7.3电磁铁(课件)2025-2026学年教科版九年级物理上册

第3节 电磁铁 第7章 磁与电 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 电磁铁 电磁铁的磁性强弱 认识电磁继电器 知识点 电磁铁 知1－讲 感悟新知 1 1. 定义 带铁芯的螺线管。 2. 工作原理 当电流通过带铁芯的螺线管时，螺线管中的铁芯就被电流的磁场磁化成了磁铁，使通电螺线管的磁性大大增强；当断开电路时，它们的磁性就立即消失了。 知1－讲 感悟新知 (1)电磁铁的铁芯一般用铁来做，因为电磁铁在实际应用中，通常情况下要求得失磁性自由，铁是软磁体，正符合这样的要求。 (2)电磁铁的铁芯不能用铜、铝代替，因为它们不是磁性材料，不能被磁化；不能用钢代替，因为钢是硬磁性材料，被磁化后磁性能长期保持。 知1－讲 感悟新知 知识链接 电磁铁的出现： 电流的磁效应 ↓ 通电直导线周围有磁场(磁性弱) ↓ 通电螺线管类似条形磁体(磁性强) ↓ 电磁铁(磁性更强) 感悟新知 知1－练 通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是( ) A. 铁芯本身具有磁性 B. 插入铁芯，使电流增大了 C. 插入铁芯，相当于增加了线圈的匝数 D. 通电螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性的共同 作用 例 1 6 感悟新知 知1－练 规律点拨 分析电磁铁磁性比原通电螺线管磁性强的原因，采用核心要素分析法，即先找出核心要素，再以此为突破口去寻找相应的原因。关于电磁铁磁性增强，应该找出电磁铁构成中的核心要素为“插入了铁芯”，再由铁芯寻找磁性增强的内在原因。 7 感悟新知 知1－练 答案：D 解析：通电螺线管周围存在磁场，当铁芯插入其中后，铁芯被磁化，又形成一个磁场，两个磁场相互叠加，使磁性增强。 8 知识点 电磁铁的磁性强弱 知2－讲 感悟新知 2 1. 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 (1)实验方法 ① 实验探究中通过电磁铁吸引大头针(或小铁钉等)数目的多少，来显示电磁铁磁性的强弱。这种方法为转换法。 ② 影响电磁铁磁性强弱的因素有多个，在探究电磁铁磁性强弱与其中一个因素的关系时，运用了控制变量法。 知2－讲 感悟新知 (2)实验设计 ①在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，要保证电流大小相等，所采用的实用且容易操作的方法是将两个匝数不同的电磁铁串联； 实验操作图解 ◆探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，可采用如图1 所示的操作方法。 知2－讲 感悟新知 ②在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，采用只观察一个线圈，用滑动变阻器改变电流大小的方法。 ◆探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，可采用如图2 所示的操作方法。 知2－讲 感悟新知 (3) 实验结论：线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 知2－讲 感悟新知 2. 对实验结论的相关研究 (1)分析电磁铁的特点，可参照通电螺线管的特点来分析。 (2) 实验结论的应用：增强电磁铁磁性的常用方法：① 增大线圈中的电流；②增加线圈的匝数。 (3)拓展：电磁铁的磁性强弱实际上与多种因素有关。 知2－讲 感悟新知 3. 电磁铁的优点 可以通过电流的通断来控制电磁铁磁性的有无；通过电流的强弱、线圈匝数的多少来调节电磁铁磁性的强弱；通过变换电流的方向来改变电磁铁磁极的极性。 4. 电磁铁的应用 电磁铁在生活、生产和科学技术中应用很广泛，如小电动汽车、冰箱、磁疗设备、测量仪器等。 知2－讲 感悟新知 知识归纳 电磁铁和磁铁的区别： 1.电磁铁通电才有磁性，而磁铁的磁性通常情况下一直存在，无需通电。 2.电磁铁的磁性强弱可以改变，而磁铁的磁性强弱一般不变。 3.电磁铁的磁极，可由电流方向以及线圈缠绕方向来改变，而磁铁的磁极不变。 感悟新知 知2－练 小明用如图3 所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关。 例 2 感悟新知 知2－练 解题秘方：由控制变量法的设计要求指导分析。 方法点拨 控制变量法也称为单一变量法。在实验数据分析中，我们可以通过观察哪个因素变化了(或不同)从而知道探究的是哪个因素对探究结果的影响。 感悟新知 知2－练 (1)下表是小明的实验记录，根据表中数据回答问题： 线圈匝数 100 匝 50 匝 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.6 1.2 1.5 0.8 1.0 1.5 吸引大头针的最大数量/ 枚 7 11 14 5 8 10 感悟新知 知2－练 ①通过比较第______和第______两次实验可知，电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关。 ②电磁铁磁性的强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟 ___________有关。 