第2节 电流的磁场 第3课时（培优教学课件）科学新教材浙教版八年级下册

八年级下册•浙教版 第三章 电磁及其应用 第1节 电流的磁场 第3课时 导入新课 工厂里的大型机床、小区的门禁系统、家里的全自动洗衣机，这些看似复杂的自动控制背后，都藏着一个 “幕后英雄”——电磁继电器。 物理观念 认识电磁继电器的本质是由电磁铁控制的自动开关，掌握其核心结构与 “低压弱电流控制高压强电流” 的核心工作原理，了解电磁铁在自动控制、磁悬浮、磁记录、通信等生产生活场景中的广泛应用，深化电磁铁可控性与自动化控制的关联认知。 科学思维 能结合电磁继电器的工作原理，分析控制电路与工作电路的联动运行逻辑，对自动报警器、电磁门锁等实际应用电路开展严谨的逻辑推理，能根据设计要求判断电路合理性，解决自动控制电路的动态分析与故障排查问题。 科学探究 能规范完成电磁继电器的接线与通断电控制实验，准确观察并记录继电器的工作状态，能根据需求自主设计水位、温度自动报警器等简单的自动控制电路，掌握电磁继电器的应用探究方法，提升电路设计与实验实操能力。 科学态度 与责任 了解电磁继电器对现代自动化控制发展的重要意义，认识电磁铁技术在工业生产、日常生活、高端科技中的应用价值，体会物理知识与工程技术、社会发展的紧密联系，养成严谨的工程思维，激发电磁学应用领域的探究兴趣与创新意识。 学习目标 重点难点 重点 电磁继电器的核心结构、基本工作原理，理解其 “低压弱电流控制高压强电流” 的核心作用，掌握控制电路通断对工作电路的联动控制逻辑。 电磁继电器在自动报警器、电磁门锁、电铃等场景中的基础应用，以及电磁铁在磁悬浮、磁记录、电话通信等领域的应用原理。 难点 结合光敏、温控、水位感应等外界条件变化，对复杂的电磁继电器自动控制电路开展全流程工作分析，精准判断电路的动态工作状态与设计合理性。 根据特定的自动控制需求（如灯光交替闪烁、双电路切换、异常情况报警），自主设计符合要求的电磁继电器控制电路，解决实际应用中的电路设计与优化问题。 1. 电磁继电器 2. 电磁铁的其他应用 3. 课堂总结 4. 练习与应用 5. 提升训练 学习内容 一、 电磁继电器 第1节 电流的磁场（3） 6 一、 电磁继电器 电磁继电器 电磁铁产生的磁场很容易控制。我们可以用通断电流来控制电磁铁有无磁性；可切换电流方向来改变电磁铁的磁场方向和极性；调节电流大小可控制电磁铁的磁场强弱。 7 一、 电磁继电器 各种各样的电磁继电器 8 一、 电磁继电器 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。使用电磁继电器，可以实现用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。 9 一、 电磁继电器 控制电路 工作电路 10 一、 电磁继电器 电磁铁 衔铁 弹簧 动触点 11 一、 电磁继电器 思考与讨论 如图是一种常见的使用电磁继电器的控制电路，图甲是控制电路开关断开的状态，图乙是控制电路开关闭合的状态。请向同组同学说明这个电路是如何控制电动机运行的，绿灯亮或红灯亮分别表示电动机处于什么状态。 12 一、 电磁继电器 思考与讨论 控制电路断开 电磁铁 A 磁性消失 弹簧 C 复位 动触点 D 与上触点接通 电动机停止工作、红灯亮 断开开关 13 一、 电磁继电器 思考与讨论 闭合开关 控制电路接通 电磁铁 A 有磁性 吸引衔铁 B 动触点 D 与下触点接通 电动机工作、绿灯亮 14 一、 电磁继电器 实践活动 1.观察电磁继电器。对照继电器的说明书，认识继电器上的接线柱位置，并思考说明书上写着的电流和电压表示什么意思。 电流：能够通过电磁继电器的最大电流 电压：正常工作下的电压 15 一、 电磁继电器 实践活动 2.把电磁继电器上的线圈接到电源上，组成控制电路。观察通电和断电时电磁继电器的工作情况。注意观察通电时哪两个触点相连，断电时哪两个触点相连。 3.利用另外一个电源和小灯泡组成工作电路，通过电磁继电器来控制小灯泡的亮与灭。 16 一、 电磁继电器 实践活动 4.水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。按以下要求连接图 3.2-11 所示的水位自动报警器电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。 17 一、 电磁继电器 实践活动 5.如图 3.2-12 所示，电磁门锁已广泛应用于日常生活。打开电磁锁的门往往要用刷卡的方式。