第十六章 电磁铁与自动控制_16电磁铁与自动控制

第十六章 电磁铁与自动控制由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“16电磁铁与自动控制”。

第十六章 电磁铁与自动控制

16.1 从永磁体谈起

教学目标 知识目标

1．知道磁体周围存在磁场。

2．知道磁感线可用来形象地描述磁场，知道磁感线的方向是怎样规定的。3．知道地球周围有磁场以及地磁场的南、北极。教学重点

1.知道磁铁的指向性和磁极间的相互作用。2.知道什么是磁场、磁感线、地磁场和磁化。教学难点

1.磁场和磁感线的认识。2.被磁化的钢针磁极的判断。器材准备

条形、蹄形磁体，铁、钴、镍片，铁屑，钢针，投影仪，投影片，挂图，微机，大头针，铁架台，细线，有关磁性材料的实物，图片（有些实验器材可布置学生自己准备），小磁针。教学过程

一、引入新课

这是一个朋友在瑞典北部城市科罗娜（KIRUNA）旅游时拍到的照片，你知道这是什么自然现象吗？这就是传说中的极光，它是绚丽的、多变的、神秘的。长久以来、人们除了感叹极光的美丽，也在不停的寻找极光出现的原因，国内外也有很多关于极光的神话传说。随着科技的进步，人们才研究发现，这钟现象是和地球的磁场有着密切的关系的。这节课我们就来认识磁现象。

二、新课教学探究点一：磁现象

在小学的时候中，我们就了解了简单的磁现象，同学们回忆一下，有哪些现象？学生发言，教师可以适时补充。例如磁铁能吸引铁；指南针可以指南北，帮助人们辨别方向；小磁针指南北；两磁铁可以相吸，其中一个换另一头就相斥等等。

磁现象与生产生活密切相关，具有较高的科学研究价值。从古代开始，很多人们就致力于对磁现象的研究，例如司南的发明，就为当时的航海提供了很大的便利。司南就是我国早期的指南针，由两部分组成。一部分是天然磁石制成的勺子形状，另一部分是水平光滑的“地盘”，静止的时候勺子的长柄就会指向南方。

探究点二：认识磁体

人们利用天然磁石制成各种形状的磁体，它们具有共同的性质，就是能够吸引钢铁一类的物质。演示操作，得出结论。

我们把铁、钴、镍片，橡皮，塑料尺等器材放在桌上摆好，用条形磁铁和蹄形磁铁分别接近它们，观察到磁铁能吸引铁片，能微弱地吸引钴片和镍片，不吸引橡皮和塑料尺。磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫磁性，具有磁性的物质叫作磁体。

把大头针平铺在一张白纸上，分别将条形磁体和蹄形磁体平放在大头针上，然后用手轻轻将磁体提起，并轻轻抖动，观察到磁铁两端能吸引较多的大头针，而中部没有吸引大头针。磁体各部分的磁性强弱不同，磁体两端的磁性最强，这两个部位叫磁极（magnetic pole）。

把条形磁体用线悬挂在铁架台上，或把小磁针支起，让它在水平方向上自由转动，观察它的静止方位。一端指南一端指北.悬吊着的磁体，静止时指南的那个磁极叫作南极（south pole）,又叫S极。静止时指北的那个磁极叫作北极（north pole）,又叫N极。

把两块条形磁体用线吊起来，用其中一块条形磁体的N极靠近另一块条形磁体的S极，观察现象。再用这块条形磁体的N极靠近另一块条形磁体的N极，观察现象。发现磁极相互吸引，同名磁极相互排斥。探究点三：磁化和去磁

从刚才演示的磁铁两极各取一个大头针，发现会有互相吸引的现象。或者从同一极取下的2个大头针互相排斥。

一些物体在磁体或者电流的作用下会获得磁性，这种现象就叫作磁化。你也可以试一试用磁铁来磁化一根普通的缝衣针。探究点四：认识磁场

刚刚我们认识了磁体的许多磁现象，下面我们把磁针拿到一个磁体的附近，它会怎么样？为什么会这样？先猜猜，再做，最后讨论，说出结论。

同学们通过猜和做后，热烈地讨论，可能提出“场”（预习结果，可学生说不清什么叫场）。

小磁针到底是受到磁体的吸引力，还是说小磁针受到磁场的力的作用，到底是哪个？小磁针和磁体并未接触，看来，在磁场周围存在着一种物质，能够使小磁针偏转。但是我们却看不见、摸不着这样的物质。这种物质真的存在吗？是的，因为我们可以根据它所表现出来的性质来认识它、感知它，证明它是确实存在的。学生们在讨论：

