20.3电磁铁 电磁继电器 课件-2023-2024学年人教版物理九年级全一册

-1- ■考点一 电磁铁及其磁性 1. 电磁铁：带铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。通电螺线管插入铁芯后，铁芯被磁化，铁芯磁场和通电螺线管磁场叠加使磁场增强。 2. 实验：探究电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数的关系。 用到的实验方法有： ①转换法：将电磁铁磁性强弱转换成可比较的吸引曲别针的多少。 ②控制变量法：研究磁性强弱与电流的关系时要保证线圈匝数相同；研究与匝数的关系时要保证电流大小相同（让两电磁铁串联）。 实验结论：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数、电流的大小有关。通过电磁铁的电流越大，线圈的匝数越多，它的磁性就越强。 [考点解读] 20.3电磁铁 电磁继电器 3. 电磁铁磁性的有无可以利用电流的通断来控制；磁性强弱可以用电流强弱、线圈匝数多少来调节；电磁铁的磁极可以通过变换电流的方向来改变。这些性质使得电磁铁在生产和生活中具有广泛的应用，如电磁起重机、电磁选矿机、电铃、电磁继电器等。 -2- 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -3- 例 1 电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用，下图中主要用到电磁铁的设备有 （ ） 解析：B、C、D 中的用电器都是利用电流的热效应工作的。 答案：A 典题精析 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 ■考点二 电磁继电器 1. 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。 2. 电磁继电器的实质：一个利用电磁铁来控制工作电路的开关。 3. 电磁继电器的构造：由电磁铁、衔铁、弹簧、 触点（静触点、动触点）等组成。其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -4- 4. 电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和下面的静触点接触，工作电路闭合，开始工作。电磁铁断电时，电磁铁失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，使动触点和下面的静触点断开，切断工作电路。 5. 电磁继电器的应用： （1）用低电压、弱电流控 制高电压、强电流； （2）远距离控制； （3）自动控制。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -5- 例 2 （德阳中考）在图中的自动控制电路中，当控制电路的开关 S 闭合时，工作电路的情况是（ ） A. 灯不亮，电铃响 B. 灯不亮，电铃不响 C. 灯亮，电铃不响 D. 灯亮，电铃响 典题精析 -6- 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 解析：当控制电路的开关 S 闭合时，控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，动触头和下面电路接通，电铃工作，和上面的电路断开，所以灯不亮，电铃响。 答案：A 易错：C 错因：看到图示中灯连接在电路中就认为灯亮，电铃不响，没有实际判断而出错。 满分备考：首先要明白电磁继电器的原理，然后根据实际电路和实际的要求去分析，方法都是由控制电路推向工作电路。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -7- 实验：探究电磁铁的磁性强弱与电流、线圈匝数的关系 1. 实验电路图 2. 实验过程 （1）研究电磁铁的磁性强弱和电流大小的关系。把电源、开关、滑动变阻器、电流表和电磁铁匝数较少的线圈连接成如图所示电路，让线圈匝数、线圈横截面积不变，调整变阻器滑片，使电流变小，观察电磁铁吸引曲别针的数目；再移动变阻器的滑片，使电流增大，观察电磁铁吸引曲别针的数目。 [实验突破] 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -8- （2）研究外形相同的螺线管，电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系。让线圈横截面积不变，改变接入电路中螺线管的匝数，同时调整变阻器滑片， 保持电流大小不变，观察电磁铁吸引曲别针的数目是否变化。 3. 实验结论 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，匝数越多，电磁铁的磁性越强。 命题点： 1. 磁场的基本性质（能吸引①______、钴、镍等物质）。 2. 电磁铁通电后具有磁性的原理（电流的磁效应）。 3. 滑动变阻器的作用（改变电路中电流大小）。 4. 转换法的应用（通过比较②____________ 来反映磁性的强弱）。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -9- 5. 控制变量法的应用 a. 探究磁性强弱与线圈匝数的关系，控制 ③________ 不变，选择匝数不同的电磁铁进行实验； b. 探究磁性强弱与电流大小的关系，应控制 ④_______ 不变，移动滑动变阻器改变电路中电流 大小进行实验； c. 探究磁性强弱与有无铁芯的关系，控制电磁铁⑤___________________ 不变。 6. 电磁铁的 N、S 极的判断（安培定则的应用）。 7. 如果用电磁铁吸引大头针，大头针下端分散的原因（大头针被磁化，同名磁极相互⑥_______）。 实验结论：电磁铁磁性强弱的因素与电流的大小、线圈的匝数及有无铁芯等因素有关。线圈匝数一定时，通过的电流越大，电磁铁的磁性⑦__________；电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数⑧_________，电磁铁的磁性越强；电流和线圈匝数相同，有铁芯的比无铁芯的电磁铁磁性⑨______。