20.3 电磁铁 电磁继电器 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第3节 电磁铁 电磁继电器 第二十章 电与磁 1.电流的磁效应：通电导线周围存在与____________有关的磁场。 2.通电螺线管周围存在磁场，它的磁场与__________相似。 3.安培定则：用________握螺线管，让________弯向螺线管中电流的方向，则__________所指的那一端就是螺线管的______极。 温故知新 电流方向 条形磁体 右手 N 四指 大拇指 N 观察与思考 巨大的电磁铁起重机可以轻易地吸起几吨重的废钢铁，并把它们转移到其他地方。它是怎么做到的呢？电磁起重机的原理是什么？ 学习目标 理解电磁铁磁性强弱的影响因素。（重点） 02 知道电磁铁的特性和工作原理。 01 03 知道电磁继电器的工作原理和应用。 电磁铁 观察实验发现，当通电螺线管中插入铁芯时，通电螺线管的磁性会明显增强。 这种加了铁芯的通电螺线管，就是今天我们将要学习的内容——电磁铁。 5 带铁芯的通电螺线管。 有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。 电磁铁 电磁铁： 工作原理： 电流的磁效应。 铁芯 线圈 特点： 问：电磁铁的磁极与通电螺线管的磁极一致吗？ （电流方向发生改变时，电磁铁的磁极也会发生改变） 电磁铁 电磁铁 【例题1】（多选）下列有关电磁铁的说法中，正确的是（ ） A. 铁芯使通电电磁铁的磁性增强 B. 电磁铁断电后，仍然有很强的磁性 C. 电磁铁的铁芯可以用铜棒代替 D. 电磁铁是根据电流的磁效应制成的 AD 拓展：铁芯能用钢棒代替吗？ 电磁铁磁性大小跟哪些因素有关呢？ 磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关。 应用电流磁效应，应该与电流大小有关。 线圈是主要部件，应该与线圈的形状、匝数有关。 猜想： 电磁铁的磁性 影响电磁铁磁性强弱的因素 两个电磁铁（一个150匝，一个100匝。）电源、开关、导线、大头针、 滑动变阻器、电流表或小灯泡。 ①控制变量法 ②转换法：根据吸引大头针、铁钉等的多少来判断螺线管的磁性强弱。 实验目的 实验器材 实验方法 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 控制电路中电流相同，改变线圈匝数 当电流一定时，外形相同的螺线管，匝数______，磁性______。 越多 越强 研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系 S a b 匝数越多，电磁铁吸引的大头针数目增多。 现象 结论1 实验1 研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系 控制电磁铁中线圈匝数一定，改变电磁铁的电流的大小 匝数一定时，通过电磁铁的电流越____，电磁铁的磁性_____。 增大电流，电磁铁吸引的大头针数目增多。 越强 大 S a 现象 结论2 实验2 b S 例题 （多选）如图是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，下列说法正确的是（ ） A．闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数相同，发现电磁铁乙吸引大头针的数目比甲多 B．电磁铁中铁芯的作用是改变磁场的方向 电流相同，线圈匝数越多，磁性越强，吸引大头针就越多。 增强磁性 × √ 例题 【例题2】（多选）如图是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，下列说法正确的是（ ） C．如图甲，滑片向右移动，发现电磁铁吸引大头针的数目增大 D．保持电流表示数不变，这是为了研究电磁铁的磁性强弱与匝数的关系 电阻增加，电流减小，磁性减弱。 控制变量法 AD × √ 小结 1. 电磁铁的构成： 。 2. 电磁铁的工作原理： 。 3. 电磁铁的磁性有无可以通过 来控制。 4. 电磁铁的磁性强弱可以通过线圈中 和 来控制。 5. 电磁铁的磁极方向可以通过线圈中 来控制。 内部插入铁芯的通电螺线管。 电流的磁效应 电流的通断 电流大小 线圈匝数 电流方向 电磁铁的应用 电磁阀门 电磁锁 电磁选矿机 电磁起重机 电铃 磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁，靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动。由于磁力使其悬浮在轨道上方几厘米高度，行走时不需接触轨道，因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时500km以上。 磁悬浮列车 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？ 工人师傅按下继电器的开关，通过继电器来控制电源的接通和断开。 继电器是利用一个回路的电流控制另一个回路中电流的装置。 电磁继电器 电磁铁 低压控制电路 静触点 弹簧 电磁铁： 衔铁： 弹簧： 触点： 动触点 通电时产生磁性，吸下衔铁 带动动触点上下运动 电磁铁无磁性时，带动衔铁离开电磁铁 相当于被控制电路的开关 电磁继电器的结构 衔铁 高压工作电路 电磁继电器的工作原理 作用：用______电压______电流电路的通断来间接控制______电压_______电流电路的通断。 