就像风是空气流动形成的，电流能使灯丝发光一样，场的作用是实实在在的。那什么是磁场？在磁体周围存在着一种物质，它对放入其中的磁体产生磁力的作用。

想想做做

现在我们把条形磁体用布包上，判断它的磁极。把条形磁体悬挂起来，指南的是南极，指北的是北极。拿小磁针靠近条形磁铁的一端，与小磁针北极相吸的是南极，另一端是北极。同学们的办法很好，那么我们把小磁针放到磁体周围将会是什么样？

学生们把小磁针放在条形磁体和蹄形磁体周围，观察并讨论。小磁针不指南北，指不同的方向。

从实验中我们感觉磁场好像很复杂，为了形象地描述磁场，在物理学中，把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向，那么，我们可以在磁场中放入许多小磁针，它们的分布情况和北极所指的方向就可以形象直观地显示出磁场的分布情况，我们用铁屑代替小磁针来做做看。说出你是怎么做的？观察到什么？

探究点五：描述磁场——磁感线

在一块玻璃板上均匀地撒一些铁屑，然后把玻璃板放在条形磁体和蹄形磁体上，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布。观察到铁屑在磁场的作用下转动，最后有规则地排列成一条条曲线。铁屑的分布情况可以显示磁场的分布情况，因此我们可以仿照铁屑的分布情况，在磁体的周围画一些曲线，用来方便、形象地描述磁场的情况，科学家把这样的曲线叫作磁感线。你们思考讨论一下，磁感线是什么？怎样理解它？

在磁体周围画一些带箭头的曲线，使任一点的曲线方向都跟该点小磁针北极所指的方向一致，它们可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫磁感线。磁感线只是帮助我们描述磁场，是假想的，实际并不存在。并且磁感线的疏密可以表示磁场的强弱。

既然可以用磁感线描述磁场，磁场又有方向，那么我们看条形磁体和蹄形磁体的磁场分布，说出磁感线应该从N极指向S极，还是应该相反？

试一试标出磁感线上的箭头指向。

教师巡回检查学生们标的情况，同学们都标出来了。我们认识了磁场并知道磁场的方向和用磁感线描述磁场分布情况。探究点六：地磁场

大家知道为什么指南针能指南北，不是指东西吗？地理的南极和北极是不是在我们指的南北方？地理的两极和地磁的两极一致吗？要想知道这些知识我们就需要来了解地磁场的存在和地磁感线的指向及分布。

地球周围存在着磁场——地磁场，地磁场的形状跟条形磁体的磁场很相似。但是地理的两极和地磁的两极并不重合，地磁场北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以小磁针南极指南、北极指北。就是在地磁场的作用下，小磁针才会指南北。板书设计

16.1 从永磁体谈起

一、磁现象1.磁性 2.磁体 3.磁极 4.磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引

二、磁场

1.磁场 2.磁感线

三、地磁场 教学反思

16.2 奥斯特的发现

教学目标 知识目标

1.认识电流的磁效应。

2.知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形磁体相似。3.理解通电螺线管的极性跟电流方向有关，并会用右手螺旋定则来判定。教学重点

1.奥斯特的实验揭示了电流的磁效应。2.通电螺线管的磁场及其应用。教学难点：通电螺线管的磁场及其应用。器材准备

奥斯特实验器材一套，通电螺线管，小磁针，投影仪，大头针。教学过程

一、引入新课

当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？观察到小磁针发生偏转，因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。这些是我们已经了解过的知识，大家还想知道关于磁的一些什么样的知识？