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -10- 教材图片 图片解读 命题考点：电磁铁的应用 电磁起重机是利用①_________ 来工作的，它的磁性强弱可以通过改变②____________ 来实现。 命题考点：磁浮列车 磁浮列车的车厢和铁轨上分别安放磁体，使它们的两极相对，利用了磁极间相互作用的③ ______ 力，使列车离开地面，消除了车体与轨道之间的④______ 力，从而极大地提高运行速度。 [教材图片全解] 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -11- 命题考点：电磁继电器 如图所示，是直流电铃的工作原理示意图，铃锤与衔铁一端固定，衔铁与弹性片相连，在自然情况弹性片是和螺钉接触的。 接通电源，电磁铁具有⑤_______ 从而吸引衔铁，铃锤敲击铃碗发声，同时弹性片与螺钉⑥_______ 导致断电，此时电磁铁释放衔铁，弹性片又和螺钉⑦_______， 使电路通电，铃碗发声，如此往复循环。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -12- 续表 ■不知道影响电磁铁磁性强弱的因素 例 （青海中考）如图所示的“探究电磁铁磁性 强弱与哪些因素有关”的实验 中，想让电磁铁吸引更多的大头针，可行的做法是 （ ） A. 减少线圈的匝数 B. 用铜芯代替铁芯 C. 将滑片 P 向 a 端移动 D. 将滑片 P 向 b 端移动 [易错分析] 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -13- 解析：电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数和电流的大小有关。 线圈匝数越少，磁性越弱，所以，减少线圈匝数，电磁铁吸引的大头针减少，故 A 错误； 电磁铁的芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，如果用铜芯代替铁芯，电磁铁磁性减弱，吸引的大头针减少，故 B 错误；将滑片 P 向 a 端移动，电阻减小，由欧姆定律可知，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，则电磁铁能吸引更多的大头针，故 C 正确；将滑片 P 向 b 端移动，电阻增大，由欧姆定律可知，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，则电磁铁吸引的大头针减少，故 D 错误。 答案：C 易错：A 错因：误以为电流一定的情况下，线圈匝数越少，电磁铁磁性越强。 易错警示：（1）影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小、线圈匝数多少等，电流越大、匝数越多的电磁铁的磁性越强。（2）通常用控制变量法和转换法研究电磁铁磁性强弱的影响因素。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -14- ■题型 电磁铁的应用 例 （黄冈中考） 如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值______，电路中的电流增大，电磁铁的磁性 _________，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中 a、b 一个是除尘器，一个是指示灯，则 ________ 是除尘器。 [题型探究] 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -15- 解析：当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，电路中的电流增大，根据欧姆定律可知光敏电阻的阻值减小；当电路中的电流增大时，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启自动除尘模式，所以下面的 b 是除尘器，上面的 a 是指示灯。 答案：减小 增强 b 题型解法：要知道电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，应结合题意具体分析电磁继电器的工作流程。 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -16- 答案： 实验突破： ①铁 ②电磁铁吸引曲别针的多少 ③电流 ④线圈匝数 ⑤线圈匝数和电路中电流 ⑥排斥 ⑦越强 ⑧越多 ⑨强 教材图片全解： ①电磁铁 ②电流大小 ③斥 ④摩擦 ⑤磁性 ⑥分离 ⑦接触 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 -17- 1. 电磁铁 （1）构成：带 _________ 的螺线管叫做电磁铁。 （2）优点：电磁铁磁性的有无可以通过 ___________ 来控制。 （3）应用：电动汽车、冰箱、三峡水库发电站、大型电动机、发电机、磁疗设备、测量仪器等，都用到了电磁铁。 2. 影响电磁铁磁性强弱的因素 电磁铁磁性强弱的影响因素：________ 一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越 _______；________ 一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越 _______。 -1- 20.3 电磁铁 电磁继电器 ▍课前预习/新知导引 第 1 课时 电 磁 铁 20.3 电磁铁 电磁继电器 -2- ■考点 1 电 磁 铁 1. 电磁铁的优点是 （ ） A． 它的磁性非常强 B． 它能长时间保持磁性 C． 它不需要消耗电能 D． 它的磁性有无、强弱和磁极的方向都可以改变 ▍考点集训/夯实基础 2. 电磁铁被广泛应用于生产、生活中。 下列产品中没有用到电磁铁的是 （ ） 磁悬浮列车 台灯 老式电话机 电磁起重机 A B C D -3- 20.3 电磁铁 电磁继电器 ■考点 2 影响电磁铁磁性强弱的因素 3. 