课时20.3 电磁铁 电磁继电器【帮课堂】2022-2023学年九年级物理全一册同步精品讲义（人教版）

课时20.3 电磁铁 电磁继电器（帮课堂）（原卷版） 【学习目标】 1.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理； 2.知道影响电磁铁磁性强弱的因素； 3.了解电磁铁在生活中的广泛应用； 4.了解电磁继电器的结构和工作原理； 5.初步认识电磁学知识的实际应用。 【知识导图】 【基础知识】 知识点一、电磁铁 1.概念 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 2.电磁铁的构造 如图所示，电磁铁主要由线圈和铁芯（由软铁制成，不能用钢，因钢磁化后磁性不易消失）构成。当线圈通过电流时产生磁场，而铁芯可以可以在线圈产生磁场时被磁化，产生与螺线管的磁场方向一致的磁场，大大增强了电磁铁的磁性。 3.电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 拓展培优： 常见的电磁铁多数成U型，目的是使电磁铁的两个磁极能同时吸引物体，增大其吸引力。 【典例1】如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（　　）。 A．在圆筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数 C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 D．将电源正负极互换 知识点二、电磁铁的磁性 1.探究-电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关 实验目的 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 实验猜想 影响电磁铁磁性强弱的因素可能是线圈中的电流大大小、电磁铁线圈匝数的多少（用控制变量法） 实验器材 电源、开关、滑动变阻器、电流表、两个规格相同的大铁钉、导线和若干大头针 设计电路图 进行实验 （1）将导线绕在铁钉上做成简易电磁铁，并将其置于足量的大头针的上方； （2）连接好电路，使滑动变阻器接入电路的阻值适中，闭合开关，观察到如图甲所示电磁铁吸引大头针较少；移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，观察到如图乙所示电磁铁吸引的大头针增多。比较可知，通过电磁铁的电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强； （3）如图丙所示，将导线绕在两个相同的铁钉上，构成两个简易电磁铁的串联电路。从图丙可以看出，在电流相同情况下，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 实验结论 电磁铁磁性的强弱与线圈中的电流大小以及线圈匝数的多少有关。 （1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强； （2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 2.电磁铁的特点和应用 （1）电磁铁的特点 ①磁性的有无可通过通断电流来控制； ②磁极的极性可通过改变电流的方向来实现； ③磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 （2）电磁铁在实际生活中的应用 ①对磁性材料有力的作用。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； ②产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。 【典例2】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）实验中，通过观察_______来判断电磁铁磁性的强弱； （2）根据图示的情景可知，_______（选填“甲”或“乙”）吸引的大头针个数较多，说明电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越_______（选填“强”或“弱”）；当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越_______，电磁铁的磁性越强； （3）根据右手螺旋定则，可判断出乙电磁铁的上端是_______（选填“N”或“S”）极； （4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是_______。 知识点三、电磁继电器 1.定义 电磁继电器时利用低电压、弱电流的路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2.构造及工作原理 电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分，如图所示。 控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3.电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核