本节课我们就一起探索有关磁的其他知识。

二、新课教学

探究点一：电流的磁场

教师先让学生阅读课本p9中的第一自然段，让学生初步的了解电流的磁效应及它的发现者。接着带领学生看活动一中的内容。

在小磁针上面有一条直导线，当直导线触接电池通电时，你们能看到什么现象？改变电流的方向，又能看到什么现象？

现象：当直导线触接电池通电时，小磁针发生偏转。断电时，小磁针又回到原来的位置。当改变直导线中电流方向时，小磁针偏转方向也发生变化。

结论：看来通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。通电导线周围磁场方向跟电流方向有关。当电流方向发生变化时，磁场的方向也发生变化。

以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，而且，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫作电流的磁效应。

这个实验看上去非常简单，但在当时这一重大发现轰动了科学界。因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现有力地推动了电磁学的研究和发展。奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场。

探究点二：通电螺线管的磁场

把导线绕在圆筒上，做成的螺线管也叫线圈，它能使各导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多，这样在生产实际中用途就大，那么通电螺线管的磁场是什么样的？

我们下面通过实验来探究通电螺线管的磁场是什么样，我们每组还是先提问题，再设计实验，通过对实验的观察、分析、讨论，最后得出结论。我们已了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场分布，那么通电螺线管的磁场可能与哪种磁体的相似？通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？如何判断？

学生们根据问题设计实验，并动手做实验。现在把你们记录下小磁针指的方向在图中标出.还有是把你们的玻璃板，观察铁屑的分布情况，得到什么结论？

学生汇报自己的实验现象及结论。

现象：把小磁针放在螺线管周围，通电，小磁针偏转。改变电流方向，小磁针偏转方向发生变化。把一些小磁针放在通电螺线管周围，记录下小磁针北极指的方向，每个小磁针北极指的方向就是该点的磁场方向，描出磁感线。磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体南极，这样就判断出通电螺线管的两极。把小磁针放在螺线管的两端通电后，观察小磁针的N极指向，从而判别通电螺线管的N、S极。

结论：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的极性也发生改变。

我们知道通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向有关，有什么样的关系？我们能否用右手来判断呢？教师引出右手螺旋定则。

通电螺旋管的极性跟电流方向间的关系，可以用右手螺旋定则来判定。用右手握住螺线管，让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。如下图所示。

板书设计

16.2 奥斯特的发现

一、电流的磁场

1.电磁感应现象是奥斯特发现的。2.通电导体跟磁体一样存在着磁场。

二、通电螺线管的磁场

1.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。

2.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的极性也发生改变。

三、右手螺旋定则

用右手握住螺线管，让四指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。教学反思

16．3 探究电磁铁的磁性

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，进一步熟悉控制变量法。

重点

1．电磁铁的工作特点。

2．实验探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。

难点

理解影响电磁铁磁性强弱的因素。

电磁铁，干电池，开关，大头针，导线，铁钉，漆包线，电流表，多媒体等。

一、创设情境，导入新知

我们学习了磁体具有磁性，那么利用天然磁体来服务于社会是远远不方便的。在上一节课，我们学习了电流的磁效应，知道电流可以产生磁场，利用电能产生磁场而应用于社会具有重大的应用价值，这种磁体我们称之为电磁铁。本节课我们将介绍电磁铁。

二、自主合作，感受新知

阅读教材并结合生活实际，完成《探究在线·高效课堂》“预习导学”部分。

三、师生互动，理解新知(一)认识电磁铁如图16－21与16－22所示，磁悬浮列车和电磁起重机是由电磁铁组成的，那么电磁铁是什么？是我们上节课所讲的通电螺线管吗？

能满足于工业应用的电磁铁一般具有较强的磁性，那么通电螺线管是否能够满足于工业化所需要的强磁性呢？首先我们来看一下课本活动1A，来认识一下电磁铁的组成。图16－23给出了电磁铁的结构。

让学生经历观察—拆卸—观察—组装的过程，把观察结果填在课本上。要求：(1)明确目的；

(2)在拆卸过程中要注意不要损坏器材；

(3)拆卸下来的零件要有序放置，以方便最后的重新组装；

(4)观察要分清主次，注意根据实验目的判断哪些是主要部件，哪些是次要部件等等。通过活动，知道电磁铁通常是由铁芯、线圈和衔铁组成。显然，线圈即通电螺线管，衔铁为受磁场吸引的铁片，那么铁芯的作用是什么呢？它是否影响着电磁铁磁性的强弱呢？

