7.3 电磁铁-【指南针·课堂优化】2026-2027学年九年级全一册物理（教科版·新教材）

第3节 课 前 自 主 学 知识点①电磁铁 (1)定义：在螺线管中插入铁芯，当有电流 通过时，它会产生较强的磁场。这个带铁芯的 螺线管叫作电磁铁。 (2)原理 当电流通过带铁芯的螺线管时，螺线管中 的铁芯就被电流的磁场磁化成了磁铁，使通电 螺线管的磁性大大增强；当断开电路时，它们的 磁性就立即消失了。电磁铁就是根据这个原理 制成的 (3)影响磁性强弱的因素 实验表明，电磁铁磁性强弱与通过线圈的 电流大小、线圈匝数有关。线圈的匝数一定时， 通过电磁铁线圈中的电流越大，它的磁性越强； 在电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁 性越强。 (4)应用 由于电磁铁的磁性有无可以利用电流通断 来控制；磁性强弱可以用电流强弱、线圈匝数多 少来调节；磁极的极性可以用变换电流的方向 来改变等优点。所以电磁铁在生活、生产和科 学技术中有很广泛的应用。从家里的全自动洗 衣机到电动汽车，从磁悬浮列车到三峡水库的 发电站，各种大小的电磁铁无处不在。 知识点2电磁继电器 (1)继电器 继电器是利用一个回路中的电流控制另一 个回路通断的装置。 17 第7章磁与电 电磁铁 (2)电磁继电器的结构和电路 电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通 断的开关，由电磁铁、衔铁、簧片（弹簧）、动触点 和静触点组成。其电路由控制电路和工作电路 构成。 (3)电磁继电器的工作原理 接通控制电路，电磁铁有电流通过，具有磁 性，吸引衔铁，使动触点和静触点接触，工作电 路闭合，用电器开始工作；断开控制电路，电磁 铁失去磁性，释放衔铁，弹簧把衔铁拉起来，工 作电路断开，用电器停止工作。电磁铁对衔铁 的吸、放，控制着工作电路的通、断，从而实现了 间接控制工作电路的目的。 (4)电磁继电器的优点及应用 利用电磁继电器可以实现能用低电压、弱 电流控制高电压、强电流的电路，从而确保了操 作安全；因此电磁继电器的开关特性在电力系 统保护、生产过程自动化等领域中得到了广泛 的应用 课 学 法 指 导 1.如何探究影响电磁铁磁性强弱的因素 物体是否具有磁性可由它的吸铁性来判 定，并且磁性越强吸铁效果越明显。根据猜想 电磁铁磁性强弱可能与电流大小、线圈匝数有 关，因此，在探究时应采用控制变量的研究方 法。若探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关 系，应使线圈匝数相同，改变线圈中电流的大 小；若探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系， 应使外形相同的螺线管通过线圈的电流相同， 改变线圈的匝数。 5· 梢南针·课堂代化·九年纸·物理(JK) 【例1】为探究电磁铁的磁性强弱与哪些 因素有关，小丽同学作出以下猜想： 猜想A:电磁铁通电时有磁性，断电时没有 磁性。 猜想B:通过电磁铁的电流越大，它的磁性 越强。 猜想C:外形相同的螺线管，线圈的匝数越 多，它的磁性越强。 为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实 验小组通过交流与合作设计了以下实验方案： 用漆包线（表面涂有绝缘的导线）在大铁钉上绕 若干圈，制成简单的电磁铁。如下图所示的a、 b、c、d为实验中的四种情况 根据小丽的猜想和实验，完成下面填空： (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少 的不同，来判断它 的不同。 (2)通过比较 两种情况，可以验证 猜想A是正确的。 (3)通过比较 两种情况，可以验证 猜想B是正确的。 (4)通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜 想C不全面，应补充 【答案】(1)磁性强弱(2)a、b(3)b、c (4)电流一定时 2.怎样比较电磁铁磁性的强弱 (1)从实验现象来判断。 ①根据电磁铁吸引大头针的数目多少来判 断。吸引大头针的数目越多，说明电磁铁磁性 越强。 ②根据电磁铁产生的吸引力或排斥力的大 小来判断。产生吸引力或排斥力越大，说明电 磁铁磁性越强。 (2)从影响电磁铁磁性强弱的因素来比较。 ①线圈的匝数一定时，通入电磁铁线圈中 的电流越大，它的磁性越强。 ②在电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多， 它的磁性越强。 ③通入电磁铁线圈中的电流较大，线圈的 匝数也较多，它的磁性更强。 ④其他条件相同时，有铁芯的比没有铁芯 的磁性强；铁芯大的比铁芯小的磁性强。 【例2】小明同学在“制作、研究电磁铁”的 过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁 进行实验，如图所示，下列说法正确的是() A.若将两电磁铁上部 靠近，会相互吸引 B.