20.3电磁铁 电磁继电器 课件 ----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第3节 电磁铁 电磁继电器 第二十章 电与磁 1. 认识电磁铁。 2. 了解电磁继电器在生产、生活中的应用。 P157~160 电磁铁: 定义 在螺线管内插入铁芯,当有电流通过时,它会有较强的磁性,电磁铁磁性的有无可以由① 通、断电 来控制。 结构图 通、断电 课前预学 特点 (1)匝数一定时,通过的② 电流 越大,电磁铁的磁性越③ 强 。 (2)电流一定时,外形相同的螺线管,④ 匝数 越多,电磁铁的磁性越⑤ 强 。 (3)电磁铁的N、S极以及它周围的磁场方向是由⑥ 电流 的方向决定的,以便于控制。 (4)电磁铁内部插的铁芯是软铁做的,软铁易被磁化且磁性易消失。 应用 电磁起重机、电铃、电冰箱、磁悬浮列车 电流 强 匝数 强 电流 课前预学 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控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用① 电磁铁 来控制工作电路的一种开关。 结构图 电磁 铁 课前预学 工作原理 电磁铁通电时,电磁铁② 产生 磁性,把衔铁吸下来,使触点部分接触,工作电路闭合;电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起,工作电路③ 断开 。 应用 (1)可由④ 低 电压、⑤ 弱 电流电路控制高电压、强电流电路。 (2)可实现远程控制。 (3)可实现自动控制。 产生 断开 低 弱 课前预学 电磁铁 [例1] (实验探究)小娟同学进行“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验,根据示意图回答下列问题。 (1)根据 安培 定则可知,电磁铁A的上端是 S 极。 安培 S 例题导学 (2)电磁铁 B (选填“A”或“B”)的磁性更强,说明电流相同时, 线圈匝数越多 ,电磁铁磁性越强。 B 线圈匝数越多 (3)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱,这叫 转换 法。 (4)当滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中的电流 增大 (选填“增大”或“减小”),电磁铁吸引大头针 的个数增多,说明线圈匝数一定时,电流 越 大 ,电磁铁磁性越强。 转换 增大 大 例题导学 [例2] (电磁铁磁性的影响因素)如图所示,用漆包线(导线表面涂有绝缘漆)绕在纸质圆筒上做成了一个螺线管,用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关S后,发现该通电螺线管的磁性较弱,下列措施能够使它的磁性增强的是( C ) C A. 滑动变阻器的滑片P向右滑动 B. 减少线圈匝数 C. 在圆筒中插入一根铁芯 D. 将电源正、负极互换 例题导学 电磁铁通电时,铁芯被磁化,与螺线管的磁场叠加在一起,磁性大为增强。 例题导学 电磁继电器 [例3] (认识电磁继电器)如图所示是火警自动报警原理图。发生火警时,将会发生下列变化,其变化顺序是 ①③④②⑤ 。 ①③④②⑤ ①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲,从而接通电磁铁电路;②接通触点使报警电路中有电流通过;③电磁铁具有磁性;④衔铁被吸下;⑤灯亮、电铃响,发出警报。 例3图 例题导学 [例4] (改编自教材P160练习2)如图是一种水位自动报警器原理图。关于它的工作原理,下列说法正确的是( B ) 例4图 B A. 水位升高到金属块A时,绿灯亮 B. 水位升高到金属块A时,电磁铁通电 C. 水位没有到达金属块A时,电磁铁上端为N极 D. 为使报警器在更低的水位能报警,可以降低B的高度 例题导学 控制电路的通、断 电磁铁磁性的有、无 衔铁的动作 触点的连接情况 工作电路的通、断。 例题导学 1. 下列用电器设备中,应用了电磁铁的是( B ) A. 白炽灯 B. 电磁起重机 C. 电热毯 D. 电热水壶 B 课堂反馈 2. 关于电磁铁的特点,下列说法错误的是( D ) A. 电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性 B. 电流方向改变时,电磁铁的极性也会发生变化 C. 当电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,磁性越强 D. 当通入电磁铁的电流方向改变后,电磁铁就会失去磁性 D 课堂反馈 3. 用如图所示的电路探究影响电磁铁磁性强弱的因素,下列说法错误的是( B ) A. 