2．研究电磁铁的磁性

课本活动1B：制作简易电磁铁，了解电磁铁的磁性。

学生活动：选用合适的器材制作一个螺线管，并将它接入如图16－25所示的电路中。将铁钉插入螺线管内，接通电路，观察其磁性的变化情况。

实验表明，当通电螺线管内插入铁钉时，其磁性明显增强。因此，人们在利用通电螺线管的磁性时，通常都要把螺线管紧密地套在一个铁钉上，这样就构成了一个电磁铁。

思考：如果用竹筷代替铁钉插入螺线管内，其磁性有无变化？ 学生通过动手操作，发现磁性无变化。

实验演示：取一根铁钉，让它接触大头针，发现不能吸引，将漆包线绕在上面制成线圈，通电后发现它能够吸引大头针了。断开开关，可以看到大头针又掉下来了。

此现象说明了什么？(电磁铁通电后具有磁性，断电后无磁性)你能总结出电磁铁磁性的特点吗？在学生广泛讨论，说出自己的猜测后，让学生以小组为单位，实验探究电磁铁的极性性质：按如图16－25所示电路图正确连接电路，实验过程中用磁针检验电磁铁的磁场；通电后，可以先根据连接电路情况，利用右手螺旋定则判断电磁铁的极性，然后利用磁针检验判断是否正确。一方面复习右手螺旋定则，同时加深“电磁铁磁极性质可以改变”印象。最后，让学生汇报实验成果，老师点拨总结。

(1)电磁铁的磁性强弱可以由电流的大小来控制；(2)电磁铁的磁性有无可以由通断电来控制；(3)电磁铁的极性可以由电流方向来控制。典例解读

【例1】 小明同学在一个空心纸管上绕了一些漆包线，为了使导线通电后产生的磁场明显增强，可以采用的办法是()A．拆去若干圈导线，使所绕导线的电阻减小一些 B．在空心纸管内部放入一个尽量粗一些的铁芯 C．再多绕若干圈导线，并在空心纸管内部放入一个铜芯 D．在空心纸管内部放入任意材料的金属都可以

【解析】电磁铁所绕导线电阻对电磁铁磁性没有影响，所以拆去若干圈导线，使所绕导线的电阻减小一些不会影响电磁铁磁性的变化，不符合题意；在空心纸管内部放入一个尽量粗一些的铁芯，此时铁芯被磁化，螺线管的磁场和铁芯的磁场共同作用，使电磁铁磁性大大增强，符合题意；再多绕若干圈导线可以增强磁场，但是增强的不是太大，在空心纸管内部放入一个铜芯，铜不是磁性材料，铜芯不能被磁化，铜芯周围不会产生磁场，不符合题意；只有磁性材料放在螺线管的中间，磁性材料才能被磁化，电磁铁的磁场才能大大增强，不符合题意。

【答案】B 【例2】 关于电磁铁的特点，下列说法错误的是()A．电磁铁通电时有磁性．断电时无磁性 B．通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强

C．在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强 D．当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁就会失去磁性

【解析】电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，说法正确，不符合题意；在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强，说法正确，不符合题意；在电流一定时，外形相同的螺线管即铁芯相同，线圈匝数越多，磁性越强，说法正确，不符合题意；当通入电磁铁的电流方向改变后，电磁铁的磁极改变，电磁铁有磁性，说法错误，符合题意。

【答案】D(二)电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关

思考：为什么在各自制作的电磁铁吸引的大头针数目会不一样多？电磁铁的磁性强弱除了与电流的大小有关，它还与哪些因素有关呢？

让学生猜想并说明猜想的依据。学生容易猜想到的因素有：①电流的大小；②线圈匝数的多少；③铁芯的大小；④组成线圈的导线材料、粗细等等。

上面的几种猜想是学生根据已有的知识基础提出的，教师应引导学生对这些猜想进行筛选，确定共同的研究目标。其中组成线圈的导线材料、粗细等对电磁铁磁性的影响都可引导归入电流的大小。所以只研究电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数多少的关系即可。

