明顯變暗,則下列說法正確的是(　C　)A.電磁鐵右端為N極B.滑片P向右滑動(dòng)過程中電磁鐵的磁性增強(qiáng)C.巨磁電阻的阻值隨磁場(chǎng)的減弱而明顯增大D.巨磁電阻的阻值隨磁場(chǎng)的減弱而明顯減小4.如圖所示,是小新同學(xué)做“制作、研究電磁鐵”實(shí)驗(yàn)的示意圖,他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大鐵釘A比B能吸引更多的大頭針,得出的結(jié)論是:當(dāng)　電流　—定時(shí),電磁鐵的線圈匝數(shù)越多,磁性　越強(qiáng)　.將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),大鐵釘吸引的大頭針將　變少　(填“變多”“變少”或“沒有變化”),這說明電磁鐵的磁性還與　電流的大小　有關(guān). 5.如右圖,L是電磁鐵,在電磁鐵上方用彈簧懸掛一條形磁體.當(dāng)S閉合后,彈簧長(zhǎng)度將變短　,如果變阻器的滑片P向右移動(dòng),彈簧的長(zhǎng)度又將變長(zhǎng).(填“變長(zhǎng)”“變短”或“不變”)  【板書設(shè)計(jì)】     定義：插有鐵芯的通電螺線管                       電流的大小    磁性強(qiáng)弱影響因素                 電流越大，匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)                       匝數(shù)多少                           磁性強(qiáng)弱可通過電流大小改變相比于永磁體的優(yōu)越性   磁極極性可通過電流方向來改變                         磁性有無可通過通斷電來控制                  電磁繼電器 電磁鐵的應(yīng)用   電鈴電磁閥磁浮列車

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四 電磁鐵及其應(yīng)用

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