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

第二十章　电与磁 §20.3　电磁铁　电磁继电器 2022年课程标准 学习目标 结合具体实例，了 解电磁铁在生活中 的应用。 1.【重点】通过实验探究了解电磁铁的工作特点。 知道电磁铁磁性有无可以利用电流通断来控制。磁 性强弱可以用电流大小、线圈匝数来调节。电磁铁 极性可以通过改变电流方向控制。 2.【难点】了解电磁铁在生产生活中的应用，如电 磁起重机、电铃、磁悬浮列车、空气开关。 3.知道电磁继电器的工作原理。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点1　电磁铁 1. 问题：我们知道通电线圈有磁性，铁能被磁化，把它们组合在一起会 怎样呢？ 2. 分析：内部插有铁芯的螺线管叫作 ⁠。 3. 问题：与永久磁体对比，电磁铁有怎样的特点呢？ 电磁铁　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 4. 实验1：探究电磁铁的特点 (1)如右图，电磁铁通电时 (选填“能”或“不能”)吸引大头针， 断电时 (选填“能”或“不能”)吸引大头针。说明电磁铁通电 时 磁性，断电时 ⁠磁性。 能　 不能　 有　 无　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) (2)把一个小磁针放在电磁铁的一端，通电后通过观察小磁针的指向判断 电磁铁该端的极性。然后改变电磁铁中的电流方向，观察到小磁针的指 向与刚才 (选填“相同”或“相反”)，说明电磁铁的磁极方 向 (选填“发生改变”或“不变”)。 相反　 发生改变　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 5. 问题：电磁铁磁性的强弱可能与哪些因素有关？你将如何验证你的猜 想呢？ 6. 猜想：电磁铁磁性的强弱可能与 、 ⁠有关。 7. 实验方法：①当一个物理量可能同时受多个因素影响时，要采用 ⁠ 法进行探究；②实验中需要比较电磁铁磁性强弱，但电磁铁磁 性强弱不易直接测量。因此可以用 法的思维，通过观察 ⁠ 判断电磁铁磁性强弱。电磁铁 ⁠ ⁠，反映其磁性越强。 电流强弱　 线圈匝数　 控 制变量　 转换　 电磁 铁吸引大头针的个数　 吸引大头针越 多　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 8. 实验2：探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 (1)实验思路：应保持 ⁠相同，改变电流大小，再通过观察电 磁铁 ⁠从而判断电磁铁的磁性强弱有没有发生改变。 而为了方便改变电流大小，可用 ⁠与电磁铁串联，把如图 实验电路补充完整。 线圈匝数　 吸引大头针数目　 滑动变阻器　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) (2)实验步骤：①连接实验电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使 电路电流为0.1 A，观察此时电磁铁吸引大头针的数目；②移动滑动变阻 器的滑片，使电流变为0.5 A，观察此时电磁铁吸引大头针的数目。 (3)实验现象：步骤②电磁铁能吸引大头针的数目 步骤①。 (4)实验结论： 相同时，电流越大，电磁铁磁性越 ⁠。 多于　 线圈匝数　 强　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 9. 实验3：探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系 (1)实验思路：应保持 ⁠相同，改变线圈匝数，再通过观察电磁 铁 ⁠判断电磁铁的磁性强弱有没有发生改变。 (2)实验步骤： ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ (3)实验现象： ⁠ (4)实验结论： ⁠ 电流　 吸引大头针数目　 ①连接实验电路，此时选择接入50匝的线圈，闭合开 关，调节滑动变阻器，使电路电流为0.2 A，观察此时电磁铁吸引大头针 的数目；②在电路中改接入100匝的线圈的电磁铁，调节滑动变阻器，使 电流为0.2 A，观察此时电磁铁吸引大头针的数目。 　 步骤②中电磁铁吸引大头针数目多于步骤①。 电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 10. 电磁铁在生活中的应用 电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。电磁铁的这个特点在生活中应 用广泛。例如：电磁起重机、电铃、磁悬浮列车、空气开关等。 (1)电磁起重机：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，电磁铁 ⁠磁性，钢铁被放下。 失去　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) (2)电铃：开关闭合，电磁铁 磁性，吸引 ⁠，带动铃锤敲击 铃碗发声。衔铁被吸下的同时，弹性片与螺钉分离导致断电，电磁 铁 ⁠磁性，弹性片把衔铁拉起，又和螺钉接触而通电，如此反复， 铃锤不断敲击铃碗，发出铃声。 有　 衔铁　 无　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 2. 电磁铁工作原理：利用电流的 ⁠效应工作。 3. 优点：(1)磁性有无可以利用电路 ⁠来控制。 (2)磁性强弱可以用 、 ⁠来调节。 (3)电磁铁极性可以通过改变 ⁠控制。 4. 应用：电磁起重机、电铃、磁悬浮列车、空气开关。 磁　 通断　 电流大小　 线圈匝数　 电流方向　 ▶小结　1.电磁铁构造：由铁芯和螺线管组成。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例1】小明利用铁钉制作了一个电磁铁，闭合开关，铁钉吸起了几个 大头针，(如图1)螺线管上端为 (选填“N”或“S”)极。若使电磁 铁吸引大头针的个数增多，可将滑动变阻器的滑片向 ⁠移动。 N　 左　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【变式1】如图2所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，使开关闭 合后，螺线管与条形磁铁相互排斥，滑动变阻器的滑片P向右移动会使斥 力变小。 