20.3 电磁铁 电磁继电器 课件-2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

第3节 电磁铁 电磁继电器 九年级全 物理观念 知道电磁铁的特点和工作原理，通过实验，了解电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，知道电磁继电器的结构及工作原理. 科学思维 经历自制电磁起重机的过程，通过观察和分析，体会运用证据和逻辑进行科学推理和论证的科学思维方法. 科学探究 通过探究电磁铁磁性强弱的影响因素实验，经历基于证据分析得出结论并作出解释的过程. 科学态度与责任 经历自制电磁起重机的过程，感受学习物理、实践创新的乐趣，体会物理与技术之间的联系；了解电磁继电器在生产、生活中的应用，感受物理与生活和社会的密切联系. 重点：电磁铁的磁性. 学习目标 难点：电磁继电器的工作原理及其应用. 电磁起重机 在废钢铁回收部门和炼钢车间，常用电磁起重机对各种铁料进行收集和搬运，操作更加方便省力. 新课引入 思考 电磁起重机是如何对铁料进行吸附和放下的？ 一、电磁铁 线圈 铁芯 内容： 1. 原理： 2. 特点： 3. 把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性.这种磁体叫作电磁铁. 电流的磁效应. 在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性. 新知学习 电磁起重机 工作原理： 电磁起重机的主要部件之一是电磁铁，电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下. 新知学习 思考 为什么插入铁芯后，通电螺线管的磁性会大大增强？ 思考 请你试着分析，铁芯为什么要用软磁材料？ 螺线管通电后具有磁性，这时内部的铁芯被磁化，两个磁场叠加，使磁性比原来螺线管的磁性强. 因为电磁铁在实际应用中，通常情况下要求得失磁性自由，铁是软磁材料，正符合这样的要求. 线圈 铁芯 新知学习 思考 电磁铁与永久磁体有何区别？ 永久磁体：周围存在着磁场，可以吸引铁钉、曲别针、钢针等铁磁性材料制作的物体. 电磁铁：在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性. 新知学习 你能制作一个简易的电磁起重机吗？ ？ 新知学习 想 想 做 做 把一根较长的导线绕在一枚大铁钉上，就可以制成一个电磁铁.把电源、电磁铁及滑动变阻器串联起来，闭合开关，观察你的“起重机”吊起了多少曲别针. 实际电磁起重机中的电磁铁磁性很强.如何使 你制作的电磁铁磁性增强？ 首先，电磁铁只有在线圈中通有电流时才有 磁性，那么电流的大小应该会影响电磁铁磁性的 强弱.怎样改变线圈中电流的大小？需要什么器材？ 制作简易的电磁起重机 新知学习 若干不同匝数的电磁铁、电源、开关、导线、大头针、沙皮纸、 滑动变阻器、电流表或小灯泡. 控制变量法、转换法 根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱. 【实验器材】 【实验方法】 【电路设计】 S 思考 如何判断磁性强弱？ 新知学习 点击播放视频 S 【实验过程】 电磁铁的磁性跟电流大小的关系 新知学习 匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强. 增大电流，电磁铁吸引的大头针数目增多. S a S b S c 现象： 结论： 【实验过程】 电磁铁的磁性跟电流大小的关系 新知学习 其次，构成电磁铁的主要部件是线圈，线圈的形状和匝数可能也会影响电磁铁的磁性强弱.对于外形相同的线圈，电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数会有怎样的关系？ 点击播放视频 S 【实验过程】 电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系 新知学习 电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强. 匝数增多，电磁铁吸引的大头针数目增多. S S S 现象： 结论： 【实验过程】 电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系 新知学习 电磁铁的优点是：它磁性的有无可由通断电来控制，磁性的强弱可由电流的大小来控制，它的磁极可以通过改变电流方向来改变. 电磁铁的应用： 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 电动机 发电机 新知学习 　　磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁.电磁铁通过磁体间的相互作用使列车悬浮在轨道上，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦，突破了以往列车的速度极限. 磁悬浮列车 新知学习 电磁继电器应用广泛： 冰箱 汽车 电梯 机床 新知学习 例 小明在学习完电与磁的知识后，自己动手用铁钉、电池和导线制作了几个电磁铁，已知I1＞I2，请你判断下列电磁铁中磁性最强的是( ) ABCD D 1 从小到大： 2 3 4 外形相同的螺线管，通入的电流越大，匝数越多，电磁铁的磁性越强. 新知学习 驱动巨大机器的电流可能有几十安、几百安，用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，那么应该利用什么装置来间接控制呢？ ？ 新知学习 构造： 1. 原理： 2. 实质： 3. 