第二十章第3节电磁铁 电磁继电器 讲义 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第二十章 电与磁 20.3 电磁铁 电磁继电器 ★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。 一、电磁铁 1．带有铁芯的通电螺线管称为电磁铁，如图。 2.当通电螺线管插入铁芯后，由于铁芯被磁化，产生了与原螺线管磁场方向一致的磁场，因而它的磁性比原来强得多。电磁铁就是利用电流的磁效应工作的。 3.有电流通过时有磁性，没电流时失去磁性。磁性的有无由电流的通、断控制。 二、电磁铁的磁性 提出问题：电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关呢？ 猜想：磁性强弱可能跟：①电流的大小有关； ②线圈的匝数有关。 影响电磁铁磁性大小的因素 物理学研究方法：（1）控制变量法（探究电流大小对磁性影响时，控制线圈匝数不变；探究匝数对磁性影响时，控制电流大小不变）；（2）转换法（根据吸引铁钉数量的多少来判断磁铁的磁性强弱。）。 探究一、电流大小对磁性的影响 如图，线圈匝数不变，移动变阻器划片，改变电路中的电流大小；观察电磁铁吸引铁钉数量。 结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。 探究二、匝数对磁性的影响 如图，把两个匝数不同的线圈串联在电路中，两线圈电流相同，；观察电磁铁吸引铁钉数量。 结论： 电流一定时，外形相同的磁铁匝数越多，电磁铁的磁性越强。 ❒电磁铁与永磁体比较有哪些优点？ 1、电磁铁有无磁性可以由通断电流来控制； 2、电磁铁的极性可以由电流方向来控制； 3、电磁铁的磁性强弱可以由电流的强弱或线圈匝数多少来控制。 三、电磁铁的应用 四、电磁继电器 用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，工人师傅按下的只是继电器的开关，而电源的接通和断开是由继电器控制的。 电磁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。是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 1．电磁继电器的构造 电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。 2．电磁继电器的工作原理 3．电磁继电器的本质 ： 电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 【课堂练习】 1. 下列关于电磁铁的说法中正确的是（ ）。 A.电磁铁的磁场一定跟条形磁铁的磁场相似； B.电磁铁一旦通电即获得永久磁性； C.电磁铁的铁芯是由钢制成的； D.电磁铁通电有磁性，断电失去磁性 2. 电磁铁常用软铁等软磁性材料而不用钢等硬磁性材料做铁芯。这是因为（ ）。 A.软铁能磁化，而钢不能磁化 B.软铁易磁化，而钢不易磁化 C.磁化时，软铁具有的磁性比钢强 D.磁化后，软铁的磁性易消失，而钢的磁性不易消失 3. 探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如图电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是（ ）。 A．电流的大小 B．线圈的匝数 C．电流的方向 D．电磁铁的极性 4.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻 (GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖。如图4是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是（ )。 A．电磁铁右端为N极； B．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱； C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小； D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小 5.关于电磁铁，下面说法中不正确的是（ ）。 A.电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性； B.通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强； C.通入电磁铁的电流方向改变，它的磁性强弱也发生改变； D.在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强 6.使通电螺线管磁性增强的操作是（ ）。 A.把线圈的匝数增加一倍； B.改变电流方向； C.把电流强度大小减少一半； D.把螺线管中的铁芯抽出来 7.如图所示，下列说法正确的是（ ）。 A.当S1断开、S2闭合时，红灯亮； B.当S1断开、S2闭合时，绿灯亮； C.当S1闭合、S2断开时，绿灯亮； D.当S1、S2均闭合时，绿灯亮 【基础知识•过关检测】 1.小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（　　) A.开关断开电磁铁也有磁性 B.要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右移动 C.线圈B匝数多，所以线圈B中的电流小于线圈A中的电流 D.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 2.下图中属于电磁铁的应用的是（　　) A.电饭锅　　　B.滑动变阻器 C.验电器　　　D.电磁起重机 3.如图是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置。关于该装置，下列说法不正确的是（　　) A.装置中的温度计使用的水银是导体 B.装置中的电磁铁工作原理与电饭锅相同 C.电铃响说明温度达到85 ℃及以上 D.灯亮说明温度低于85 ℃ 4.如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是 (　　) A.电磁铁的右端为N极 B.当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强 C.当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大 D.当滑片P向左滑动时，指示灯变亮 5.如图所示，当开关断开时，铁块、弹簧在图中位置保持静止状态。当闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（　　) A.电流表示数变大，弹簧长度变短 B.电流表示数变小，小磁针的N极顺时针转动 C.电磁铁磁性增强，弹簧长度变长 D.电磁铁磁性减弱，小磁针的N极逆时针转动 6.创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（　　) A.水位上升时，电磁铁磁性变弱 B.水位上升时，通过R0电流变小 C.水位下降时，R0的电功率变大 D.水位下降时，RN的阻值会变大 7.如图-1所示是物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图-2所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作，当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流等于或大于0.06A时，电控照相机开始拍照，g取10N/kg。下列说法中正确的是（  ） A．若要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数 B．a处是指示灯，b处是电控照相机 C．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对压敏电阻的压力为12000N D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为1.2W 8.如图，是汽车尾气中CO排放量的检测电路的简化电路。当CO 浓度高于某一设定值时，报警装置发声报警。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，电磁铁的上端是S极 B．当CO 浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．气敏电阻R₁阻值随CO 浓度的增大而减小 D．将R₂的滑片上移，检测电路在 CO浓度更高时报警 9.一个空心小铁球放在盛水的烧杯中漂浮在水面上，将烧杯置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接在如图所示的电路中，开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A．小铁球仍静止在水面上时受到的重力和浮力是一对平衡力 B．A端为电磁铁的S极 C．滑片P向右滑动，小铁球所受浮力不变 D．滑片P向左滑动，螺线管的磁性增强 学科网（北京）股份有限公司 $$