电磁铁与自动控制(知识点串讲+针对性练习).doc

从永磁体谈起
课程目标
1．知道一些基本的磁现象；
2．知道“磁化”和“去磁”的简单方法；
3．认识磁场；
4. 知道磁感线是形象地表示磁场的一种方法。
重、难点
重点：磁场的概念和磁感线
难点：磁场和磁感线
知识点串讲
一、对于磁，你了解多少？想一想，生活中什么地方用到了磁？
二、实验室常见磁体
　　　　、　　　　、　　　　
思考：
1．磁体上不同的部位，磁性强弱一样吗？

2．让磁针自由转动，静止后，其指向有什么规律？

3．磁极间的作用有什么规律？

结论：同名磁极相互　　　　，异名磁极相互　　　　。

请问：为什么磁铁能够吸引锯条、回形针等而不能够吸引铜、铝导线？
4．磁化与去磁
（1）磁化 （2）去磁
三、认识磁场
实验演示：不直接接触的两磁体之间也能够发生相互作用
提出问题：磁体间不需要直接接触，为什么也能发生相互作用呢？
引出磁场的概念。
1．磁场：磁体的周围存在着一种看不见的特殊物质，叫做磁场。
2．磁场有方向：磁场中不同位置，磁场方向不同。
场景重现：
在桌面上放置一个条形，将同一磁针分别放在磁铁周围不同位置，也可以同时将多个相同的大磁针放在磁体周围不同位置，请回忆磁针静止后的指向。
为了显示磁场中更多点的磁场的方向，应该有更多的磁针。为此，在实验时可以用很细的铁屑（放在磁场中被磁化成一个个小磁针）代替磁针显示磁场方向及分布情况。

请问：实验过程中，往玻璃板上撒铁屑后，为什么要轻轻敲击玻璃？磁体周围的铁屑或磁针有规律的排列，是受什么力作用的结果？没有磁场，它们的排列能有这样的规律吗？

明确：铁屑或磁针排列情况直观反映了磁场分布情况。
思考：用摆磁针或撒铁屑的方法显示、描述磁场有什么缺点？

四、描述磁场
请画出条形磁铁和马蹄形磁铁的磁感线.

磁感线：
（1）磁感线实际上是不存在的，它是人们为了形象地描述磁场而引入的。
（2）磁感线上的箭头表示磁场的方向：从磁体北极到南极（在磁场外部）。
（3）磁感线不只是画出的那几条，磁场也不是只在一个平面内，而是分
布在磁体周围的这个空间。

请问:小磁针为何总是南北指向？

五、地磁场：
地球可看作一个大磁体，它的周围存在磁场。
地磁的南北极与地理的南北极刚好相反。

解释磁体为什么总是指向南北方向。
小结
1．磁极间相互作用规律
2．磁场的概念
3．磁感线
练习
1．南宋民族英雄文天祥，曾在《扬子江》一诗中写下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里磁针石的南极指向地理位置的　　　　方，是因为它受到　　 　场的作用。
2．关于磁场，下列说法中正确的是 （　　）
Ａ．小磁针接近磁体时会发生偏转，说明磁体周围空间存在着磁场
Ｂ．磁感线是磁场本身所具有的
Ｃ．磁铁周围的磁感线都是从磁铁南极出来，回到磁铁的北极
Ｄ．以上说法都不对

3．图中磁感线的方向、磁极名称标注正确的是 （ ）

奥斯特的发现
课程目标
1．了解奥斯特实验，知道电流的磁效应。
2．通过观察体验电流周围存在磁场，初步了解电和磁之间的联系。
3．通过实验探究通电螺线管外部磁场的分布规律及磁场方向。
4. 能用右手螺旋定则判定通电螺线管的极性。
重、难点
本节课的重点和难点：通电螺线管的磁场
知识点串讲
一、早在奥斯特之前的很多科学家注意到了这样的事实：电现象和磁现象
之间有许多的共同点。
猜想到：这两种现象之间也可能存在某种联系。

二、电流的磁场
活动1：观察体验通电直导线的磁场。
实验现象：导线中有电流通过时，磁针偏转，没电流通过时磁针不动。
思考：导线下的磁针在什么情况下会偏转？
结论：通电导体周围存在磁场。
置疑：磁场有方向，电流也有方向，电流产生的磁场方向与电流方向是否有
关呢？
思考：怎样通过实验探究这一问题呢？