由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成. 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. 利用电磁铁控制工作电路的一种开关. 三、电磁继电器 触点 新知学习 当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流通过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作. 点击播放视频 高压工作电路 × M 低压控制电路 工作原理： 4. 新知学习 (1)用弱电流、低电压控制强电流、高电压的工作电路. (2)可以实现遥控和生产自动化. 电磁继电器的作用： 5. 新知学习 水位开关 利用电磁继电器模拟防汛报警器 点击播放视频 灯泡和电铃何时工作？ 观察 新知学习 A 水位未到达警戒水位时 水位开关 水位开关 ，水位开关处于断开状态. C 新知学习 水位到达警戒水位时，水位开关处于闭合状态. 新知学习 C A 水位到达警戒水位时，水位开关处于闭合状态. 新知学习 电铃是怎样连续地发出声响的？ 1. 电磁铁 2. 弹簧片 3. 螺钉 4. 衔铁 思考 点击播放视频 新知学习 例 如图所示，是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合.下列说法正确的是(　　)A. 开关S闭合前，电磁铁也有磁性B. 电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关C. 电磁铁工作时，上端为S极D. 当有人闯入保密室时，b灯亮 × 电路未接通，电磁铁没有磁性 D I 安培定则 N × 电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数、有无铁芯有关 × N极 开关闭合→电磁铁有磁性→衔铁被吸合→b灯亮 √ 随堂练习 电磁铁 电 磁继电器 电磁铁 内容：在螺线管内插入_____，当有电流通过时，它会有较强 的磁性. 电磁铁 的磁性 电磁 继电器 原理：电流的_______. 影响因素： ①匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越___； ②电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越___，电磁铁的磁性越强. 应用：电磁起重机、磁浮列车、电磁继电器、电铃等. 内容：利用___电压、___电流电路的通断，来间接地控制___电 压、___电流电路通断的装置. 铁芯 磁效应 强 低 特点：在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性. 多 实质：利用_______来控制工作电路 的一种_____. 工作原理：D、E所在控制电路通电时，衔铁被电磁铁吸引，使动触点与B、C所连静触点_____，此时B、C所在工作电路开始工作. 弱 高 强 电磁铁 接触 开关 课堂小结 1. 用漆包线(导线表面涂有绝缘漆)绕在纸筒上做成一个螺线管，插入铁芯后就组成了电磁铁，接入如图所示电路，闭合开关S后(　　)A. 电磁铁的右端为N极B. 取掉铁芯后，螺线管的磁性增强C. 调换电源正负极，电磁铁的磁场方向改变D. 向右滑动滑片P，电磁铁的磁性增强 I 安培定则 N × 左端 C × 减弱 × 磁场方向与电流方向有关 √ R↑→电流↓→磁性↓ 随堂练习 2. (2025宜宾)如图，磁铁 S 极与弹簧连接，竖直悬挂于电磁铁的正上方，电源电压不变.闭合开关后，向右缓慢移动滑动变阻器滑片，下列判断正确的是(       ) A. 电路中的电流变大 B. 电磁铁的磁性变强 C. 电磁铁上端为 S 极 D. 悬挂磁铁的弹簧变长 D 接入电路的电阻变大 安培定则 N × × × √ →电流变小 电流变小，磁性减弱 同极相斥 随堂练习 3. 暴雨后立交桥下积水较深很不安全，兴趣小组为此设计了一个积水自动报警器，其原理图如图所示.图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求地面没有积水时，LED灯亮，地面积水较深时，电铃响.根据设计要求，电铃应该安装在图中的_____(选填“A”或 “B”)位置.积水较深控制电路接通时，电 磁铁的上方为_____(选填“N”或“S”)极.电 磁继电器实质是一种_______(选填“用电 器”或“开关”). 开关 B S A B 接通左边控制电路，电磁铁吸下衔铁，动触点向下移动，接通电铃电路报警 安培定则 N 随堂练习 4. 如图所示是直流电铃的原理图，衔铁B与弹性片A相连，自然情况下，弹性片A是和螺钉接触的，接通电源后，电磁铁的左侧上端是_______极，电磁铁______衔铁B，敲击铃发声，但同时弹性片A与螺钉分离，导致电路处于____________状态，弹性片A又和螺钉接触而通电，如此往复，电铃不断发出铃声. S(或南) I 吸引 N S 断路(或断开) 安培定则 随堂练习 悬浮间隙 10 mm 轨道 车身线圈 轨道线圈 车身 车身线圈 A B 5. 该列车采用常导电磁悬浮技术，原理图如图甲所示，轨道下部安装有轨道线圈，车辆的下部也装有车身线圈，根据异名磁极相互_______的原理使列车悬浮；图乙中，A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是______极；当乘客人数减少时，必须______(选填“增大”或“减小”)通过车身线圈的电流，使轨道线圈对车身线圈的作用力平衡列车车身的重力. 吸引 N 减小 安培定则 N 重力减小 甲乙 随堂练习 $$