人教版九年级物理下册课件第20章20.3 电磁铁 电磁继电器

第二十章 电与磁 人教版 · 九年级下册 20.3 电 磁铁 电磁继电器 知识与技能 1. 了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理。 2. 了解影响电磁铁磁性强弱的因素。 3. 了解电磁继电器的结构和工作原理。 教学重难点 1. 影响电磁铁磁性强弱的因素。 2. 电磁继电器的工作原理和电路连接。 永磁体 电磁铁 线圈 铁芯 演示电磁铁的工作 　　 1 ．插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。 　　 2 ．有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。 一、电磁铁 电磁铁磁性大小跟哪些因素有关呢？ 　　磁性强弱可能与 电流的大小、线圈的匝数 和 形状 有关。 应用电流磁效应，应该与电流大小有关。 线圈是主要部件，应该与线圈的形状、匝数有关。 二、电磁铁的磁性 问题 猜想 S a 判断磁性强弱方法： 　　根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱。 　　对于外形相同的螺线管，电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数会有什么样的关系？ 　　（ 1 ）改变电路中的电流大小； 　　（ 2 ）改换不同匝数的螺线管。 设计实验 S a S a 演示 1 结论 ： 匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。 现象： 现象： 　　 S a b 演示 2 结论 ： 　　 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。 电磁起重机 电铃 电磁阀门 电磁锁 电磁选矿机示意图 三、电磁铁的应用 　　磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的，由于磁力使其悬浮在轨道上方几厘米高度，行走时不需接触轨道，因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时 500 km 以上。 　　 2003 年，上海浦东机场到市区的磁悬浮铁路成为我国第一条正式投入运营的磁悬浮铁路。 磁悬浮列车 三、电磁铁的应用 　　在生活中，我们经常看到一些大型机器在工作（如大型吊车），而它们的电流可达几十安、上百安，直接控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流？ 电磁继电器 1 ．电磁 继电器 　　电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 2 ．电磁继电器的构造 四、电磁继电器 3 ．电磁继电器的工作原理 低压电源 低压控制电路 高压电源 高压工作电路 电磁继电器结构和工作原理动画 4. 如图，用一根导线和一枚铁钉可以制作一根电磁铁，怎样可以使这个电磁铁的磁性较强。 解答：保持线圈匝数不变，增大电流可增强电磁铁磁性；或保持电流不变，增加线圈匝数也可增强电磁铁磁性；或同时增大电流，增加线圈匝数也可增强电磁铁磁性。 　　 1 ．图中是一种水位自动报警器原理图。试说明它的工作原理。 　　 2 ．图中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中封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。说明它的工作原理。 　　 3 ．图中是直流电铃的原理图。 B 是衔铁， A 是弹性片。试说明它的工作原理。 如 图是直流电铃的原理图：衔铁 B 与弹性片 A 相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复 。 弄懂原理后，请你在右图所示的继电器上把电源连在电路里，使它成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗，通常叫做蜂鸣器。 解答： 蜂鸣器连接如图所示。 4. 法国科学家阿尔贝 • 费尔和德国科学家彼得 • 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（ GMR) 效应，荣获了 2007 年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了 磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。 如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中 GMR 是巨磁电阻。如果闭合 S 1 ， S 2 并使滑片 P 向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？ 