【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第3节《电磁铁《电磁继电器》导学案（含答案）

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科 第3节 电磁铁 电磁继电器（导学案） 【学习目标】 1. 了解电磁铁的结构及其在生产生活中的应用，能利用电磁铁的知识解决生活中的实际问题。 2. 经历分析电磁铁、电磁继电器的结构及其工作原理的过程，发展分析推理能力。 3. 通过制作简易的电磁起重机，培养提出和解决问题、总结归纳的科学探究能力。 4. 结合电磁铁在生产生活中的应用，体会物理学的应用价值，关注科学技术对社会发展的影响。 【学习重点】对电磁铁磁性强弱的认识。 【学习难点】电磁继电器的工作原理。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 电磁铁就是内部插入铁芯的通电螺线管。电磁铁的工作原理：利用了电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。 2. 电磁铁磁性的强弱：线圈匝数一定时，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，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 3. 电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 【课堂探究】 探究一、电磁铁 【观察电磁铁并回答】 1. 电磁铁 （1）电磁铁：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。 （2）工作原理：电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。在螺线管的内部插入铁芯通电后，铁芯在螺线管的磁场中被磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。 （3）电磁铁磁极极性的判断：电磁铁的磁极极性与通电螺线管的磁极极性是一致的，可运用安培定则来判定。 （4）电磁起重机：电磁起重机的主要部件之一是电磁铁，电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下。大型电磁起重机一次可以吊起几吨钢材。 2. 制作简易的电磁起重机 【想一想】电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关 【猜想与假设】 ①电磁铁只有在线圈中通有电流时才有磁性，猜想电流的大小应该会影响电磁铁磁性的强弱。怎样改变线圈中电流的大小？需要什么器材？ ②构成电磁铁的主要部件是线圈，猜想线圈的形状和匝数可能会影响电磁铁的磁性强弱。对于外形相同的线圈，电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数会有怎样的关系？ 【实验器材】电源、绕有不同线圈匝数的两个电磁铁、电流表、开关、滑动变阻器、曲别针及导线。 【实验电路】将电源、电磁铁、电流表及滑动变阻器串联起来。 【进行实验】（1）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，观察“起重机”吊起了多少曲别针。 （2）接着调节滑动变阻器的滑片到某一位置，将外形相同、绕有不同线圈匝数的两个电磁铁串联在电路中，闭合开关，观察两个“起重机”分别吊起了多少曲别针。 （3）各组展示自己制作的“起重机”，并说明制作的流程，看看哪个小组的“起重机”吊起的曲别针多，再提出改进措施，让自制“起重机”能吸引更多的曲别针。 【分析论证】比较图甲与图乙可知，匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；比较图乙与图丙可知，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。 【实验结论】线圈匝数一定时，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，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 3. 电磁铁的优点 （1）可以通过电流的通断来控制其磁性的有无。 （2）可以通过改变电流的方向来改变其磁极的极性。 （3）可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱。 4. 电磁铁的应用 （1）电磁铁可以直接对磁性物质有吸引力的作用：主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。全自动洗衣机的进水、排水阀门，卫生间里感应式冲水器的阀门， ... ...