1．交流和讨论制定出实验方案：

(1)保持线圈匝数相同，铁芯相同，探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；(2)在铁芯相同，电流相同的情况下，探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系。2．设计实验，思考：

(1)在实验中如何显示电磁铁磁性的强弱？(2)在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，①怎样保证线圈和铁芯相同？(使用同一个电磁铁或两个完全相同的电磁铁)②怎样改变、显示线圈中的电流？

(3)在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系时，①怎样改变线圈的匝数？(在同一个铁芯上分别缠绕不同匝数的线圈，或用两个铁芯一样匝数不同的线圈)②怎样保持电流相同？(把匝数不同的线圈先后接入同一个电路，通过滑动变阻器调节，或将两线圈串联在同一个电路中)3．进行实验

实验电路采用课本图16－26所示(a)、(b)的电路。实验过程中，教师要给学生做如下具体指导：(1)正确连接电路；(2)控制变量时，为了使实验效果明显，要使不同的量的差别较大些；

(3)每次实验时，都应将显示磁性强弱的大头针或曲别针与电磁铁尽可能充分接触。进行实验收集数据：

(1)按照预设的实验方案制作电磁铁，连接电路。

(2)研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系：改变线圈匝数时要调节滑动变阻器阻值，观察电流表示数，保持通过线圈的电流值一定，然后用电磁铁吸引大头针，记录线圈匝数、线圈中电流、电磁铁吸引大头针数目。

(3)研究电磁铁的磁性强弱与通过线圈电流的关系：保持接入电路的电磁铁的线圈匝数不变，调节滑动变阻器阻值，观察电流表示数，然后用电磁铁吸引大头针，记录线圈匝数、线圈中电流、电磁铁吸引大头针数目。

实验结束后，指导学生对实验现象和数据进行分析，对实验结果进行解释和描述。小组之间互相交流、分类整理，得出结论：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。

师生讨论：改变线圈匝数，改变通过线圈中的电流，都可以改变线圈的磁性强弱。在实际的应用中，哪一种方法更方便？(改变通过线圈中的电流更方便)典例解读

【例3】 为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小琴同学用漆包线在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。

(1)当开关闭合后，请在甲图中标出磁体的N极；

(2)比较图______和______可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强；(3)由图______可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强。

【解析】由右手螺旋定则可判断出甲图中上端为N极，下端为S极；乙图与丙图中线圈的匝数相同，变阻器接入电路中的电阻值不同，通过丙图线圈中的电流大，丙图中电磁铁吸引的大头针多，说明匝数相同时，电流越大，磁性越强；丁图中两线圈匝数不同，左边少，右边多，串联后，通过两线圈的电流相同，从题图知右边的电磁铁吸引的大头针多，说明在电流相同时，线圈的匝数越多，磁性越强。

【答案】(1)N极在上端(2)乙 丙(3)丁(三)电磁铁的应用

思考：电磁铁有什么应用呢？

利用电磁铁原理制备的有磁悬浮列车、电磁阀门车、电磁起重机、电铃、电话、磁带等，大家能否解释它们利用电磁铁的工作原理？

磁浮列车不同于一般轮轨粘着式铁路，它没有车轮，是借助无接触的磁浮技术而使车体悬浮在轨道的导轨面上运行的铁路。磁浮列车被喻为21世纪生态纯净的交通运输工具，它利用电磁感应的作用，沿导轨漂浮于空气中，与其轨道没有直接的接触，没有旋转部件，靠磁力推进，时速可达300公里以上，因此磁浮列车具有高速、安全、舒适和低噪声等优点，而受到各国的重视。

同学们根据课本图16－27解释电铃的工作原理。让学生阅读课文P16“STS”了解电话和磁带录音。

典例解读

【例4】 如图是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是()

A．电磁铁始终没有磁性

B．衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹

C．衔铁没有向下运动

D．电池正、负极接反了

【解析】当开关闭合后，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，打击铃碗，发出声音。此时电路始终接通，电磁铁始终吸引衔铁，衔铁不会回弹，所以钉锤不能再重复打击铃碗。

