九年级物理（第二十章 电与磁）第3节 电磁铁 电磁继电器（人教版 学习、上课课件）

第3节电磁铁电磁继电器第二十章电与磁 逐点导讲练课堂小结作业提升学习目标课时讲解1课时流程2电磁铁电磁铁的磁性电磁继电器 知识点电磁铁知1－讲感悟新知11.定义：把一根导线绕成螺线管，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，没有电流时就失去磁性，这种磁体叫做电磁铁。2.构成：内部插入铁芯的通电螺线管。 知1－讲感悟新知3.工作原理：电磁铁是根据电流的磁效应和在通电螺线管中插入铁芯后磁场将大大增强的原理来工作的。(1)通电螺线管中插入铁芯磁性增强的原因：螺线管通电后具有磁性，这时内部的铁芯被磁化，两个磁场叠加，使磁性比原来螺线管的磁性强。 知1－讲感悟新知(2)电磁铁的铁芯一般用铁来做，因为电磁铁在实际应用中，通常情况下要求得失磁性自由，铁是软磁性材料，符合这样的要求。4.应用：电磁起重机、磁浮列车、电铃、电磁继电器等。不能用钢，钢是硬磁性材料，被磁化后磁性能长期保持。 知1－讲感悟新知知识链接电磁铁的出现：电流的磁效应↓通电直导线周围有磁场(磁性弱)↓通电螺线管类似条形磁体(磁性强)↓电磁铁(磁性可以更强) 感悟新知知1－练通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是()A.铁芯本身具有磁性B.插入铁芯，使电流增大了C.插入铁芯，相当于增加了线圈的匝数D.螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性的共同作用例1 感悟新知知1－练解题秘方：本题考查的是电磁铁磁性强弱的问题。由电磁铁的构成深入分析其磁性增强的原因。解析：通电螺线管周围存在磁场，当铁芯插入其中后，铁芯被磁化，又形成一个磁场，两个磁场相互叠加，使磁性增强。 感悟新知知1－练方法技巧：核心要素分析法。由定义可知，电磁铁的构成最主要的是在线圈中插入了铁芯，而铁芯是磁性材料，通电螺线管具有磁性，能将铁芯磁化，由此进一步分析。答案：D••••••• 感悟新知知1－练1-1.[中考·安徽]小林将导线绕在一根铁钉上，制成电磁铁，与电池接通后，如图1所示，铁钉的尖端为______(填“N”或“S”)极。N 知识点电磁铁的磁性知2－讲感悟新知21.探究电磁铁磁性强弱的影响因素(1)实验方法①实验探究中通过电磁铁吸引大头针数目(或小铁钉等)的多少，来比较电磁铁磁性的强弱。这种方法为转换法。②影响电磁铁磁性强弱的因素有多个，在探究磁性强弱与其中一个因素的关系时，运用了控制变量法。•••••••• 知2－讲感悟新知(2)实验设计①在探究磁性强弱与线圈匝数的关系时，要保证电流相等，将两个线圈串联；②在探究磁性强弱与电流大小的关系时，采用只观察一个线圈，用滑动变阻器改变电流的办法。 知2－讲感悟新知(3)实验结论：线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 知2－讲感悟新知2.对实验结论的相关研究(1)分析电磁铁的特点，可参照通电螺线管的特点来分析。(2)实验结论的应用：增强电磁铁磁性强弱的常用方法：①增大线圈中的电流；②增加线圈的匝数。(3)拓展：电磁铁的磁性强弱实质上与多种因素有关。 知2－讲感悟新知实验操作图解●通过串联探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，如图2所示。●探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，可采用如图3所示的操作。 感悟新知知2－练小明用如图4所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关。例2 感悟新知知2－练(1)下表是小明的实验记录，根据表中数据回答问题：线圈匝数100匝50匝实验次数123456电流/A0.61.21.50.81.01.5吸引大头针的数量/枚711145810 感悟新知知2－练①通过比较第___和第___两次实验可知电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数有关。②电磁铁的磁性强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟___________有关。(2)实验中，小明通过观察________________________来判断电磁铁磁性的强弱。36电流的大小电磁铁吸引大头针的数量 感悟新知知2－练解题秘方：由控制变量法的设计要求指导分析。解析：题中，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，则对比组中线圈匝数应不同(故应从线圈为100匝和50匝的实验中各选一组)，而电流大小应相同(第3次和第6次实验中电流大小相同，均为1.5A)，可见，第3和第6两次实验满足要求。••••• 感悟新知知2－练方法规律：由实验数据归纳结论：由线圈匝数相同、电流不同的几次实验数据归纳电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；由电流大小相同、线圈匝数不同的几次实验数据归纳电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。 感悟新知知2－练2-1.[中考·海南]某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图5所示。 感悟新知知2－练(1)如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是______(填“N”或“S”)极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引______(填“更多”“不变”或“更少”)的大头针。S更少 感悟新知知2－练(2)如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是_______________________________________________。电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁(3)电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：______。性越强电铃 知识点电磁继电器知3－讲感悟新知31.结构：电磁铁、衔铁、弹簧和触点。2.制作原理：利用电流的磁效应工作。3.实质：电磁继电器实质上相当于工作电路的开关。 知3－讲感悟新知4.作用(1)利用低电压、弱电流电路来控制高电压、强电流电路，以保证工作人员的安全。(2)实现各种自动控制：远距离自动控制、光自动控制、温度自动控制等。5.工作原理表述：通常控制电路和工作电路分别表述。 知3－讲感悟新知结构图解电磁继电器的结构如图6所示。 感悟新知知3－练如图7所示的是恒温箱的简易电路图。例3 感悟新知知3－练其工作原理是接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当箱内温度达到金属丝A所指的温度时，控制电路______，衔铁被吸下，工作电路断开，电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝A所指的温度时，控制电路______，衔铁被_________，工作电路再次工作，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。接通断开弹簧拉起 感悟新知知3－练解题秘方：电磁继电器的电路可分为控制电路和工作电路两部分，一般先分析控制电路的工作情况，再分析工作电路的工作情况。 感悟新知知3－练解析：如图，接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当温度计中的水银柱上升到与金属丝A接触时，由于水银是导体，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，则工作电路断开，电热丝停止加热，当温度低于A所指的温度时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁被弹簧拉起，工作电路再次工作。 感悟新知知3－练3-1.[中考·成都]为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，如图8是启动或停止空调压缩机的电路示意图。 感悟新知知3－练电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的______(填“用电器”“电源”或“开关”)。夏天，空调制冷，房间温度降低，热敏元件的电阻增大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性______，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。开关减弱 电磁铁电磁继电器电磁起重器等电磁铁电磁继电器应用组成通电螺线管铁芯