奥斯特实验的意义：第一次通过实验揭示了电现象和磁现象不是各自孤立，而是有密切联系的。
（二）通电螺线管的磁场
置疑：通电直导线周围存在磁场，如果将导线弯曲成螺线管，通电后其周围
是否也会产生磁场呢?如果有磁场，与通电直导线的磁场是否相同?
1．通电螺线管
　　 通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出并回到南极。但是，在通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极。 通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。

2．练习螺线管的两种不同的绕线方法；

3．用导线在铅笔等一些物体上练习绕线，并画出相应的绕线方法。

4．电螺线管的极性与电流方向之间的关系，
请问：通电螺线管的磁场是由电流产生的。那么通电螺线管的磁极是否跟电流方向有关？

5．归纳、总结右手螺旋定则：
　(1)通电直导线中的安培定则：用右手握住直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；
(2)通电螺线管中的安培定则：用右手握住螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极

小结
1．奥斯特实验
2．通电螺线管外部磁场的分布规律及磁场方向
3．右手螺旋定则判定通电螺线管的极性
练习
1．某同学利用如图所示装置研究电与磁的关系，比较甲、乙两图可知_____
___ __；比较乙、丙两图可知 ________________ ___。

2．如图所示，当闭合开关S后，通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端，
则 ( )
A．通电螺线管的Q端为N极，电源a端为正极
B．通电螺线骨的Q端为N极，电源a端为负极
C．通电螺线管的Q端为S极，电源a端为正极
D．通电螺线管的Q端为S极，电源a端为负极
3.如图所示，电磁铁左侧的C 为条形磁铁，右侧的D 为软铁棒，A 、B 是电
源的两极。下列判断中正确的是 ( )
A．若A 为电源正极，则C 、D 都被吸引
B．若B 为电源正极，则C 被吸引，D 被排斥
C．若B 为电源正极，则C 、D 都被排斥
D．若A 为电源正极，则C 被排斥，D 被吸引
4．1820年，安培在科学院例会上做了一个小实验，引起了与会科学家的极大兴
趣。他将一个螺线管从中间用细线悬挂起来，使之可以灵
活转动。实验发现，通电螺线管静止时两端总是指向南北
方向。若实验中螺线管的绕线情况如图所示，且静止时左
端指南。请用箭头在图中标出电流方向。
5．在图中，电路图未画完整，请根据所画出的磁感线，在通电螺线管上方B处
填上电池组的符号，并标出通电螺线管A端的极性(选填“N”或“S”)。

6．螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N、
S极，并标出电源的正、负极。

探究电磁铁的磁性
课程目标
1．知道什么是电磁铁，了解电磁铁在生产、生活和自动控制中的应用。
2．理解电磁铁的特性和工作原理
3．经历探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关的过程
重、难点
重点：电磁铁的工作特点；探究电磁铁的磁性强弱。
难点：探究电磁铁的磁性强弱实验。
知识点串讲
二、认识电磁铁
1．观察电磁铁的结构，认识和了解电磁铁。

通过观察，知道电磁铁通常是由______和______构成。
2．研究电磁铁的特性
（1）线圈本身无磁性；
（2）铁芯本身无磁性；
（3）按要求连好电路，然后闭合开关，用电磁铁去吸引大头针。
（4）再断开开关，观察发生的现象。
总结出：电磁铁通电后______磁性，断电后______磁性。

三、电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关
1．请问
你觉得电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关呢？

______ ______ ______

对比A B两图，你能发现什么呢？

再对比A C两图，你又能得出什么结论?