【答案】B

四、尝试练习，掌握新知请同学们完成《探究在线·高效课堂》“随堂演练”部分。

五、课堂小结，梳理新知

1．把带有铁芯的通电螺线管称为电磁铁。2．电磁铁的特性和工作原理。

3．电磁铁磁性强弱与通过电流的大小、线圈的匝数有关。

六、深化练习，巩固新知

请同学们完成《探究在线·高效课堂》“课时作业”部分。

16．4 电磁继电器与自动控制

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。3．会利用电磁继电器设计简单的报警电路。

重点

了解电磁继电器的结构和工作原理。

难点

正确认识电磁继电器的工作原理和工作过程。

单刀双掷开关，红灯泡，绿灯泡，灯座，导线，开关，电磁继电器，电池组，玩具电动机，光敏电阻，多媒体等。

一、创设情境，导入新知

看课本P18图16－31(a)龙门吊正在吊运重物。

教师介绍：驱动大型机器的电流可能达到几十安、几百安，但在许多电视的画面上，我们常常看到工人师傅利用按钮来控制机器，难道强大的电流就是在按钮中通过吗？不可能，按钮承受不了大电流，用手直接控制强大的电流或操作高电压电路是很危险的，工人师傅按下的只是电磁继电器的开关，而大型机器的电源开关的接通和断开是由电磁继电器控制的。

电磁继电器实际上是一种间接控制的开关。利用电磁继电器人们还实现了各种的自动控制。

电磁继电器怎样实现间接控制呢？

二、自主合作，感受新知

阅读教材并结合生活实际，完成《探究在线·高效课堂》“预习导学”部分。

三、师生互动，理解新知(一)认识电磁继电器

电磁继电器是用电磁铁控制的继电器。

(1)活动1：让学生对照实物和课本P18图16－32(a)、(b)仔细观察电磁继电器及其内部结构，弄清它的主要部件及其作用，然后填入课本方框中。

电磁继电器的主要部件及其作用。①电磁铁，通电时产生磁性，吸下衔铁；

②衔铁：和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动； ③返回弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁； ④触点：被控制的工作电路的开关。

提醒学生注意：衔铁和动触片是绝缘的，正常工作时动触点一定是与上下静触点中的一个接触，与另一个断开。

(2)演示：电磁继电器的控制作用。(引导学生认真观察)典例解读

【例1】 下面是某同学对电磁继电器的认识，请帮他补充完整。

(1)如图所示是电磁继电器结构示意图。其中有两个电路：一是控制电路，由低压电源U1、______和开关S组成；二是工作电路，由高压电源U2、______和电磁继电器的______部分组成。

(2)利用电磁继电器可实现由______电压、____电流的电路控制______电压、______电流的电路，还可以实现______和______等。

(3)电磁继电器在电路中主要是通过控制电路的通断来控制________的有无，从而由衔铁的被拉下和复位，带动触点，实现对________的控制，所以电磁继电器的实质是______________________________。

【解析】由图知，控制电路由低压电源U1、电磁铁A和开关S组成；工作电路由高压电源U2、电动机和电磁继电器的动触点和静触点部分组成；电磁继电器是一个利用电磁铁来控制电路工作的开关，可进行远距离操纵和自动控制，其作用是利用低电压、弱电流的“控制电路”通断，来间接的控制高电压、强电流的“工作电路”的装置。

【答案】(1)电磁铁A；电动机；动触点和静触点；(2)低；弱；高；强；远距离控制；自动控制；(3)电磁铁磁性；工作电路；利用电磁铁控制电路通断的开关

(二)学习使用电磁继电器 1．学习使用电磁继电器

(1)阅读课本P19“活动2”了解实验目的、操作方法和操作注意事项。

(2)根据电磁继电器标称的“线圈额定电压”选择控制电路的电源，连接控制电路的电源、开关和继电器。闭合、断开开关观察继电器的衔铁怎样动作。

(3)根据小灯泡的额定电压选择工作电路的电源，按课本P19图16－33连接电源、开关和小灯泡。闭合工作电路开关，观察控制电路的开关断开和闭合时红、绿灯的发光情况。