解答：当闭合 S 1 和 S 2 ，滑片 P 向左滑动时，左边电路中电流增大，电磁铁磁性会增强，右边电路中的巨磁电阻的阻值会减小，右边电路中电流增大，指示灯变亮。 课堂小结 电磁继电器 构造 原理 应用 当较低的电压加在接线柱 D 、 E 两端，较小的电流流过线圈时，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。 九年级下册物理（人教版） 第二十章　电与磁 第三节　电磁铁　电磁继电器 第 1 课时　电磁铁 1 ． 内部带铁芯的螺线管叫做 _______ ， 通电后 ， 铁芯被 _____ ， 使其磁性大大 _____ 。 2 ． 影响电磁铁磁性强弱的因素有： ____________ 和 _______________ 。 3 ． 电磁铁的优点： ①磁性的有无可由 ________ 来控制； ②磁体的极性可由 ________ 来控制； ③磁性的强弱可由 ____________ 或 ________________ 来控制。 电磁铁 磁化 增强 电流的大小 线圈匝数的多少 电流通断 电流方向 电流的大小 线圈匝数的多少 4 ． 电磁铁的实际用途很多 ， 最直接的应用之一是 ____________ 。 常见的应用还有电动机、发电机、电铃和 _____________ ， 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以及 ____________ 等也都是由电磁铁控制的。 电磁起重机 电磁继电器 高速磁浮列车 1 ． (8 分 ) 如图所示的是垃圾场、废品站里吸起几吨重的废钢铁和钢厂里吸起钢材的一种大型机械 ， 这种机械的名称是 ____________ ， 它能够吸起钢铁的主要组成部分实质上是一个 ______ ， 这种机械中的铁芯能够被电流的磁场 _____ 成磁体 ， 使螺线管磁性 ( 填 “ 增强 ” 或 “ 减弱 ” ) 。 电磁起重机 电磁铁 磁化 增强 2 ． (5 分 ) 电磁铁中用软铁的目的是 ( ) A ． 能长期保持磁性 B ． 磁化后磁性容易消失 C ． 判断电磁铁极性时方便 D ． 容易改变电磁铁的极性 B 3 ． (5 分 ) 下列设备或电器中 ， 其主要工作原理与电磁铁无关的是 ( ) B 4 ． (5 分 ) 下列关于电磁铁的说法中 ， 正确的是 ( ) A ． 电磁铁是永久磁铁 B ． 电磁铁是应用电流的热效应制成的 C ． 电磁铁是在线圈中插入钢棒制成的 D ． 电磁铁的铁芯是用软磁性材料制成的 D 5 ． (4 分 ) 如图所示的电路 ， 闭合开关 S ， 则电磁铁的 A 端是 ___ 极 ， 当滑动变阻器的滑片 P 向右端移动时 ， 电磁铁的磁性将 ______ 。 S 减弱 6 ． (5 分 ) 陈华在课外活动实验中 ， 用导线绕成一个线圈自制成一个电磁铁 ， 实验中 ， 他希望获得更强的磁性 ， 设计了以下几种方案 ， 不可能实现的是 ( ) A ． 增加电路中电池的节数 B ． 增加线圈匝数 C ． 将电源的正、负极对调 D ． 在线圈中插入一根铁钉 C 7 ． (8 分 ) 如图所示是研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 开关的 可控制磁性的有无； 要改变通过电磁铁中的电流大小 ， 可通过改变 _____________________ 来实现；要判断电磁铁的磁性强弱 ， 可通过观察电磁铁吸引大头针的 ____ 来确定。 通断 滑动变阻器阻值大小 个数 8 ． (10 分 ) ( 导学号 65814114 ) 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中 ， 实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变阻器 ， 两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材 ， 制成简易电磁铁甲、乙 ， 并设计了如图所示的电路。 (1) 实验中通过观察电磁铁 ___________________ 的不同 ， 可以判断电磁铁的磁性强弱不同。 吸引大头针的数量 (2) 当滑动变阻器滑片向左移动时 ， 电磁铁甲、乙吸引大头钉的个数 ( 填 “ 增加 ” 或 “ 减少 ” ) ， 说明电流越 _____ ， 电磁铁磁性越强。 (3) 根据图示的情景可知 ， ( 填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ) 的磁性强 ， 说明电流一定时 ， ________________ ， 电磁铁磁性越强。 增加 线圈的匝数越多 大 乙 9 ． (5 分 )( 泸州中考 ) 下列生活中的物理现象 ， 判断正确的是 ( ) A ． 电磁起重机能够起吊很重的钢材 ， 是利用了电流的磁效应 B ． 额定功率相同的电吹风和电熨斗正常工作相同的时间 ， 产生的热量相等 C ． 一个带正电的甲物体能够吸引乙物体 ， 则乙物体一定带负电 D ． 