根据你现有的知识，说明电磁门锁的工作原理，并简要画出原理图。 18 【例题一】（2025春•诸暨市期中）校园路灯实行自动化管理，其内部装有一个光敏电阻R，R的阻值随光照强度变化关系如图所示，忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻，下列电路符合设计要求的是（　　） A． B． C． D． B 一、通电螺线管的磁场 19 【答案】B 【解答】解：A．电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联；光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律R=可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，吸下衔铁，灯泡所在的支路为断路，即灯泡不发光；当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡所在的支路为通路，即灯泡发光，故A不正确； B．电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联，光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，由欧姆定律可知，通过电磁铁的电流较大，电磁铁的磁性较强，当吸下衔铁时，灯泡电路为通路，灯泡发光；当光照强度较大时，光敏电阻的阻值较大，闭合开关，由欧姆定律R=可知，通过电磁铁的电流较小，电磁铁的磁性较弱，衔铁无法被吸下，灯泡为断路，灯泡不发光；故B正确； C．灯泡与光敏电阻串联后再与电磁铁并联，并联电路各支路互不影响，由题意可知电磁铁支路电阻很小，电流很大，容易烧坏电磁铁线圈或电源，故C不正确。 D．灯泡与电磁铁并联后再与光敏电阻串联联，光照强度较弱时，光敏电阻阻值较小，闭合开关，根据串联分压的规律，可知光敏电阻两端电压小，灯泡与电磁铁两端电压大，由欧姆定律R=可知通过电磁铁电流大，衔铁被吸下，灯泡断路，灯泡不发光；光照强度较强时，光敏电阻阻值较大，闭合开关，根据串联分压的规律，可知光敏电阻两端电压大，灯泡与电磁铁两端电压小，根据欧姆定律可知通过电磁铁电流小，衔铁没有被吸下，灯泡通路，灯泡发光，故D不正确。 故选：B。 一、通电螺线管的磁场 20 二、 电磁铁的其他应用 第1节 电流的磁场（3） 21 二、 电磁铁的其他应用 实践活动 图示为电铃的工作原理图，B 为衔铁，B 与弹性片 A 相连，请根据电磁铁工作的原理，分析电铃是如何发出铃声的。 22 思考与讨论 开关闭合时，电磁铁产生磁性，把衔铁吸引过来，衔铁上的小锤在铃上打一下，发出铃声。与此同时，弹性片与螺钉脱离接触，电路被断开，电磁铁失去磁性，不能吸引衔铁，衔铁被弹回，弹性片又与螺钉接触，电路又被接通，铃声响起。电流就这样一通一断，电铃就可以持续发出铃声。 二、 电磁铁的其他应用 23 科学・技术・工程 磁悬浮列车 磁悬浮列车是利用 “同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引” 的原理，通过轨道上的强电磁铁与列车上的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮起来，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的摩擦。磁悬浮列车运行时的阻力很小，因此运行速度很快。 二、 电磁铁的其他应用 24 磁记录 随着技术的发展，记录信息的方式也发生巨大变化。磁记录是信息存储技术发展的一个里程碑，也是目前记录信息的重要方式之一。 二、 电磁铁的其他应用 25 硬盘 磁盘的作用：硬盘是信息磁记录的重要器件，它广泛应用于计算机、移动电话、影像播放器、游戏机、掌上电脑、数码相机等数码产品中。 二、 电磁铁的其他应用 26 硬盘 硬盘主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒（小磁体），读写磁头实际上就是一块电磁铁。 二、 电磁铁的其他应用 27 硬盘 在硬盘上存入数据的过程中，首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，然后用这个磁场使盘片上的磁性颗粒按照记录磁场的方向排列，信息就记录在盘片中了。需要读取磁盘信息时，只要使记录的磁信息通过磁头转变成电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等信息，从而再现被记录的信息。 