电磁铁B吸引的大 头针较多，表明它的磁性较强 C.电磁铁B的磁性较强，是因为通过B线 圈的电流大于通过电磁铁A的电流 D.要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右 移动 【答案】B 【例3】如图所示，在弹簧测力计下挂一条 形磁体置于一个匝数可变的电磁铁的上方。当 开关S拨至“2”时，弹簧测力计的示数为F1;当 开关S拨至“1”时，稳定 后弹簧测力计的示数 为F2,则F2 F1; S接“1”不变，使滑动变 阻器的滑片P向左移动 到某一位置，稳定后弹 簧测力计的示数为F3, R 则F F2;然后滑片P的位置保持不 76 变，开关由“1”拨至“3”，稳定后弹簧测力计的示 数为F4,则F4 F3。(均选填“=”“>”或 “<”) 【答案】<<> 3.正确应用电磁继电器的工作原理解释一 些自动控制装置的作用 【例4】如下图所示是一种防汛报警器的 原理图，S是触点开关，B是漏斗形的竹片圆筒， 里面有个浮子A,当水面上涨到达警戒水位时 () 电源 B 水面 ④H A.甲灯亮 B.乙灯亮 C.两灯都亮 D.两灯都不亮 【答案】B 课 后 巩 固 提 升 【基础训练】 一、填空题 1.内部带铁芯的螺线管叫 ,电磁铁 的优点很多，它的磁性有无可以由 来控制；电磁铁的磁性强弱可以由 来控制；电磁铁的南北极可以由 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 2.(2024·广西)如图所示，在探 究通电螺线管外部磁场分布 的实验中，闭合开关后，通电 螺线管的上端为 极，将 滑动变阻器的滑片向左移，铁 1 第7章磁与电 钉吸起大头针的数量更 (选填“多”或 “少"”)。 3.(2023·雅安)如图所示的装置，闭合开关后， 电磁铁左端与条形磁体N极相互吸引，则电 源E端为 (选填“正极”或“负极”)。 为增强电磁铁磁性，滑动变阻器滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动。 4.如图所示的电路，开关S接到α后，电磁铁左 端为 极，小磁针静止时，A端是 极；将开关S由a拨到b,调节滑动变阻器，使 电流表的示数不变，则电磁铁的磁性 (选填“增强“不变”或“减弱”)。 i的DPB 5.(2025·济南)如图为一种水位报警器的原理 图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮， 此时螺线管上端为 极，图中虚线部分的 作用相当于 (选填“电源”“开关”“用 电器”或“导线”)。 绿灯 衔铁 红灯 电源 电源 6.(2023·娄底)如图所示是一种温度自动控制 报警装置电路图。当温度达到90℃时，就会 启动报警装置，发出光信号提醒用户。温度 计中的水银属于 (选填“导体”或“绝 缘体”)；报警时，工作电路中的 灯亮。 措南针·课堂优化·九年纸·物理(JK) 金属丝 &☒ 0 85 绿灯 水银 ⑧兄 红灯电铃 二、选择题 7.(2024·海南)如图是通电螺线管磁场特点的 实验装置。下列操作能改变螺线管两端磁极 的是 () A.移动滑动变阻器滑片 B.对调电源正负极 C.改变螺线管线圈匝数 D.在螺线管中加铁芯 8.(2025山东)小明在户外实践中，利用随身所 带物品制作了简易指南针。他首先利用电 池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后 将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两 者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说 法正确的是 () 00660666600 A铁钉的钉尖是S极 B.缝衣针的针尖是N极 C.地磁场N极在地理北极附近 D.移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方 向为南 9.(2025·盐城)如图所示，给绕在铁钉上的线圈 通电后，铁钉吸引大头针。下列操作能使铁 钉吸引大头针数目变多的是 () A.减少线圈匝数 1 B.减少电池节数 C.向右移动滑动变阻器的滑片 D.对调电源正、负接线柱上的接线 10.(2024·威海)（多选）图甲是一种汽车尾气排 放检测电路。当尾气浓度高于某一设定值 时，电铃报警；气敏电阻R1的阻值与尾气浓 度之间的关系如图乙所示，下列分析正确 的是 () 衔铁 尾气浓度 A.电磁铁通电后，线圈上端为S极 B.R1的阻值随尾气浓度的增大而增大 C.检测时保持R2滑片位置不变，当尾气浓度 变大时，R1两端电压变大 D.为使尾气浓度更低时报警，应将R2滑片 适当上移 11.(2025·广元)如图所示是某学校路灯的智能 照明电路。S为光敏开关，天暗时S自动断 开，天亮时S自动闭合；R为滑动变阻器。下 列说法正确的是 ( ) 220V 衔铁 a A R 控制电路 工作电路 A.天亮时，电磁铁的上端是北极 B.天亮时，将R的滑片P向上滑动，电磁铁 磁性变强 C.