额定功率为 1 kW 的用电器工作 1 h ， 消耗的电能一定是 1 kW · h A 10 ． (5 分 ) 要使通电螺线管的磁性减弱 ， 可以 ( ) A ． 改变通电电流的方向 B ． 减小通电电流的大小 C ． 在通电螺管中插入铁芯 D ． 增加通电螺线管的线圈匝数 B 11 ． (5 分 ) 如图所示 ， 两电池的规格相同 ， 当开关 S 由触点 1 转到 2 时 ， 电磁铁的磁性强弱和左端的磁极极性的变化情况分别是 ( ) A ． 磁性增强 ， 由 S 极变为 N 极 B ． 磁性减弱 ， 由 S 极变为 N 极 C ． 磁性增强 ， 由 N 极变为 S 极 D ． 磁性减弱 ， 由 N 极变为 S 极 C 12 ． (5 分 )( 金华中考 ) 在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时 ， 小科设计了如图所示的电路 ， 下列相关说法不正确的是 ( ) A ． 电磁铁 A 、 B 上方都是 S 极 B ． 通过电磁铁 A 和 B 的电流相等 C ． 电磁铁 A 的磁性强于电磁铁 B 的磁性 D ． 向右移动滑片 P ， 电磁铁 A 、 B 的磁性都减弱 A 13 ． (5 分 ) ( 导学号 65814115) 如图所示 ， 电磁铁 P 和 Q 通电后 ( ) A ． P 的右端是 N 极 ， Q 的左端是 S 极 ， 它们相互吸引 B ． P 的右端是 S 极 ， Q 的左端是 S 极 ， 它们相互排斥 C ． P 的右端是 N 极 ， Q 的左端是 N 极 ， 它们相互排斥 D ． P 的右端是 S 极 ， Q 的左端是 N 极 ， 它们相互吸引 B 14 ． (5 分 ) ( 导学号 65814116) 如图所示 ， 闭合开关 ， 将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时 ， 弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是 ( ) A ． 电磁铁的上端为 S 极 B ． 电源左端为“＋”极 C ． 断开开关 ， 弹簧测力计示数为零 D ． 若滑动变阻器的滑片 P 不动 ， 抽去电磁铁铁芯 ， 弹簧测力计示数增大 D 15 ． (5 分 ) 小明自制了一个带有电磁铁的木船模型 ( 如图所示 ) 。将它放入水中漂浮 ， 船头指向东。闭合开关 S ， 电磁铁的 A 端为 极；电磁铁由于受到地磁场的作用 ， 船头会指向 。 S( 南 ) 北 16 ． (5 分 ) 将图中的电磁铁连入设计的电路中 ( 在方框内完成 ) 。 要求： ①电路能改变电磁铁磁性的强弱；②使小磁针静止时的指向如图所示。 解： 17 ． (10 分 ) ( 导学号 65814117 ) 如图所示为一台非铁性物质制成的天平。天平左盘中的 A 是一铁块 ， B 是电磁铁。未通电时天平平衡 ， 给 B 通以图示方向的电流 ( a 端接电源正极 ， b 端接电源负极 ) ， 调节线圈中电流的大小 ， 使电磁铁对铁块 A 的吸引力大于铁块受到的重力 ， 铁块 A 被吸起。当铁块 A 向上加速运动的过程中 ， 下列判断正确的是 ( ) C A ．电磁铁 B 的上端为 S 极 ， 天平仍保持平衡 B ． 电磁铁 B 的上端为 S 极 ， 天平右盘下降 C ． 电磁铁 B 的下端为 N 极 ， 天平左盘下降 D ． 电磁铁 B 的下端为 N 极 ， 无法判断天平的平衡状态 九年级下册物理（人教版） 第二十章　电与磁 第三节　电磁铁　电磁继电器 第 2 课时　电磁继电器 1 ． 电磁继电器就是利用 来控制工作电路的一种开关。 继电器是利用 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。 2 ． 电磁继电器：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成 ， 其工作电路由 电路和 电路两部分组成。 电磁铁 低 弱 高 强 低压控制 高压工作 1 ． (10 分 ) 如图所示是一个电路故障报警器 ， 图中 1 是 ， 2 是 ， 3 是 ， 4 是 。 当被检测电路出现断路故障时 ， 工作电路中作报警的用电器是 。 电磁铁 衔铁 触点 弹簧 A 2 ． (6 分 ) ( 导学号 65814118 ) ( 多选 ) 关于电磁继电器 ， 下列说法正确的是 ( ) A ． 其工作原理是电流的热效应 B ． 其工作原理是电流的磁效应 C ． 其作用是通过低电压、弱电流电路控制高电压、强电流电路 D ． 其作用是通过高电压、强电流电路控制低电压、弱电流电路 BC 3 ． (6 分 ) 下列功能中 ， 电磁继电器不能完成的是 ( ) A ． 控制电路中电流的连续变化 B ． 控制电路中电流的有无 C ． 利用低电压、弱电流控制高电压、强电流 D ． 远距离自动控制与操作 A 4 ． (10 分 ) 如图所示 ， 是直流电铃的工作原理示意图。铃锤与衔铁一端固定 ， 衔铁与弹性片相连 ， 在自然情况下弹性片是和螺钉接触的。