第二十章 第3节 电磁铁 电磁继电器 -2024-2025学年人教版物理九年级上学期 -

第二十章 电和磁 3 电磁铁 电磁继电器 一根条形磁体，它的周围存在着磁场。这种磁体是一种永久性磁体，永久磁体可以吸引铁钉、曲别针、钢针等铁磁性材料的物体。 演示：通电螺线管插入 铁芯的前、后，吸引大头 针的情况 通电螺线管内插入铁芯后，磁性明显增强，这种磁体叫做电磁铁 一、电磁铁 1．电磁铁：插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。 2.特点：有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。 3.原理： 电流的磁效应 电磁铁通电后，铁芯在螺线管的磁场中被磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。 插入铁芯后，为什么磁性明显增强？ 4.应用广泛：从小电动汽车、家里的冰箱，到三峡水库的发电站，各种大小的电磁铁应有尽有。 冰箱里的电磁铁 吸尘器里的电磁铁 电磁起重机 用一根导线和一枚铁钉可以制作一个电磁铁，怎样可以使这个电磁铁的磁性增强？ 二、电磁铁的磁性 想想议议 实际生活中，根据工作性质的不同，需要的电磁铁的磁性强弱也不同，那么电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？ 问题 实验探究 影响电磁铁的磁性强弱的因素 实验器材： 匝数不同的两个电磁铁、电源、开关、导线、圆铁片、 滑动变阻器、电流表。 实验方法： 控制变量法、转换法 猜想假设： 可能与电流的大小、线圈的匝数和有无铁芯有关。 设计实验： 1.如何判断电磁铁磁性的强弱？ 根据吸引铁片的多少来判断螺线管的磁性强弱。 2.如何让匝数不同的电磁铁通过的电流相等？ 让不同的线圈(内含铁芯)串联起来 实验步骤： （1）探究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响 按照电路图，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈（内有铁芯）串联起来，调整变阻器，改变电路中的电流。观察电流大小不同时，电磁铁吸引铁片数目有什么变化。 结论：匝数一定时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。 现象：电流越大，能吸引的铁片数越多 结论：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。 （2）探究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响 按照电路图，把匝数不同的两个线圈串联起来，闭合开关，观察比较A、B吸引铁片的数量。 现象：匝数多的电磁铁B，能吸引的铁片数越多 （3）探究有无铁芯对电磁铁磁性强弱的影响 闭合开关，观察线圈能吸引铁定的数目，保持变阻器的滑片位置不变，只是把铁芯抽出，再观察吸引铁片的数量。 结论：同一个线圈，通过的电流相同，有铁芯时，磁性明显增强。 现象：没有铁芯，电磁铁能吸引的铁片数减少。 （1）电磁铁线圈匝数和电流一定时，有铁芯的电磁铁磁性越强。 （2）同一个电磁铁，流过的电流越大，磁性越强。 （3）电流一时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，磁性越强。 实验结论: 2.电磁铁的优点: （1）电磁铁磁性有无，可用电流通断来控制； （2）电磁铁磁性强弱，可用电流大小、线圈的匝数来控制； （3）电磁铁的极性变换，可用电流方向来控制。 3.电磁铁的应用: 电磁继电器 感应式冲水器阀门 磁悬浮列车 巨型发电机组 电磁起重机 电铃 三、电磁继电器 问题思考 　 在生活中，我们经常看到一些大型机器在工作（如大型吊车），而它们的电流可达几十安、上百安，直接控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流？ 电磁继电器 1．电磁继电器 电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 2．电磁继电器的构造 电 磁 铁：产生磁性，吸下衔铁 衔 铁： 带动动触点上下运动 弹 簧： 带动衔铁弹离电磁铁 触 点： 相当于被控制电路的开关 电磁铁 衔铁 静触点 弹 簧 动触点 A C B 3． 工作原理 当低压控制电路的开关闭合时，电磁铁通电，把_______吸下来，使 和下面静触点接触，______电路闭合，电动机便转动起来。当开关断开时，电磁铁断电失去磁性，弹簧把______拉起来，切断工作电路，电动机便停止转动，指示灯亮。 衔铁 动触点 工作 衔铁 利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的开关； 4.电磁继电器的实质 5.作用： 几种电磁继电器 (2)实现自动控制。 (1)实现远距离控制。 考点一：影响电磁铁的磁性强弱的因素 （2019 昆明）如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在纸筒上做成了一个螺线管，用来研究螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现螺线管能够吸引一些铁钉，要使它能吸引更多铁钉的办法是（ ） A．在纸筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数 C．使滑动触头P向右滑动 D．将电源正负极互换 A 四、典例分析 （2019 宜昌）巨磁电阻（GMR）效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（　　） A．指示灯变暗，电压表示数变大 B．指示灯变暗，电压表示数变小 C．指示灯变亮，电压表示数变大 D．指示灯变亮，电压表示数变小 A 考点二：电磁继电器的应用 （2019 德阳市）在图中所示的自动控制电路中，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 A （2019 乐山市）下列设备，利用电磁继电器工作的是（ ） A. 水位自动报警器 B. 动圈式话筒 C. 电磁起重机 D. 直流电铃 A 看视频巩固 1.温度自动报警器 在水银温度计里插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。说明它的工作原理。 当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使电铃电路接通，电铃就响起来，发出报警信号。 优化大师课堂 2.锅炉压力自动报警器 当锅炉气压达到最大安全值时，推动活塞H接通导线ab，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使电铃电路接通，电铃就响起来，发出报警信号。 如图锅炉内气压能推动 活塞H移动，说明它的 报警原理。 3.自动水位显示器 当水位达到最大安全值时，接通导线AB，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯就亮起来，发出报警信号。水位没有到达金属块A时,电磁铁不通电无磁性，绿灯亮，显示水位正常。 水位没有到达金属块A时，绿 灯亮；水位到达A时红灯亮。 说明它的工作原理。 4.防汛报警器 当水位达到最大安全值时，接通导线K，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯就亮起来,发出报警信号。 如图B为浮球，能顶起活塞 K上下移动。说明它的报警 原理 今日勋章 Lavf57.77.100 $$