实质：电磁继电器的实质就是一种利用___________来控制工作电路通断的________。 低 弱 高 强 电磁铁 开关 电磁继电器的作用及实质 电磁继电器的应用 1.利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断，使人远离高压环境； 2.利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制； 3.在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制，如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制、空气开关自动控制等。 电磁继电器的应用 应用实例——（1）温度自动报警器 制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，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。 工作原理： 温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号。 电磁继电器的应用 应用实例——（1）温度自动报警器 右图是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连，电源断开时，弹性片是和螺钉接触的。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复。 弄懂原理后，请你在右图所示的继电器上把电源连在电路里，使它成为一个电铃。 应用实例——（2）机械电铃工作原理 电磁继电器的应用 电磁继电器的应用 当水位上涨时，水与金属A接触，由于水（不纯净）是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则红灯发光； 当水位下降时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则绿灯亮。 电磁继电器的应用 应用实例——（3）水位自动报警器原理 【例题3】感应照明灯可以在天暗时自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路如图所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。 （1）如图，圆形虚线框内为本电路的核心部件，它是通过低电压、弱电流来控制高电压、强电流的电路通断的装置，其名称为__________，它的原理是______________； （2）在本图中，当控制电路电流增大到 一定程度时，受控电路将_______（选填 “接通”或“断开”）； （3）光照强度增大时，光敏电阻R2的阻值 ______，电压表示数______（选填“增大” “减小”或“不变”）. 电流的磁效应 电磁继电器 断开 减小 减小 电磁继电器的应用 电磁铁 定义：带铁芯的螺线管 工作原理：电流的磁效应 影响电磁铁强弱的因素 电流大小 线圈匝数多少 构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点 工作原理：电流的磁效应 工作电路 低压控制电路 高压工作电路 电磁继电器 电磁铁 和电磁继电器 课堂小结 课堂小结 1.某同学在做“探究电磁铁特性”的实 验中，使用了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 中不正确的是（　　） A．要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向左滑动 B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C．电磁铁b线圈匝数较多，所以通过b的电流较小 D．若将两电磁铁上部靠近，会相互排斥 C 随堂训练 2．刘倩同学在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”时，采用图1、图2、图3实验装置。线圈a的匝数是50匝，线圈b是80匝，调节滑动变阻器的滑片的位置，实验现象如图所示。重复了多次实验都有类似的现象。 （1）实验中刘倩是通过电磁铁                      来判定其磁性强弱的。 吸引大头针数量 图1 图2 图3 （2）分析图1、图2的实验现象，         ___相同时， __     越大磁性越强。 （3）分析图         的实验现象，电流相同时，                越多磁性越强。 （4）综合以上实验分析可以得出结论：影响电磁铁磁性强弱的因数有 、 。 线圈匝数 电流 3 线圈匝数 电流大小 线圈匝数 图1 图2 图3 3.关于温度报警装置说法错误是（    ） A．温度达到温度计金属丝温度时电磁铁有磁性      B．温度达到温度计金属丝温度时，电铃发声报警       C．温度没有达到温度计金属丝温度时，电铃不发声     D．温度报警器在任何温度下都报警 D 35 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf59.27.100 $$