接通电源 ， 电磁铁具有 从而吸引衔铁 ， 铃锤敲击铃碗发声 ， 同时弹性片与螺钉 ___ 导致断电 ， 此时电磁铁释放衔铁 ， 弹性片又和螺钉 使电路通电 ， 铃碗发声 ， 如此往复循环。 磁性 分离 接触 5 ． (6 分 )( 海南中考 ) 如图所示是一种温度自动报警器的原理图。 制作时 ， 在 ( 填 “ 煤油 ” 或 “ 水银 ” ) 温度计的玻璃管中插入一段金属丝 ， 使温度计两端分别与电源的两极相连。当温度达到金属丝下端所指的温度时 ， 电磁铁具有 ， 将衔铁吸引过来 ， 使电铃发出报警信号。 水银 磁性 6 ． (6 分 )( 宿迁中考 ) 如图是小华设计的一种节能电梯工作原理图 ， R 是一个力敏电阻 ， 当电梯上无人时 ， 力敏电阻受到的压力变小 ， 阻值变大 ， 电磁铁的磁性变 ___ ， 触点 3 与触点 ( 填 “ 1 ” 或 “ 2 ” ) 接触 ， 电动机的转速变小 ， 电梯变慢 ， 从而达到节能目的。 弱 1 7 ． (6 分 ) ( 导学号 65814119) 如图是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图 ， 光控开关接收红灯发出的光会自动闭合 ， 压力开关受到机动车的压力会闭合 ， 摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是 ( ) C A ．只要光控开关接收到红光 ， 摄像系统就会自动拍摄 B ． 机动车只要驶过埋有压力开关的路口 ， 摄像系统就会自动拍摄 C ． 只有光控开关和压力开关都闭合时 ， 摄像系统才会自动拍摄 D ． 若将光控开关和压力开关并联 ， 也能起到相同的作用 8 ． (10 分 )( 泰州中考 ) 图中是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块 A 时 ( 一般的水能导电 ) ， 电路中 ( ) A ．绿灯亮 ， 红灯不亮 B ．红灯亮 ， 绿灯不亮 C ． 红灯和绿灯都亮 D ．红灯和绿灯都不亮 B 9 ． (10 分 ) ( 导学号 65814120 ) ( 山东中考 )( 多选 ) 电梯为居民上下楼带来很大的便利 ， 出于安全考虑 ， 电梯设置了超载自动报警系统 ， 其工作原理如图所示 ， 电梯厢底层装有压敏电阻 R 1 ， R 2 为保护电阻 ， K 为动触点 ， A 、 B 为静触点。当出现超载情况时 ， 电铃将发出报警声 ， 电梯停止运行 ， 下列说法正确的是 ( ) A ． 电梯工作时电磁铁的上端为 N 极 B ． 电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关 C ． 电梯未超载时动触点 K 与静触点 B 接触 D ． 电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小 BD 10 ． (10 分 ) ( 导学号 65814121 ) 城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生 ， 令人痛心。为此 ， 某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯 L ， 井盖相当于开关 S ；正常情况下 (S 闭合 ) ， 灯 L 不亮；一旦井盖丢失 (S 断开 ) ， 灯 L 即亮起 ， 以警示行人。图中电路符合要求的是 ( ) B 11 ． (10 分 ) ( 导学号 65814122 ) 如图是利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中 ， R 是光敏电阻 ， 光敏电阻 R 的阻值随光照度的增强而减小。白天 ， 通过太阳能电池板给蓄电池充电。傍晚 ， 当光照度小于一定值时 ， 蓄电池与 LED 组成回路 ， 路灯开始工作。 请用笔画线将电路原理图连接完整 ， 使工作电路能正常工作 ( 与触点的接线只能接在静触点上 ， 图中已给出静触点 D 、 E 、 F 、 G 的四根引线；连线不能交叉 ) 。 解： 12 ． (10 分 ) ( 导学号 65814123 ) ( 杭州中考 ) 图甲为热敏电阻的 R t 图象 ， 图乙为用此热敏电阻 R 和继电器组成的恒温箱的简单温控电路 ， 继电器线圈的电阻为 150 欧 ， 当线圈中电流大于或等于 28 毫安时 ， 继电器的衔铁被吸合 ， 为继电器线圈供电的电池的电压为 6 伏 ， 图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。 (1) 从图甲中可得 50 ℃ 时热敏电阻的阻值为 欧。 (2) 恒温箱的加热器应接在 A 、 B 端还是 C 、 D 端？ (3) 若恒温箱内的温度达到 100 ℃ 时 ， 通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？ (4) 若在原控制电路中 ， 串联接入一个可变电阻 ， 当该电阻增大时 ， 所控制的恒温箱内的最高温度将 ( 填 “ 变大 ”“ 不变 ” 或 “ 变小 ” ) 。 90 变大