二、 电磁铁的其他应用 28 银行卡 银行等机构发行的磁卡，其背面的磁条里记录着持卡人的账号等个人信息。使用磁卡时，磁条中的信息被机器读出，也可在磁卡上写入新的信息。 二、 电磁铁的其他应用 29 录音机 录音机和录像机的磁头也由电磁铁制成。录音机和录像机将需要记录的声音和图像转变成电信号，通过磁头记录在磁带上。 二、 电磁铁的其他应用 30 电磁铁的应用 电磁铁除了上述用途外，在生产生活中还有广泛的应用。例如，在发电机、电动机、电磁起重机等机械上都用到了电磁铁，在洗衣机、电饭锅等家用电器里也用到了电磁铁。 二、 电磁铁的其他应用 31 科学阅读 电话 电话机主要由送话器和受话器组成，它们之间用一对电话线相连。送话器相当话筒；受话器又叫听筒，相当于扬声器。人们对着送话器说话时，送话器把声音信号转化成强弱变化的话音电流，话音电流沿着导线流入对方的受话器，受话器又把话音电流转化成声音。 二、 电磁铁的其他应用 32 科学阅读 受话器里有一块电磁铁，当传入受话器的电流流过电磁铁的线圈时，电磁铁能够吸引前面放着的一块薄铁片。由于话音电流是变化的，电磁铁对薄铁片的吸引力也随之发生变化，从而使得铁片振动规律与话音电流的变化一致，发出话音电流对应的声音，这样就可以听到对方的讲话。 二、 电磁铁的其他应用 33 科学阅读 随着科学技术的发展，电话的形态和功能也越来越丰富，例如移动电话（手机）作为网络终端，可以完成声音、视频、网页等信息的传输。 二、 电磁铁的其他应用 34 【例题二】（2024春•浦江县期末）电磁铁被广泛应用于生产、生活中。下列产品中没有用到电磁铁的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电话机 C．指南针 D．电磁起重机 C 一、通电螺线管的磁场 35 【解析】 【答案】C 【解答】解：ABD、磁悬浮列车、电话机和电磁起重器中都有电磁铁，故ABD不符合题意； C、指南针是利用磁体指示南北的性质制成的，它是永磁体制成的，里面没有电磁铁，故C符合题意。 故选：C。 一、通电螺线管的磁场 36 三、课堂总结 第1节 电流的磁场（3） 三、课堂总结 四、练习与应用 第1节 电流的磁场（3） （2025春•西湖区校级月考）许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。下列有关说法正确的是（　　） A．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替 B．电磁铁就是电磁继电器 C．电磁铁能把电能转化为机械能 D．电磁继电器中的磁体可以是永磁铁 C 四、练习与应用 40 【解析】 【答案】C 【解答】解：A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，不能被磁化，无法增强磁场，不可以用铜棒代替，故A错误。 B、电磁铁是由线圈和铁芯组成，利用电流磁效应产生磁性的装置；而电磁继电器是一种利用电磁铁控制电路通断的开关设备，电磁铁是电磁继电器的重要组成部分，二者不是同一概念，故B错误。 C、电磁铁工作时，电流通过线圈产生磁场，使铁芯磁化，吸引或排斥其他磁性物体，这个过程中电能转化为机械能，故C正确。 D、电磁继电器中的磁体是电磁铁，其磁性的有无跟电流的通断有关，这样才能通过控制电流来控制电路通断；若用永磁铁，无法实现磁性有无的控制，故D错误。 故选：C。 四、练习与应用 41 2. （2025春•丽水月考）图示为小方同学设计的一个自动控制电路，在这个电路中，当S闭合时，工作电路的情况是（　　） A．灯不亮，电动机不转，电铃不响 B．灯不亮，电动机不转，电铃响 C．灯亮，电动机转，电铃响 D．灯亮，电动机转，电铃不响 B 四、练习与应用 42 【解析】 【答案】B 【解答】解：如图所示，左侧为控制电路，当开关S闭合时，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，使上端触点断开，下端触点接通，故灯不亮、电动机不转动，电铃响，故ACD错误，B正确。 故选：B。 四、练习与应用 43 3. （2024春•长兴县月考）下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（　　） A．日光灯 B．