2023学年九年级物理下册16.4电磁继电器与自动控制教案新版粤教沪版.doc

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。 【答案】A 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。 4