关于电磁铁，下列因素的变化不会对它的磁性强弱产生影响的是 （ ） A． 电流的方向 B． 电流的强弱 C． 线圈匝数的多少 D． 通电螺线管中是否有铁芯 -4- 20.3 电磁铁 电磁继电器 4. 某同学连接如图所示电路研究电磁铁的磁性。为了让铁钉吸引大头针的数目增多，以下措施中可行的是 （ ） （第 4 题图） A． 将滑片向左端滑动 B． 将滑片向右端滑动 C． 减少铁钉上所绕线圈的匝数 D． 去掉一节干电池 -5- 20.3 电磁铁 电磁继电器 5. 如图所示是“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验电路图，开关的 ________ 可控制磁性的有无；要改变电磁铁的磁性强弱，可通过 ___________ _______________________ 实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察电磁铁吸引大头针的 ____________ 来确定。 -6- 20.3 电磁铁 电磁继电器 （第 5 题图） 6. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，如图所示将导线绕在两个完全相同的铁钉上，制成简易的电磁铁甲和乙，通电后发现甲吸引大头针的个数多，说明电磁铁的磁性强弱与 _______ 有关；当滑片 P 向 A 端移动时，甲的磁性将 ______（选填“增 强”或“减弱”）。 -7- 20.3 电磁铁 电磁继电器 （第 6 题图） 1. 电磁继电器的原理 （1）结构：电磁继电器由 _______、衔铁、弹簧（簧片）、触点组成。 （2）工作原理：电磁继电器的工作电路由 _____ 控制电路和 _____ 工作电路组成。接通控制电路，电磁铁有了磁性，吸引衔铁，使 ______ 工作电路工作；断开控制电路，电磁铁失去磁性，释放衔铁，使 _____ 工作电路断开。 2. 电磁继电器的应用 电磁继电器实质是利用 ______ 控制工作电路通断的开关。电磁铁对衔铁的吸、放，控制着高压工作电路的通、断，从而实现了间接控制高压工作电路的目的。 -8- 20.3 电磁铁 电磁继电器 ▍课前预习/新知导引 第 2 课时 电磁继电器 20.3 电磁铁 电磁继电器 -9- ■考点 1 电磁继电器的结构 1. 电磁继电器的触点相当于 （ ） A. 电磁铁 B. 衔铁 C. 开关 D. 电源 2. 如图是电磁继电器的构造示意图，请指出下列各部 分的名称： A 是 _________； B 是 _________； C 是 _________； D 是 _________。 ▍考点集训/夯实基础 （第 2 题图） ■考点 2 电磁继电器的工作原理 3. 电磁继电器的作用之一是通过控制低压电路的通断间接地控制高压电路的通断。 关于下图所示的电路，以下说法正确的是 （ ） （第 3 题图） A． 连有电动机的电路是低压控制电路 B． 连有电动机的电路是高压工作电路 C． 图示电路的主要优点是可以节约用电 D． 图示电路的主要优点是为了操作方便 -10- 20.3 电磁铁 电磁继电器 ■考点 2 电磁继电器的应用 4.（教材 P132，T1 改编）如图所示是一种水位自动报警器原理图，水位没有到达金属块 A 时，______ 灯亮，水位到达金属块 A 时，______ 灯亮。 （第 4 题图） （第 5 题图） 5. 如图是火警自动报警原理图。发生火警时，温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而使电磁铁电路 __________（选填“接通”或“断开），衔铁___________，接通触点使报警电路中有电流通过，红灯亮、电铃响。 -11- 20.3 电磁铁 电磁继电器 6. 如图是小强同学在研究性学习的活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内，观察电路可知，有人踩踏板时，电铃 _______（选填“响”或“不响”），灯泡 _______（选填“发光”或“不发光”）。 -12- 20.3 电磁铁 电磁继电器 （第 6 题图） 1.（1）铁芯 （2）电流的通断 2. 线圈匝数 强 电流 强 -7- 第二十章 电 与 磁 ▍课前预习/新知导引 20.3 电磁铁 电磁继电器 第 1 课时 电 磁 铁 第二十章 电 与 磁 -8- 1. D 2. B 3. A 提示：影响电磁铁磁性强弱的因素有：线圈的匝数、电流的强弱、螺线管中是否有铁芯。电磁铁磁性的强弱与线圈中电流 的方向无关。 4. B 提示：当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，由欧姆定律可知电路中电流将增大，则电磁铁的磁性增大，故吸引大头针的数目将增加，故 Ａ 错误，Ｂ 正确；减少铁钉上所绕线圈的匝数、去掉一节干电池，电磁铁的磁性都会减弱， 吸引大头针的数目将减少，故 C、Ｄ 错误。 5. 通断 移动滑动变阻器滑片 P 的位置数目 6. 线圈的匝数增强 ▍考点集训/夯实基础 1.（1）电磁铁 （2）低压 高压 高压 高压 2. 电磁铁 -9- 第二十章 电 与 磁 ▍课前预习/新知导引 第 2 课时 电磁继电器 第二十章 电 与 磁 -10- 1. C 2. 电磁铁 衔铁 弹簧 触点 3. B 提示：左侧连有开关和电磁铁的电路是控制电路，右侧连有电动机的电路是工作电路，故 A 错误，B 正确；利用电磁继电器并非为了节约用电，而是从安全的角度考虑，利用低压电路控制高压电路，实现远程控制和自动控制，故 C、D 错误。 4. 绿 红 5. 接通 被吸下 提示：发生火警时，周围环境温度升高，由于双层金属片受热膨胀的程度不同，导致了双层金属片向下弯曲，从而使电磁铁电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，衔铁被吸下的同时，使报警电路中有电流通过，红灯亮、电铃响。 6. 响 不发光 提示：当有人踩踏板时，控制电路接通，电磁铁有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警；此时灯泡所在电路断开，灯泡不发光。 ▍考点集训/夯实基础 $$