第20章 第3节 电磁铁 电磁继电器 ----2024-2025学年人教版物理九年级下学期

第二十章 电与磁 第3节 电磁铁 电磁继电器 “叮铃铃铃铃······”清脆的铃声每天伴随着我们 上课下课，明明没有人操作，电铃却能准时自动响起， 它的原理是什么？其实就是电磁铁的实际应用。 电铃 前一节我们学习了电流的磁效应，即电生磁——有电流就有磁场，且磁场强弱、方向都与电流具体情况有关，那电流断开之后呢？ 磁场就消失。 如果利用这样电流产生的磁场，就能更方便地完成磁场有无或强弱 的相关控制。 电磁铁的工作原理： 利用电流的磁效应 电磁铁：电路通过时有磁性，没有电流时就 失去磁性，这种磁体叫做电磁铁。 为什么是铁芯？ 可以用钢或其它金属吗？ 一、电磁铁 电磁铁和普通的条形磁铁有什么不同？ 常见的电磁铁——内部带有铁芯的通电螺线管。 磁体分类： 按形状： 条形磁铁 针形磁体 蹄形磁体（U型磁体） 按来源： 天然磁体（铁矿石） 人造磁体 按磁性保持时间： 硬磁体（永磁体）：钢 软磁体：铁 磁化：物体在电流/电流/磁体的作用下获得磁性的过程。 PPT模板：/moban/ PPT素材：/sucai/ PPT背景：/beijing/ PPT图表：/tubiao/ PPT下载：/xiazai/ PPT教程： /powerpoint/ 资料下载：/ziliao/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ PPT论坛：www.1ppt.cn PPT课件：/kejian/ 语文课件：/kejian/yuwen/ 数学课件：/kejian/shuxue/ 英语课件：/kejian/yingyu/ 美术课件：/kejian/meishu/ 科学课件：/kejian/kexue/ 物理课件：/kejian/wuli/ 化学课件：/kejian/huaxue/ 生物课件：/kejian/shengwu/ 地理课件：/kejian/dili/ 历史课件：/kejian/lishi/ 4 电磁铁的工作原理： 利用电流的磁效应 电磁铁：电路通过时有磁性，没有电流时就 失去磁性，这种磁体叫做电磁铁。 为什么是铁芯？ 可以用钢或其它金属吗？ 一、电磁铁 不能换成钢。 如果铁芯换成钢，断电后磁性也不会消失。 单独的导线绕成的线圈也能产生磁场，为什么还要放入铁芯？ 只有通电螺线管时磁场很弱，放入铁芯后，铁芯被磁化产生的磁场叠加，整体的磁性会大很多。 生活中许多电器或工业机器都需要依靠磁场工作，但普通的磁体提供的磁场太弱，不能满足工作需要，因此就需要应用到磁性更强的电磁铁，而不同的场景需要的电磁铁磁性强弱也不同，那么电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？我们怎么改变电磁铁的磁性强弱？ 一、电磁铁 实验探究：电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？ 猜想 1.电磁铁的磁场强弱可能与电流大小有关，因为只有电路中通电才有磁性； 2.电磁铁的磁场强弱可能与线圈匝数有关，因为线圈是构成电磁铁的部件之一。 电磁铁的磁场强弱可能与电流大小、线圈匝数有关。 二、电磁铁的磁性 电磁铁的磁性可能和两个因素有关，分别探究两个因素，应该用什么实验方法？ 控制变量法 如何判断电磁铁磁性的强弱？ 通过电磁铁吸引大头针/曲别针的多少。 猜想：电磁铁的磁场强弱可能与电流大小、线圈匝数有关。 转换法 　　（1）改变电路中的电流大小 (控制线圈匝数相同) S a S a 结论： 匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。 电磁铁的磁场强弱可能与电流大小、线圈匝数有关。 通过电磁铁吸引大头针的多少比较磁场强弱。 S a b 结论： 电流一定时，螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。 　　（2）接入不同匝数线圈的螺线管（控制电流大小相同） 电磁铁的磁场强弱可能与电流大小、线圈匝数有关。 结论： 线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，它的磁场越强。 在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁场越强。 二、电磁铁的磁性 电磁铁磁性强弱的影响因素： ①电流大小 ②线圈匝数 （1）可以通过电流的通断控制磁性的有无。 （2）可以通过改变电流方向改变电磁铁的极性。 （3）可以通过改变电流大小或线圈匝数来改变磁性强弱。 电磁铁的优点： 为什么要用电磁铁代替普通磁铁？ 