通过电磁铁A和B的电流相等 B. 电磁铁A、B上方的磁极极性不同 C. 电磁铁B的磁性强于电磁铁A的磁性 D. 向右移动滑片P,电磁铁A、B的磁性都减弱 B 课堂反馈 4. 内部带铁芯的螺线管叫 电磁铁 。其优点很多,它的磁性有无可以由 通断电 来控制;电磁铁的磁性强弱可以由 电流大小 来控制;电磁铁的极性可以由 电流方向 来控制,使用起来很方便。在电流一定时,螺线管的匝数越多,它的磁性越 强 。 电磁铁 通断电 电流大小 电流方向 强 课堂反馈 5. 如图所示,弹簧下端挂一条形磁铁,磁铁下端为N极,条形磁铁的正下方有一带铁芯的螺线管,闭合开关后,电磁铁的上端为 N 极,弹簧长度会 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”);若想要让弹簧的长度缩短,应将滑动变阻器的滑片往 左 (选填“左”或“右”)滑。 N 减小 左 第5题图 课堂反馈 6. 如图所示是小明设计的短跑比赛“抢跑判断器”,其中R是力敏电阻,所受压力变小,电阻变小。运动员蹲在起跑器上后,工作人员闭合开关S1、S2,运动员抢跑后,R所受压力变小,电阻变小,电磁铁的磁性 增强 (选填“增强”或“减弱”),其上端的 S (选填“N”或“S”)极将衔铁吸下,抢跑指示灯 L1 (选填“L1”或“L2”)发光,判定运动员抢跑。 增强 S L1 第6题图 课堂反馈 7. 小翰利用图甲和图乙所示的装置对通电螺线管的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数是否有关进行了探究。 (1)图甲是探究磁性强弱与 电流大小 的关系,图乙是探究磁性强弱与 线圈匝数 的关系。 电流大小 线圈匝数 (2)图甲中滑动变阻器的作用是 改变电流的大小 和 保护电路 。 改变电流的大小 保护电路 课堂反馈 (3)本实验是通过 吸引大头针数量的多少 来反映电磁铁磁性的强弱,这种实验方法叫 转换法 。 (4)电磁铁通电后具有磁性的原理是电流的 磁 效应。 吸引大头针数量的多少 转换法 磁 7. 小翰利用图甲和图乙所示的装置对通电螺线管的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数是否有关进行了探究。 课堂反馈 (5)闭合开关后,进行实验,记录的实验数据如下表: 实验次数 电流/A 线圈匝数/n 吸引大头针数量/个 磁性强弱 1 0.2 10 5 弱 2 0.2 20 10 较强 3 0.4 10 10 较强 4 0.4 20 16 强 分析实验数据可知:当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越 强 ;当电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越 强 。 强 强 课堂反馈 (6)若将图乙中的电磁铁的铁钉抽离,发现电磁铁吸引大头针的数目变少,这说明电磁铁的铁芯具有 增强 (选填“增强”或“减弱”)磁性的作用。 (7)电磁铁吸引的大头针下端分散开的原因是 大头针被磁化,同名磁极相互排斥 。 增强 大头针被磁化,同 名磁极相互排斥 7. 小翰利用图甲和图乙所示的装置对通电螺线管的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数是否有关进行了探究。 课堂反馈 (8)如图丙所示,闭合开关使螺线管通电,A螺线管的上端相当于磁体的 N 极,可以观察到左边弹簧 伸长 ,右边弹簧 缩短 。(后两空均选填“伸长”“缩短”或“不变”) N 伸长 缩 短 7. 小翰利用图甲和图乙所示的装置对通电螺线管的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数是否有关进行了探究。 课堂反馈 1. 如图所示,用漆包线(导线表面涂有绝缘漆)绕在圆筒上 做成了一个螺线管,用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素 有关。闭合开关后,发现该通电螺线管的磁性较弱,下列措施 能够使它的磁性增强的是( B ) A. 在圆筒中插入一根铜芯 B. 增加线圈匝数 C. 滑动变阻器的滑片P向右滑动 D. 将电源正、负极互换 B 2. 如图所示的磁悬浮音响的工作原理如图所示,闭合开关S 后,下列说法正确的是( D ) A. 通电螺线管的上端为N极 B. 电源的左端为正极 C. 音响是通过异名磁极互相排斥实现“漂浮”的 D. 向左移动滑片P,可以增加音响“漂浮”的高度 D 3. 连接如图所示电路,提供足够数量的大头针,只通过控制 开关和调节滑动变阻器滑片的位置,下列无.法.探究的是 ( C ) A. 电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B. 