20.3 电磁铁 电磁继电器（教学课件） ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第二十章 电与磁 第三节 电磁铁 电磁继电器 初中物理人教版（2024）九年级全一册教学课件 新课导入 1 新课讲解 3 学习目标 2 经典例题 4 课堂练习 5 本课小结 6 目录 什么是电磁铁？电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？电磁铁有什么重要的应用？ 这节课我们就学习有关电磁铁、电磁继电器的知识。 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，直接来控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流？利用电磁铁制成的电磁继电器，可以完成这一任务。 新课导入 学习目标 1.能描述电磁铁，说明电磁铁的特点和工作原理； 2.能通过实验，得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关； 3.能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用 一、电磁铁 螺线管 铁芯 U形电磁铁 电磁铁 1.概念：内部插有铁芯的螺线管，在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性，这种磁体叫做电磁铁。如图所示。 2.特点：有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。 3.构造： 3. 工作原理 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。在螺线管的内部插入铁芯通电后，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。 螺线管的磁场+铁芯的磁场 螺线管的磁场 4. 电磁铁磁极极性的判断 电磁铁的磁极极性与通电螺线管的磁极极性是一致的，可运用安培定则来判定。 二、电磁铁的磁性 1.探究影响电磁铁磁性强弱的因素 （1）提出问题：电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关? （2）猜想与假设 ①电磁铁只有在线圈中通有电流时才有磁性，猜想电流的大小应该会影响电磁铁磁性的强弱。 ②构成电磁铁的主要部件是线圈，猜想线圈的形状和匝数可能会影响电磁铁的磁性强弱。 （3）实验器材： 电磁铁、滑动变阻器、电源、开关、导线、电流表、曲别针（铁钉） （4）实验电路 S R A P ①按照电路图，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的电磁铁串联起来，移动变阻器的滑片P，改变电路中的电流。观察电磁铁吸引曲别针的数目有什么变化。 （5）进行实验 （6）实验现象 S a S a 根据吸引铁钉、曲别针等的数量来判断电磁铁的磁性强弱。 控制变量法： 控制电磁铁的匝数不变，改变电流大小，比较电磁铁的磁性强弱 1、更换电池 2、移动滑动变阻器 转换法 ②把三个匝数不同的电磁铁串联在电路中，观察电磁铁吸引曲别针的数目有什么变化。 （6）实验现象 根据吸引铁钉、曲别针等的数量来判断电磁铁的磁性强弱。 多绕几圈导线 转换法 控制变量法： 控制电流不变，改变电磁铁的匝数，比较电磁铁的磁性强弱 （5）进行实验 S a b 实验①中，通过电磁铁的电流越大，吸引曲别针的数目越多，说明电磁铁的磁性越强； 实验②中，线圈匝数多的电磁铁吸引曲别针的数目最多，说明电磁铁b的磁性比与电磁铁a的磁性强。 （7）分析论证 线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 （8）实验结论 2. 电磁铁的优点 （1）可以通过电流的通断来控制其磁性的有无。 （2）可以通过改变电流的方向来改变其磁极的极性。 （3）可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱。 3. 电磁铁的应用 （1）电磁铁可以直接对磁性物质有吸引力的作用 主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。全自动洗衣机的进水、排水阀门，卫生间里感应式冲水器的阀门，也都是由电磁铁控制的。 耳麦、喇叭 电磁起重机 （2）电磁铁的另一个应用是产生强磁场。 现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁悬浮列车、电动机、发电机、磁疗设备、测量仪器、研究微观粒子用的加速器等。 2003年，上海浦东机场磁悬浮铁路成为我国第一条正式投入运营的磁悬浮铁路，最高速度可达500km/h以上。 三、电磁继电器 在生产技术中，一些大型机器在工作时的电流大，电压高，人们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？ 1. 电磁继电器定义 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。 实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 2. 电磁继电器的构造与工作电路 主要有电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点等组成。 （1）控制电路： 电磁铁、衔铁、弹簧、低压电源、开关等. （2）受控电路： 高压电源、电动机、动、静触点. 3. 电磁继电器的工作原理 当低压电路闭合，电磁铁有磁性，把衔铁吸引下来，使动静触点接触，高压电路接通，用电器工作； 当低压电路断开，电磁铁无磁性，弹簧把衔铁弹上去，高压电路断开，用电器不工作。 