20.3 电磁铁 电磁继电器 课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第二十章 电与磁 第3节 电磁铁 电磁继电器 学习目标 物理观念：进一步理解电生磁，了解电磁继电器的结构、工作原理及其在电路中的应用。 科学思维：掌握电磁继电器“用低电压、弱电流控制高电压、强电流”的工作逻辑，会分析电磁继电器的工作原理和控制过程。 科学探究：通过实验探究电磁继电器的控制原理，提升动手操作与数据分析能力。 科学态度与责任：培养学以致用的意识，了解科技为人类服务激发对电磁现象的好奇心，培养科学探究精神与创新意识，培养安全生产意识。 在工地、码头，以及一些车间、货场，人们常常可以看到电磁起重机提起几十吨重的铁板、钢筋、铁管、废铁和其他各种铁质材料。它能随意把钢铁吸住或放下呢，你知道它是如何做到的吗？ 1.电磁铁：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。我们把这种磁体叫作电磁铁。 螺线管 铁芯 U形电磁铁 电磁铁 一.电磁铁 2.工作原理 电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。在螺线管的内部插入铁芯通电后，铁芯在螺线管的磁场中被磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。 螺线管的磁场 螺线管的磁场+铁芯的磁场 制作简易的电磁起重机 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。 如何使你制作的电磁铁磁性增强? 3.影响电磁铁磁性强弱的因素 （1）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? 结论：线圈匝数一定时，通入的电流_______，电磁铁的磁性越强。 越大 （2）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? 结论：通入的电流一定时，线圈匝数_______，电磁铁的磁性越强。 越多 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。 电动机 电磁起重机 磁悬浮列车 电磁铁的应用： 感应式阀门 驱动巨大机器的电流可能有几十安、几百安。在工厂里，我们常常看到工人师傅利用按钮来控制机器，难道强大的电流就在按钮下面流过？ 不是，用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的。我们能否利用电磁铁的吸引力来控制高电压、强电流电路的通断呢？ 1. 电磁继电器的概念 电磁继电器是利用低电压、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。实质是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 二.电磁继电器 由电磁铁、衔铁、弹簧、触点(动触点和静触点)等组成。工作时的电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。 电动机 M 静触点 动触点 衔铁 电磁铁 弹簧 低压电源 高压电源 控制电路 工作电路 电磁铁: 通电时产生磁性，吸下衔铁。 衔铁: 带动动触点上下运动。 弹簧: 电磁铁无磁性时，带动衔铁离开电磁铁。 触点: 相当于被控制电路的开关。 2. 电磁继电器的结构 控制电路中开关S闭合时，电磁铁的线圈有电流通过产生磁性，衔铁B被吸下来，动触点D与静触点E接触，高压电路闭合，电动机M工作。 反之控制电路开关S断开时，线圈没有电流通过磁性消失，衔铁B被弹簧弹起，动触点D与静触点E脱离，高压电路断开，电动机M停止工作。 3. 电磁继电器的工作原理 电磁继电器是一种常用的电子控制开关，在特定情况下关闭或开启，它可以避免工作人员直接操纵含有高电压、强电流的工作电路，从而确保操作安全。电磁继电器被广泛地应用于自动控制和通信领域。 电铃 电梯超载报警系统 4. 电磁继电器的应用 电磁铁 电磁继电器 电磁铁 电磁铁 磁性强弱 优点 电磁继电器 内部带铁芯的通电螺线管称为电磁铁。 利用电流的磁效应来工作的。 电磁铁线圈的匝数越多、电流越大， 电磁铁的磁性就越强。 ①可通过电流的通断来控制其磁性的有无。 ②可通过改变电流方向来改变其磁极的极性。 ③可通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱。 概念：继电器是利用低电压、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。 构成：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点。 工作原理：电磁继电器靠电磁铁和弹簧的共同作用实现工作电路状态的转换。 课堂小结 1.某同学在做“探究电磁铁特性”的实 验中，使用了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 中不正确的是（　　） A．要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向左滑动 B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C．电磁铁b线圈匝数较多，所以通过b的电流较小 D．若将两电磁铁上部靠近，会相互排斥 C 2．刘倩同学在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”时，采用图1、图2、图3实验装置。线圈a的匝数是50匝，线圈b是80匝，调节滑动变阻器的滑片的位置，实验现象如图所示。重复了多次实验都有类似的现象。 （1）实验中刘倩是通过电磁铁                      来判定其磁性强弱的。 吸引大头针数量 图1 图2 图3 （2）分析图1、图2的实验现象，         ___相同时， __     越大磁性越强。 （3）分析图         的实验现象，电流相同时，                越多磁性越强。 （4）综合以上实验分析可以得出结论：影响电磁铁磁性强弱的因数有 、 。 线圈匝数 电流 3 线圈匝数 电流大小 线圈匝数 图1 图2 图3 3.关于温度报警装置说法错误是（    ） A．温度达到温度计金属丝温度时电磁铁有磁性      B．温度达到温度计金属丝温度时，电铃发声报警       C．温度没有达到温度计金属丝温度时，电铃不发声     D．温度报警器在任何温度下都报警 D 4.如图是自动水位显示器的示意图，分析其工作原理。 当水位达到最大安全值时，接通导线AB，电磁铁电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯就亮起来，发出报警信号。水位没有到达金属块A时,电磁铁不通电无磁性，绿灯亮，显示水位正常。 $