电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 C. 电流方向对电磁铁磁场方向的影响 D. 线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 C 4. 如图所示是兴趣小组同学设计的运动音乐踏板装置,踩下 或松开踏板,两音乐灯交替工作。下列描述正确的是 ( B ) A. 踏板与电磁铁是并联的 B. 踩下踏板时绿灯亮、红灯灭 C. 松开踏板时,动触点与b接触 D. 增大R的阻值,可增大电磁铁对衔铁的吸引力 B 5. 小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性,设计了一 个如图所示的自动控制电路,要求光暗时灯亮,光亮时灯灭。 在实际调试时,发现灯始终亮着,而光敏电阻和其他电路元件 都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是( D ) A. 减少螺线管线圈的匝数 B. 滑动变阻器滑片P向左移动 C. 再串联进去一个定值电阻 D. 增大控制电路电源电压 D 6. 如图所示是小明为某仓库设计的温度报警电路R1为热敏电 阻,其阻值随温度的变化而变化,R2为可调电阻,温度正常时 指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣 器报警。下列说法正确的是( B ) A. R1的阻值随温度的升高而增大 B. 温度升高过程中,电磁铁磁性增强 C. 电磁继电器利用电流的热效应工作 D. 若控制电路电源电压降低,报警温度将降低 B 7. 在如图所示的电路中,闭合开关S后会发现与弹簧相连的条 形磁体(颜色深的一极为N极)向下移动。则下列分析正确的 是( C ) A. 电磁铁的A端为S极,电源左端为“+”极 B. 利用这一现象揭示了通电线圈在磁场中受力运动 C. 当滑动变阻器的滑片P向右端移动时,弹簧将伸长 D. 若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁铁芯,弹簧将变长 C 8. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成 简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过观察电磁铁 来判定 其磁性强弱的。 (2)图中甲、乙串联的目的是 。 吸引大头针的多少 使通过两电磁铁线圈的电流 相同 (3)根据图示的情境可知, (选填“甲”或“乙”) 的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性 越 。 乙 强 (4)若让电磁铁乙再多吸一些大头针,滑动变阻器的滑片应 向 (选填“左”或“右”)端移动。 (5)实验中,大头针的下端都是分开的原因是 。 左 同名磁极相 互排斥 9. (1)车辆超载是造成高速公路路面结构损坏的一个重要因 素。小明为某大桥设计一个车辆超重的报警装置,当路面压力 达到设定值时,压力传感器就接通电路。要求车辆超重时,信 号灯就发光。请你在图中为他连接好电路。 答图 (2)为保证桥以及过桥车辆的安全,工作人员在桥的入口处 安装了“超载检测报警系统”。检测时,当车辆重量小于 1 105 N时,绿灯亮、红灯灭,表示可以通行;当车辆重力大 于等于1 105 N时,红灯亮、绿灯灭,表示禁止通行;在图中 用笔画线代替导线完成电路连接(力敏电阻的阻值随压力的增 大而减小)。 答图 10. 海鲜保存常要求温度低于-18 。小祝为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3 V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18 时,工作电路报警。下列说法正确的是( C ) C A. 冷库温度升高时,热敏电阻R的阻值变大 B. 工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮,铃不响 C. 若控制电路中换用电压更大的电源,警戒温度将变低 D. 冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变大 解析:根据图像,冷库温度上升后,热敏电阻阻值变小,故A 错误;温度过高,热敏电阻阻值变小,控制电路电流变大,衔 铁被吸下,工作电路中电铃响,灯不亮,故B错误;若控制电 路中换用电压更大的电源,由于吸合电流不变,根据欧姆定律 可知,电路的总电阻应变大,热敏 电阻的阻值变大,警戒温度将变低, 故C正确;冷库温度降低时,控制 电路中热敏电阻阻值变大,电流变 小,根据P=UI得出电路电功率变小,故D错误。故选C。 $$