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 知识点2　电磁继电器 1. 问题：某些用电器需要用高压电工作，如果由人直接控制电路开 关，会有安全隐患，我们如何设计一个无须人直接控制高压电路的自 动开关呢？ 2. 分析：我们可以利用一个低电压的电路间接去控制另一个高电压的电 路。如右图，电磁继电器的构造如图，虚线框部分是一个电磁继电器， 主要组成部分是 、 、 ⁠、触点。 电磁铁　 弹簧　 衔铁　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 3. 电磁继电器的工作原理： 闭合控制电路中的开关，电流通过电磁铁的线圈，电磁铁 (选填 “有”或“没有”)磁性，从而把 ⁠吸引下来，带动动触点与静触 点 接触，电动机所在电路 (选填“接通”或“断开”)，同 时灯所在电路 (选填“接通”或“断开”)。当断开控制电路的开 关时，电磁铁线圈中的电流消失，电磁铁 (选填“有”或“没 有”)磁性，弹簧将 拉起，使动触点与静触点 ⁠接触，电动 机所在电路 (选填“接通”或“断开”)，同时灯所在电路 ⁠ (选填“接通”或“断开”)。 有　 衔铁　 B　 接通　 断开　 没有　 衔铁　 A　 断开　 接 通　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 4. 电磁继电器实质上就是利用 来控制工作电路的一种 ⁠ ⁠。 ▶小结　电磁继电器实质上是利用 ⁠来控制工作电路的一种开 关。它可以实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电 流，还可以实现自动控制。 电磁铁　 开 关　 电磁铁　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【典例2】每年夏季，赣江都会涨水。小明根据所学知识设计了如图3所 示的水位自动报警装置。当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接 通，工作电路中 (选填“灯亮”或“铃响”)，通电螺线管下端 为 (选填“N”或“S”)极。 铃响　 N　 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 【变式2】如图4所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计 时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相 连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响 起来，发出报警信号。下列说法正确的是(　B　) B A. 温度计中的水银是绝缘体 B. 电铃响时，电磁铁右端是N极 C. 温度降低到74 ℃以下，电铃响 D. 电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱 课堂导学 九年级全一册物理(RJ) 1. 电磁铁的构造：由铁芯和螺线管组成。 2. 电磁铁的工作原理：利用电流的 ⁠效应工作。 3. 优点：(1)磁性有无可以利用电路 ⁠来控制。 (2)磁性强弱可以用 、 ⁠来调节。 (3)电磁铁的极性可以通过改变 ⁠控制。 磁　 通断　 电流大小　 线圈匝数　 电流方向　 4. 应用：电磁起重机、电铃、磁悬浮列车、空气开关。 5. 电磁继电器实质上是利用 ⁠来控制工作电路的一种开关。它 可以实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流，还 可以实现自动控制。 电磁铁　 课堂笔记 九年级全一册物理(RJ) 基础评价 1. 如图所示为车库积水自动报警器原理图，图中A、B位置可以安装电铃 或LED灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。 电铃工作时利用了电流的 效应，它应该安装在图中的 (选填 “A”或“B”)位置；LED灯是利用 (选填“半导体”或“超 导体”)材料制成的。 磁　 B　 半导体　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 2. 如图所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将 电磁铁一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是 (　C　) A. 通电螺线管右端为N极，左端为S极 B. 在通电螺线管中插入铁芯，电压表示数增大 C. 当R1的滑片向左滑动时，电压表示数减小 D. 当R1的滑片向右滑动时，电流表示数增大 C 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 3. 法国科学家阿尔贝·费尔和徳国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨 磁电阻(GMR)效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖，这一发现大大 提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理 的示意图。 (1)通电螺线管的右端是 ⁠极。 素养评价 S　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) (2)闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知： 巨磁电阻的大小与 ⁠有关。 (3)当滑动变阻器电阻变小时，电磁铁的磁场 (选填“增强”或 “减弱”)。 (4)当滑动变阻器电阻变小时观察到指示灯变得更亮，这说明巨磁电阻的 阻值在磁场中随磁场增强而 (选填“增大”“不变”或“减 小”)。 磁场强弱　 增强　 减小　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) 4. 如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，当 温度达到90 ℃时，报警装置就会响铃，当温度低于90 ℃时，绿灯亮，电 铃不响。 (1)请根据科技小组的设计要求完成电路图。 (2)当图中左方电源正负极不小心被对调后，报警装置 (选填“能” 或“不能”)正常工作。 能　 课堂评价 九年级全一册物理(RJ) $