天暗时，衔铁被电磁铁吸引，触点c与a接 触 D.天亮时，电磁铁外部磁感线从上端出发回 到下端 12.(2023·自贡)如图所示，R是一个光敏电阻， 光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小， 8 R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电 器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯 熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是 8☒ob 路灯 WWWW -OC A.电路工作时，电磁铁上端为N极 B.给路灯供电的电源应接在b、c两端 C,控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比 原来早一些亮 D.路灯发光时把电能全部转化为光能 三、作图题 13.(2023·呼伦贝尔)如图所示，在电磁铁上方 用弹簧挂着个条形磁体，闭合开关S,条形磁 体静止后，滑片P向右滑动时弹簧缩短。请 用箭头标出磁感线的方向。并用“+”“一”在 括号内标出电源正负极。 电源 )( 14.(2023·大庆)如图，用笔画线代替导线将图 中实物连接起来。要求：闭合开关后，通电 螺线管的上端为N极，当滑动变阻器的滑片 P向左移动时，通电螺线管的磁性增强。 1 第7章磁与电 四、实验题 15.（东营·中考)如图甲所示是“探究影响通电 螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。 0.20.40 0.6 0.63 甲 乙 (1)正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻 器的滑片应置于最 （选填“左”或 “右”)端。 (2)闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针 如图乙所示，则电流表的示数为 A, 此时通电螺线管的下端是 (选填“N” 或“S”)极。 (3)下列操作能减弱通电螺线管磁性的是 (选填字母)。 A.抽去铁芯 B.电源两极对调 C.减少线圈的匝数 (4)电磁铁的用途很多，如 等。 【能力提高】 16.(2023·锦州)如图所示，闭合开关，通电螺线 管的右端是 (选填“N”或“S”)极，此时 在水平桌面上的条形磁体仍处于静止状态， 条形磁体受到向 (选填“左”或“右”) 的摩擦力；若将滑动变阻器滑片向下滑动， 条形磁体受到的摩擦力将 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。 17.(2025·伊春)如图，电路中的GMR是巨磁电 阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小）， 当开关S和S2闭合时，将滑片P向左移动， 9 措南针·课堂花化·九年纸·物理(JK) 下列说法正确的是 GMR 电磁铁 指示灯☒ S A.电磁铁右端为S极 B.指示灯会变亮 C.巨磁电阻的阻值会变大 D.电磁铁上的线圈中的电流会变小 【拓展应用】 18.(2024·淄博)心肺机用“电动泵”替代心脏， 推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所 示，将线圈αb固定在活塞一端，利用其与固 定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使 血液定向流动。阀门K1、K2都只能单向开 启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从α 流向b时，下列说法正确的是 () 活塞 送血 固定磁体 抽血 电动泵 A.线圈周围有磁场和磁感线 B.线圈左端是N极 ·180 C.活塞将向左运动 D.此时“电动泵”处于送血状态 19.(2024·淮安)某款恒温箱的简化电路如图甲 所示，控制电路中电源电压为36V且保持 不变，电磁铁线圈电阻为50Ω，R为热敏电 阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关 系如图乙所示；工作电路中的加热器（图中 未画出)正常工作时的电阻为442。求： 0220 Vo ↑R/2 软导线 900 o 500 200- 050100150t/°C RR 甲 乙 (1)加热器应接在图甲中 (选填“ab” 或“cd”)之间，控制电路中电磁铁的上端 为 极。 (2)加热器正常工作6s产生的热量是 J。 (3)控制电路的电流减小到0.036A,衔铁会 被释放。则当调节R'=502时，恒温箱内设 定的最低温度为 ℃. (4)若使恒温箱内设定的最低温度提高一 些，可将R'的滑片向 滑动一点。指南针·课堂优化·九 =3.36×105J 因为不计热量损失，电火锅消耗的电能 由P-发可知，电路的总功率最大，此时电热煎药壶处于 W=Q级=3.36×105J 高温挡，则当双触点选择开关接触B、C时，电热煎药壶处 于低温挡。 