2.分析与论证
电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少有关。在线圈匝数一定的情况下，电流越大，电磁铁磁性越强；在电流相同的情况下，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
四、电磁铁在生产、生活中的实际应用

说说：请你指出上图中在哪运用到了电磁铁？
小结
1．什么是电磁铁
2．电磁铁的特性和工作原理
3．电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关
练习设计
1．某同学在“探究电磁铁的磁性强弱”的实验中，设计了一个方案：改变电磁铁的接线，使通电线圈的匝数增多，同时调整变阻器的滑片，使电流保持不变，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，这一方案的实验目的是研究电磁铁磁性强弱与下列哪个因素有关
（ ）
A.电流通断 B.电流大小 C.电流方向 D.线圈匝数
2．小明设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电
路图如图所示，下表是他做实验时记录的数据，
则下列结论中不正确的是（ ）

电磁铁（线圈）
100匝
50匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流（A）
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目（枚）
7
11
14
5
8
10

Ａ．比较１、４两次实验可知：线圈中的电流一定时，匝数越多，磁性越强
Ｂ．比较1、3、5三次实验可知：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强
Ｃ．比较1、2、3（或4、5、6）三次实验可知：匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强
4．为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明用导线为主要器材，进行如图所示的简易实验. (1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过_________来显示电磁铁磁性的强弱。(2)连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到图（a）所示的情景；接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图（b）所示的情景。比较图（a）和（b），可知__________图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越________(填“大”或“小”)，磁性越强。（3）如图（c），将导线绕在两枚铁钉上,构成两个简易电磁铁串联的电路。从图（c）的情景看出，在______相同的情况下，线圈的匝数越_____________（填“多”或“少”）磁性越强。

电磁继电器与自动控制
课程目标
1．了解电磁继电器的结构和工作原理。
2．会连接用电磁继电器进行自动控制的简单电路。
重、难点
教学重点：电磁继电器的工作原理
教学难点：正确认识电磁继电器的工作原理和工作过程。
知识点串讲
一、 导入：

根据前面所学知识，你能猜想如果水位上涨，会出现什么情况吗？

二、 引导构建
(一) 认识电磁继电器
1.阅读课本，弄清继电器的主要部件
及名称。(如图1所示)

2.观察电磁继电器各主要部件工作情况：
观察重点：触点动作

闭合开关S后，你能否说出会发生什么现象？

通过实验明确电磁继电器具有开关功能，相当于一单刀双掷开关。
(二)练习使用电磁继电器
连接好工作电路，先闭合开关S2，观察开关S1闭合和断开时，两灯
的发光情况。

要求根据实验，将观察到的现象描述出来。理解电磁继电器是怎样
控制工作电路工作的。

(四)小结利用电磁继电器设计控制电路的基本思路：
1.根据险情的相关特性来设置控制电路的开关；
2.报警部分电路应接在常开电路中。

(五) 观察火警报警电路、温度报警电路，输出他们的原理。
1. 火警报警电路 2. 温度报警电路

(六)继电器的应用：
继电器品种很多，在日常生活、生产中应用十分广泛。
通常情况下，实际工作电路有很多是高压电路，直接使用高压开关的非常危险；有些危险的场地(如：爆炸现场、X光机室等)，最好能实行自动控制或远距操作。有了继电器，这些想法很容易实现。

三、 小结：
1.电磁继电器的工作原理
2.电磁继电器的工作过程

练习设计
1．如图所示，利用电磁继电器控制电动机工作，下列说法正确的是（ ）
A．开关S断开时，电动机A、B都不工作
B．开关S闭合时，电动机A、B都工作
C．开关S闭合时，只有电动机B工作
D．开关S闭合时，只有电动机A工作

2．如图所示是小强同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内。试说明这个报警器的工作原理。

3．请你设计养鸡场用的鸡房温度自动报警器。所给主要器材：电磁继电器、温控开关、电源导线。需满足：鸡房温度正常时，监测室的信号灯亮；温度升高超过限度时，监测室信号灯熄灭，同时电铃发出报警信号。

4．如图所示是某位同学课外活动时,制作水塔水位自动控制装置模型所用的基本器材.A、B是导线相连的金属块,L是小灯泡. 要求:当水位沿未达到金属块A的高度时,电动机带动水泵向水塔中注水；当水位升高到A时,电动机停止工作,灯泡亮.请按要求在图中连接好电路.

5．如图所示装置为一监测锅炉内压力大小的报警器，在压力小于安全值时，绿
灯常亮；当压力超过安全值时，红灯亮、电铃响报警。试说明其工作原理。

6．某农场菜地经常遭到大牲畜的破坏，为此，农场的师傅用导线绕菜地一周，并利用电磁继电器设计了一个电路。当大牲畜撞坏导线进入菜地时，房间内电铃就会发出报警信号。请你根据以上所述，完成如图所示的电路。

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