初中物理电磁继电器与自动控制备课教案案例

16.4　电磁继电器与自动控制

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.了解电磁继电器的结构和工作原理。

2.会用电磁继电器进行自动控制的简单电路。

【过程与方法】

通过电磁继电器控制简单电路的实验过程,学会利用电磁学知识解决实际问题。

【情感·态度·价值观】

通过了解物理知识的实际应用,认识科学及其相关技术对社会发展、人类生活的影响,提高学生学习物理知识的兴趣。

◇教学重难点◇

【教学重点】

电磁继电器的结构和工作原理。

【教学难点】

电磁继电器的工作原理和工作过程。

◇教学过程◇

一、新课导入

播放课件:码头上工人们忙碌的情景。你知道工人是怎样将如此重的集装箱吊起的吗?我们可以看到工人操作按钮就能控制吊车,轻松完成任务。吊车需要高电压、强电流来工作,那么工人师傅为什么没有危险呢?其实他们按下的只是电磁继电器的开关,这节课我们就来学习有关电磁继电器的知识。

二、教学步骤

探究点1　认识电磁继电器

[阅读课本]P17“工人师傅通过按钮……就是电磁继电器。”

[思考]龙门吊、起重机、机器人中的重要控制部件是什么?

[提示]龙门吊、起重机、机器人中的重要控制部件是电磁继电器。

[思考]什么是电磁继电器呢?

[阅读课本]P18“活动1　观察电磁继电器”

[思考]电磁继电器主要由哪些部分组成?

[提示]电磁继电器主要由电磁铁、衔铁、复位弹簧和动、静触点等组成。

[思考]各主要组成部分的作用是什么呢?

[提示]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复位弹簧: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。

[习题]选用电磁继电器的衔铁的材料,下列意见正确的是 (　　)

A.选用软铁片

B.选用钢片

C.以上两种都可以使用

D.以上两种都不可以使用

[分析]衔铁在电磁继电器中的用途:当电磁铁有磁性时,衔铁与电磁铁相互吸引;当电磁铁没有磁性时,电磁铁不吸引衔铁。用钢片制成的衔铁被磁化时,形成永磁体,当电磁铁没有磁性时,两者仍然相互吸引。而软铁片制成的衔铁被磁化时,形成软磁体,当电磁铁没有磁性时,衔铁也没有磁性,两者能够分开。综上分析,A项正确。

[答案]A

[思考]电磁继电器的衔铁和触点之间的连接是导体,还是绝缘体?

[提示]衔铁和动触片之间的连接是绝缘体,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。

探究点2　用电磁继电器进行自动控制

[阅读课本]P19“活动2　学习使用电磁继电器……自动化设备中。”

[思考]电磁继电器的实质是什么?

[提示]电磁继电器实质是由电磁铁控制的开关。

[思考]使用电磁继电器时要连接的电路包括几个电路?各组成部分有哪些?

[小结]电磁继电器使用时要连接的电路包括两部分:控制电路和工作电路。控制电路由电磁铁、开关、低压电源组成,工作电路由用电器、高压电源和电磁继电器的触点部分组成。

[实验]学生按“活动2”的要求动手实验。

[思考]通过实验、观察,你发现电磁继电器的工作原理是什么?

[提示]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,复位弹簧将衔铁拉起,动触点与上端静触点接通,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。

[思考]列举用电磁继电器控制用电器的缺点。

[提示]和一般的开关相比,电磁继电器有结构复杂、使用麻烦等缺点。

[阅读课本]P19“STS　机器人”

[思考]电磁继电器有这些缺点,人们为什么还要制造这么复杂的开关?

[归纳提升]电磁继电器的优点:①用低电压、弱电流来控制高电压、强电流,使电路控制变得安全;②可进行远距离操作,为实现遥控和自动控制提供可能;③控制电路部分可以用温度、光照等多种形式来实现,为实现温度自动控制或光电自动控制提供条件。

[习题]消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的;停电时,标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是 (　　)

[分析]A项,没有停电时(即220 V的电路接通),电磁铁有磁性,吸引衔铁,使下面的一只灯泡发光,不符合题意;B项,右侧电路的电源电压为36 V,而两盏灯的额定电压均为36 V,要使外部电路停电时,两盏灯都能正常发光,则两盏灯应并联,而图中两盏灯串联,不能正常发光,不符合题意;C项,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,上面的两只灯泡都不发光(即熄灭);停电时,衔铁被弹簧拉起,上面两只并联的灯泡可以在36 V的电压下正常发光,符合题意;D项,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,下面的两只灯泡都发光,而停电时,衔铁被弹簧拉起,则两只灯泡都不发光,不符合题意。

[答案]C

三、板书设计

16.4　电磁继电器与自动控制

1.电磁继电器

(1)构造

(2)作用

(3)实质

2.用电磁继电器进行自动控制

(1)组成电路

(2)工作原理

◇教学反思◇

本节课教学内容比较简单,课上尽可能地创造条件,安排学生分组实验、自主学习。让学生从实验中掌握知识,激发学生学习兴趣,让学生认识到物理知识在生产、生活中的应用,从而实现从物理走向生活。