使用高温挡加热时，加热所需的时间t= W P高 (2)当双触点选择开关接触B、C时，电热煎药壶处于低温 3.36×10J 1100W ≈305s 挡，R接人电路，由P-只可知，低温挡工作时的功幸 答：(1)R1的阻值为882；(2)电火锅在低温挡工作时的电 流为1.25A;(3)把水烧开需要的时间为305s。 R发- 4840 =100W 专题7电功、电功率、电热的综合应用 (3)使用高温挡时，R1、R2并联接入电路，工作 基础训练 1min,根据并联电路特点可知电流做功 一、填空题 W=(P1+P2)t= 儇+)： 1.29452.低温222750 3.32436:14.4:31:5 [0+H]×0 484n 5.242028.8 =3×104J 二、选择题 (4)该中药液比热容为4.0×103J/(kg·℃)，质量为200 6.C7.B8.A9.D10.D11.D12.D 二、计算题 g,温度从5℃升高到45℃，中药液吸收的热量 13.(1)根据电功率的公式P=UI,可以得到小灯泡的额定电 Q级=cm(t一to) 流为 =4.0X103J/(kg·℃)×0.2kg×(45℃-5℃) k=是--0.6A =3.2×104J 低温挡加热8min,消耗的电能W,=P低t1= (2)小灯泡的电阻 100W×8×60s=4.8×104J &-受=6X=10n 此过程的加热效常)=号×10%-签0× 4.8X10X100% (3)当只闭合开关S、S时，小灯泡L与定值电阻R串联， =66.6% 且小灯泡恰好正常发光，此时定值电阻R两端的电压为 UR=IR=0.6A×202=12V 答：(1)使用低温挡工作时开关应接触B、C;(2)使用 低温挡工作时的功率为100W;(3)使用高温挡工作1 电源电压为 min,电流做功为3×104J;(4)采用低温挡加热中药过程 U=UL+UR =6 V+12 V=18 V 的加热效率为66.6%。 (4)当只闭合开关S、S时，滑动变阻器R与小灯泡串联。 由于电流表的测量范围为0~3A,滑动变阻器允许通过 第4节跨学科实践：半导体与光伏发电 的最大电流为1.25A,小灯泡的电流不能超过0.6A。所 以电路中的最大电流为0.6A,此时小灯泡的电压为6V, 基础训练 滑动变阻器接入电路的电阻最小，则滑动变阻器两端的电 一、填空题 压为 1.导体绝缘体锗硅 U#=U-U=18V-6V=12V 2.单向导电半导体 滑动变阻器接入电路的电阻 3.十半导体不发光 R-要-品X-200 4.半导体用电器 二、选择题 又因为电压表的测量范围为015V,所以滑动变阻器两：5.C6.D 端的最大电压不能超过15V。此时电路中的电流最小，三、应用题 根据欧姆定律和串联电路的电压特点，此时小灯泡两端的7.(1)半导体(2)减小(3)20变大 电压为 8.(1)传播(2)电能1.8×10 U'=U-Uw'=18V-15V=3V 此时电路中的电流为 第7章磁与电 k-是-品-03A 第1节磁现象 所以滑动变阻器接人电路的电阻最大为 Rx=要-品兴=0n 基础训练 一、填空题 答：(1)小灯泡的额定电流为0.6A;(2)小灯泡的电阻是1.磁性磁性两端两端磁极两NS 102;(3)电源电压是18V;(4)滑动变阻器接入电路的电2.南(S)北(N) 阻范围是20~502。 3.(1)异名磁极相互吸引(2)同名磁极相互排斥 14.解：(1)由图可知，当双触点选择开关接触B、C时，R1接入4.磁力磁场磁体磁力 电路，当双触点选择开关接触C、D时，R1、R2并联接人电5.磁场北南密 路。由于R1、R2并联接入电路时，电路中的总电阻最小，6.磁体不是南极附近北极附近南北7.S 63 级·物理(JK)·参考答案 二、选择题 8.A9.D10.A11.D12.B13.D14.D15.C 三、作图题 16. (N 18 能力提高 19.有N不能无有S 20.NN21.A 拓展应用 22.D 第2节 电流的磁场 基础训练 一、填空题 1.磁奥斯特2.S磁场会 3.NS电流 4.条形南北会安培定则右 弯曲的四指 N 5.N正 二、选择题 6.D7.D8.B9.CD 三、作图题 电源 (-) + 12. 强磁阀门 (N) 固定线圈 液管 电磁阀 四、实验题 14.(1)偏转正负极(2)方向 15.(1)②③①(2)条形 (3)南北 (4)N 电源 (+) (5)小磁针磁极指示固定的方向 能力提高 16.ND 17. ①D(S) (S) 电源 拓展应用 18.S顺时针 19. 电源一八 (-)(+) 第3节电磁铁 基础训练 一、填空题 1.电磁铁通断电流电流大小电流的方向强 2.N多3.负极B4.NN减弱5.N开关 6.导体红 二、选择题 7.B8.D9.C10.AD11.B12.C 三、作图题 13. 14. 电源 (-)(+) 四、实验题 15.(1)左(2)0.5N(3)AC(4)电磁起重机电铃 能力提高 16.S左变小17.B 拓展应用 18.C19.(1)abN(2)6600(3)50(4)右 64