3 6 电流的大小 感悟新知 知2－练 解析：探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系 时，需选择电流大小相等、线圈匝数不同的两次实验数据，观察表中数据，第3 次和第6 次实验中电流大小相等(均为1.5 A)、线圈匝数不同(第3 次为10 0 匝，第6 次为50 匝)，可见，第3 和第6 两次实验满足要求。 感悟新知 知2－练 (2)实验中，小明通过观察____________________________来判断电磁铁磁性的强弱。 电磁铁吸引大头针的最大数量 感悟新知 知2－练 技法导引 实验数据分析技巧： ◆探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，只要找出电流大小相等、线圈匝数不同的实验数据，归纳结论即可。 ◆探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，只要找出线圈匝数相同、电流大小不相等的实验数据，归纳结论即可。 22 知识点 认识电磁继电器 知3－讲 感悟新知 3 1. 电磁继电器的结构 电磁继电器由电磁铁、簧片、衔铁、触点组成(如图4 所示)。 知3－讲 感悟新知 2. 电磁继电器的工作原理 通过控制流过电磁铁的电流，来达到控制工作电路的目的。因此，一般的电磁继电器电路由(低压)控制电路和(高压)工作电路两部分组成。 知3－讲 感悟新知 3. 电磁继电器的工作过程 知3－讲 感悟新知 电磁继电器的电路分为控制电路和工作电路。控制电路分为自动控制电路和手动控制电路；工作电路可分为电铃响、光显示、电动机工作等。实际设计时，选取使用安全且方便的元件作为低压控制电路中的开关；工作电路则选取给人提示或实现能量转化的设备，如电铃、电动机等。 知3－讲 感悟新知 在图4 中，接通控制电路，即A、B 之间有电流通过，电磁铁有了磁性，吸引衔铁，D、E 接通，使工作电路电动机工作；断开控制电路，电磁铁失去磁性，释放衔铁，使工作电路断开。 知3－讲 感悟新知 4. 电磁继电器的实质 利用电磁铁控制工作电路通断的开关。 5. 电磁继电器的应用 (1)利用电磁继电器可以通过控制低压电路的通断间接控制高压工作电路的通断，确保操作安全。 知3－讲 感悟新知 (2)利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒的环境，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，利用这些元件控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制。 知3－讲 感悟新知 拓展延伸 1. 电磁继电器除了用于控制高压电路外，还用于恶劣环境下的控制和远距离控制。 2. 电磁继电器上通常在衔铁的一端装有一根弹簧，或在衔铁上某一部分装有簧片，当电磁铁断电时，衔铁的复位就是依靠弹簧或簧片的弹力来实现的。 知3－讲 感悟新知 知识链接 继电器可以实现各种机器设备的高度电气化与自动化。 感悟新知 知3－练 图6 是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。 例 3 32 感悟新知 知3－练 当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变_____(填“强”或“弱”)，吸引衔铁，使动触点与触点_____ (填“1”或“2”)接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。 强 2 33 感悟新知 知3－练 解题秘方：先分析控制电路，再分析工作电路。 解析：光控开关闭合，当压敏电阻受到压力时其阻值变小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，吸引衔铁，使动触点与触点2 接触，电控照相机通电拍照。 34 感悟新知 知3－练 技法导引 例题分析基本思路： 控制电路：光控开关闭合时，压敏电阻阻值的变化→ 控制电路电流的变化→电磁铁磁性强弱的变化→电磁铁对衔铁的作用情况。 工作电路：动触点与哪个触点接触→使指示灯(或电控照相机)电路接通→使指示灯(或电控照相机)开始工作。 35 感悟新知 知3－练 如图7 所示是某同学在研究性学习活动中为仓库设计的一种防盗报警器的工作原理图，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡安装在值班室内。观察电路可知： 例 4 36 感悟新知 知3－练 (1)有人踩踏板时，__________________________________ _________________________________ ； (2)无人踩踏板时，__________________________________ __________________________________ 。 控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引 衔铁，电铃所在电路接通，铃响报警 控制电路断开，电磁铁无磁性，绿灯 所在电路接通，绿灯亮，表示平安无事 37 感悟新知 知3－练 解析：由题中的电路图可知，有人踩踏板时，电磁铁所在的控制电路闭合，电磁铁有磁性，把衔铁吸下来，使电铃工作而报警；无人踩踏板时，电磁铁所在的控制电路断开，电磁铁无磁性，释放衔铁，绿灯正常工作。 38 感悟新知 知3－练 技巧点拨 解答电磁继电器类问题时，要抓住两个关键点：一是考虑电磁继电器中电磁铁有磁性时，吸引衔铁，接通或断开了哪个电路；二是考虑电磁铁没有磁性时，弹簧拉起衔铁，接通或断开了哪个电路。 39 电磁铁 磁性强弱 电磁铁 应用 电磁继电器 线圈匝数 工作原理 结构 定义 电流大小 $$