电铃 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车 A 四、练习与应用 44 【解析】 【答案】A 【解答】解：在题目中所示答案，只有日光灯不需电磁铁，而其他电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作。 故选：A。 四、练习与应用 45 4. （2025春•诸暨市期中）如图电路中，电源电压为6伏，小灯泡上标有“6伏，0.5安”字样，轻质弹簧上端固定且和导线接触良好。当开关S断开时，弹簧下端恰好能与水极槽中的水银面接触。当开关S闭合时，小灯泡将（　　） A．正常发光 B．不能发光 C．忽明忽暗 D．以上三种情况都有可能 C 四、练习与应用 46 【解析】 【答案】C 【解答】解：当开关S闭合时，由于水银导电，电路闭合，小灯泡发光，所以弹簧上有电流通过，每一匝线圈都可看成一个电磁铁，上端是N极，下端是S极，相邻部分为异名磁极，各线圈间相互吸引，使得弹簧缩短，弹簧下端离开水银面，电路断开，小灯泡熄灭，线圈失去磁性，弹簧恢复原长，又和水银面接触，于是又开始重复上述过程，小灯泡忽明忽暗。 故选：C。 四、练习与应用 47 五、提升训练 第1节 电流的磁场（3） （2025•西湖区一模）如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：闭合开关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧的作用下，插销重新插入门锁插槽，门锁上。下列有关磁性门锁的说法错误的是（　　） A．制作插销的材料可以选择铁 B．电磁铁的原理是电磁感应现象 C．门锁插槽需要定期抹油以减小摩擦 D．需定期更换电池，避免打不开门 B 五、提升训练 49 【解析】 【答案】B 【解答】解：A、铁是磁性材料，容易被电磁铁吸引，所以制作插销的材料可以选择铁，故A正确。 B、电磁铁的原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场，而电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，故B错误。 C、门锁插槽定期抹油，可以使接触面更光滑，从而减小摩擦，故C正确。 D、磁性门锁一般由电池供电，随着使用时间的增加，电池电量会逐渐耗尽，所以需定期更换电池，避免因电池没电导致电磁铁无法工作而打不开门，故D正确。 故选：B。 五、提升训练 50 2. （2024春•瑞安市校级期中）警车车灯在行驶过程中会红、蓝灯交替闪烁，起警示作用。小瑞想要设计两灯交替闪烁的警车灯，忽略弹性衔铁和电磁铁线圈的电阻，下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． A 五、提升训练 51 【解析】 【答案】A 【解答】解：A．由电路图知道，闭合开关后，蓝灯泡发光，红灯泡不发光，电磁铁有磁性， 吸下衔铁与下方静触点连接，红灯泡发光，蓝灯熄灭且电磁铁无磁性， 紧接着弹性衔铁弹起，动触点与上方静触点接触，蓝灯泡发光，如此反复，灯泡交替闪烁，故A正确； B．由电路图知道，闭合开关后，电磁铁有磁性，吸下衔铁，红、蓝灯泡被短路，不会发光，故B错误； C．由电路图知道，闭合开关后，电磁铁持续有磁性，衔铁一直被吸下，蓝灯泡发光，红灯泡不发光，不会实现灯泡持续交替闪烁，故C错误； D．由电路图知道，闭合开关后，红灯泡发光，电磁铁有磁性，吸下衔铁，蓝、红灯泡都不发光，故D错误。 故选：A。 五、提升训练 52 3. （2025春•鄞州区校级月考）如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的工作原理是电磁感应 B．电铃工作时，电磁铁a端为N极 C．温度升高至78℃时，电铃报警 D．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将升高 C 五、提升训练 53 【解析】 【答案】C 【解答】解： A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A错误； B、由安培定则可知，当电铃工作时，电磁铁的a端为S极，故B错误； C、温度升高到78℃时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故C正确； D、若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将降低，故D错误； 故选：C。 五、提升训练 54 $