断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧的作用下与电磁铁分离，使触点D、E脱开，受控电路断开，电动机停止工作。 （1）用低电压、弱电流控制高电压、强电流。 （2）实现安全方便控制。 （3）实现远距离控制。 4.电磁继电器的优点 5. 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。 典例分析 1. 关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁内部的铁芯最好用钢材料制成 B．电磁铁的磁极不能改变 C．电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向有关 D．电磁铁磁性的强弱与通入电流的大小有关 D A．电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，使之通电有磁性，断电无磁性，故A错误； B．电磁铁的磁极随着电流方向的变化而变化，故B错误； C．电磁铁磁性的极性与通入的电流方向有关，电磁铁磁性的强弱与通入的电流方向无关，故C错误。故选D。 典例分析 2. 小明利用铁钉与漆包铜线制成一个电磁铁，并将其接入电路，如图所示。当开关闭合后（　　） A．铁钉中有电流产生 B．铁钉的温度急剧升高 C．铁钉能吸引大头针 D．铁钉能吸引小纸屑 A．铁钉与漆包铜线制成电磁铁，并将其接入电路时，由于电流的磁效应，铁钉会产生磁性，但不会在铁钉里产生电流，故A项不符合题意； B．铁钉中没有电流，不会因为电流的热效应而发热，漆包铜线的电阻较小，当导线中有电流时，电流产生的热量较少，铁钉的温度不会急剧升高，故B项不符合题意； CD．铁钉与漆包铜线制成电磁铁，电磁铁通电后铁钉有磁性，吸引大头针，不能吸引小纸屑，故C项符合题意，D项不符合题意。 C 故选C. 典例分析 3. 小明把表面涂有绝缘层的导线绕在一根大铁钉上，把导线和其他元件连接成如图所示的电路，用来探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关。小明把开关闭合后，发现电流表有示数，但电磁铁不能吸起大头针。 （1）电磁铁不能吸起大头针的可能原因是_________________ 。 （2）写出验证你的猜想是否正确的方法：__________。 （1）闭合开关后，电路中有电流通过，通电螺线管有磁场，但电磁铁不能吸起大头针，可能原因是导线中的电流过小，造成磁场过弱，磁场力小于大头针的重力。 （2）断开开关，向左移动滑动变阻器的滑片以增大电路中的电流，闭合开关后将电磁铁靠近铁钉，观察电磁铁能否将铁钉吸起。 导线中的电流过小 见解析 课堂练习 1．下列装置中，利用电磁铁制成的是（　　） A．指南针 B．白炽灯 C．电铃 D．发光二极管 2．如图所示，提供足够数量的大头针，接通开关后，只调节滑动变阻器滑片的位置，可以探究（　　） ①线圈绕法对电磁铁磁场方向的影响 ②电流方向对电磁铁磁场方向的影响 ③电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 ④线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ C C 课堂练习 3．如图所示，电磁铁的左下方有一永磁体，且该永磁体的上端为N极、下端为S极。该永磁体在弹簧测力计作用下向右始终做匀速直线运动。当永磁体从电磁铁的左下方运动到正下方的同时，滑动变阻器的滑片逐渐向上滑动，下列判断正确的是（　　） A．电磁铁的磁性逐渐减弱 B．电磁铁的上端是N极 C．永磁体对地面的压强逐渐变小 D．弹簧测力计的示数逐渐增大 D 课堂练习 4．如图所示是一种温度自动报警器的原理图，在汞温度计上部封入一段金属丝，当温度升高到一定程度时（　　） A．红灯亮 B．绿灯亮 C．两灯同时亮 D．两灯都不亮 A 课堂练习 5．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁 C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的 D 课堂练习 6.为实现节能和智能控制，空调内部用到了温度传感器（相当于热敏电阻）和电磁继电器，如图所示是启动与停止空调压缩机的电路示意图。夏天，空调制冷时，房间温度降低，当房间温度低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。下列说法正确的是（ ） A．电磁继电器是利用电磁感应原理工作的 B．空调制冷使房间温度降低时，热敏电阻的阻值变大 C．空调制冷使房间温度降低时， 电磁铁的磁性变强 D．空调制冷使房间温度降低时， 控制电路消耗的电功率变大 B 课堂小结 优点 电磁继电器 磁性强弱 电磁铁 内部带铁芯的通电螺线管称为电磁铁. 利用电流的磁效应来工作的. 电磁铁线圈的匝数越多、电流越大， 电磁铁的磁性就越强. ①可通过电流的通断来控制其磁性的有无. ②可通过改变电流方向来改变其磁极的极性. ③可通过改变电流的大小或线圈匝数的多少 来控制其磁性的强弱. ①概念：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. ②构成：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点. ③工作原理：电磁继电器靠电磁铁和弹簧的 共同作用实现工作电路状态的转换. 电磁铁 电磁铁 电磁继电器 感谢观看 THANK YOU EVCapture4.1.4软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.1.4软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$