电铃 电磁铁的应用 ①磁场中力的作用 到达设定时间后，电路开关闭合， 电磁铁通电后产生磁性吸引衔铁，带动小锤敲击电铃发声，开关断开后断电，磁性消失电磁铁松开衔铁，不再敲击电铃停止发声。 电铃 电磁阀门 电磁锁 电磁选矿机 磁悬浮列车 电磁铁的应用 电磁起重机 ②远程控制/间接控制 ①磁场中力的作用 在生活中我们经常看到一些大型机器在工作，而它们的电流可达几十、上百安，直接控制或操作是很危险的，那怎么才能安全地控制这些强大的电流？ 三、电磁继电器 通过电磁铁远程控制/间接控制 2.构造：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。 1.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。 三、电磁继电器 低压电路 高压电路 电磁继电器的工作原理 低压电源 低压控制电路 高压工作电路 特点：至少有两个电路。 工作过程： 当D、E端低压电路有电流流过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使下方两触点接通，电流通过B、C段带动机器工作。 （构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点等） 高压电源 M （1）使用电磁继电器可以用低电压、低电流来控制高电压、高电流。使人们避免直接接触和操纵高电压、高电流的开关，远离高压危险。 （3）自动化控制（水位自动报警器、自动温控箱、光控制等） （2）远距离操纵（工作场所温度高或环境恶劣时） 4．电磁继电器的优点 利用电磁继电器完成自动化控制的实例 （1）使用电磁继电器可以用低电压、低电流来控制高电压、高电流。使人们避免直接接触和操纵高电压、高电流的开关，远离高压危险。 （3）自动化控制（水位自动报警器、自动温控箱、光控制等） （2）远距离操纵（工作场所温度高或环境恶劣时） 4．电磁继电器的优点 电磁继电器相关电路分析 1.如图所示是一自动控制电路，开关S闭合后，光电 传感器上发射的红外线照射到接收器后，接收器中 的光敏电阻R0阻值减小，电磁铁磁性_______， 衔铁被________，工作电路接通，灯泡发光。 2.小明在某科技创新大赛中制作了如图所示的水位自动报警器，由其原理 可知，当水位达到金属块A时(一般的水都能导电)， 。(选填“只有绿灯亮”“只有红灯亮” 或“两灯都亮”） 增强 吸下 只有红灯亮 D.直流电铃 C.电磁起重机 B.动圈式话筒 A.水位自动报警器 1.下列用电器中没有用到电磁铁的是（ ） A.电铃 B.微波炉 C.电磁起重机 D.电磁继电器 B 巩固练习 2.下列设备利用电磁继电器工作的是（ ） A 电磁继电器至少有两个电路 利用电磁感应现象（磁生电） 只利用电流的磁效应且只有一个电路 3.如图所示，要使电磁铁磁性最强，正确的接法是（ ） A、S1接1，S2接3 B、S1接1，S2接4 C、S1接2，S2接4 D、S1接2，S2接3 4 3 S2 S1 2 1 R D 4.下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。这个报警器的工作原理是： 有人踩踏板时________；无人踩踏板时________。 电铃响 电灯亮 5．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，所用铁钉大小完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。则甲图中各铁钉的N极是_____ (选填“钉尖”或“钉帽”)。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是 ；通过观察丙图实验现象得出的结论是 。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，会发现有趣的实验现象是 。 钉帽 在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强 在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强 小钢钉不会掉下来 1.下列装置中没有应用电磁铁的是　 。 A.电磁起重机 B.电磁继电器 C.电铃 D.电热水器 课作： 2.如图所示电路，闭合开关后铁块、弹簧在图中位置静止， 电磁铁的上端为　 　极；当滑动变阻器的滑片向右移动时， 电流表示数将　 　，弹簧的长度将　 。 （选填“变大”、“变小”或“不变”） Lavf58.76.100 $$