(4)将电路中连接的电磁继电器控制电路的遮住，只能观察到红、绿灯。让学生根据红、绿灯的亮或暗情况判断控制电路开关的通或断情况。体验电磁继电器组成的电路可以作为某种电路工作状态指示电路。

(5)将红灯换成小电动机，闭合工作电路开关，观察控制电路的开关断开和闭合时电动机工作情况。由此推论电磁继电器组成的电路可以对多种的工作电路进行控制。

2．让学生尝试说明实验电路的工作原理工作电路开关接通，控制电路的开关断开时，电磁铁没有磁性，返回弹簧将衔铁拉起，动触点与上端静点接通，绿灯亮，红灯灭；控制电路的开关闭合时，电磁铁有磁性，克服返回弹簧的拉力，将衔铁吸下，动触点与下端静触点接通，红灯亮，绿灯灭。

典例解读

【例2】 如图所示，是利用电磁继电器来控制红灯、绿灯的电路，当电路中开关S闭合时，______灯亮，当开关S断开时，______灯亮。

【解析】电磁继电器的工作原理是利用电磁铁的通、断电，由衔铁使工作电路闭合或断开，从而达到由控制开关控制工作电路的目的。当开关S闭合，控制电路接通，电流通过电磁铁，具有磁性，将衔铁吸下，动触点与下面的定触点接触，使绿灯电路接通，绿灯亮。当开关S断开，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧作用下被拉起，动触点与上方的定触点接触，红灯电路接通，红灯亮。【答案】绿 红

【例3】如图所示的是恒温箱的简易电路图。其工作原理是，接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当箱内温度达到温度计金属丝A所指的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，工作电路______，电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝A所指的温度时，控制电路断开，衔铁被______，工作电路再次工作，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。

【解析】本题考查的是电磁继电器的工作原理，当温度升高使控制电路接通，电磁铁将衔铁吸下，使工作电路的两触点分开而停止工作；当温度降低使控制电路断开，在弹簧的作用下将衔铁拉起，使工作电路再次工作。【答案】断开(或停止工作)弹簧拉起

(三)电磁继电器的应用

了解电磁继电器的一些应用情况，讨论：为什么电磁继电器有这么广泛的应用？ 教师点拨：从前面了解到电磁继电器的结构和使用方法，我们注意到电磁继电器的控制电路和工作电路是隔离的，并且只要用低压、小电流就可以对电磁继电器进行控制，所以利用电磁继电器我们就可以实现对高电压、大电流实行隔离控制，对一些危险的现场实行远距离控制。

让学生阅读课本P19“STS”了解“机器人”。

教师：机器人是一种能根据事先设计的程序或在人的操纵下完成一系列复杂动作的设备。各种各样的机器人对人们的生产、生活提供了很大的帮助。

学生阅读课本P20图16－34和图下面的文字说明，了解各种各样的机器人的用途。典例解读

【例4】 如图是一种温度自动报警器的原理图，制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连，说法正确的是()

A．当温度计达到90 ℃时，报警装置会响铃，同时红灯亮 B．当温度计达到90 ℃时，报警装置会响铃，同时绿灯亮 C．当温度计达到85 ℃时，报警装置会响铃，同时绿灯亮 D．当温度计达到85 ℃时，报警装置会响铃，同时红灯亮

【解析】如图，当温度到达90 ℃时，水银柱到达金属丝的下端，左边的控制电路闭合，控制电路中有电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使衔铁向下运动，从而带动动触点向下运动，使红灯、电铃所在的电路接通，此时红灯发光、电铃响，发出报警信号，故A正确、B错误，当温度到达85 ℃时，水银柱未到达金属丝的下端，左边的控制电路断开，控制电路中无电流，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧作用下向上运动，从而带动动触点向上运动，使绿灯所在的电路接通，此时绿灯发光，红灯不亮、电铃不响，故C、D错误。

四、尝试练习，掌握新知

请同学们完成《探究在线·高效课堂》“随堂演练”部分。

五、课堂小结，梳理新知

1．了解电磁继电器的结构和工作原理。

2．电磁继电器可用于低电压、弱电流控制高电压、强电流，实行远距离控制等。

六、深化练习，巩固新知

请同学们完成《探究在线·高效课堂》“课时作业”部分。