资源简介

幻灯片 1：标题页
7.3 电磁铁
副标题：可控磁性的 “魔法工具”
授课对象：初中物理学生
授课时长：45 分钟
核心目标：掌握电磁铁的组成与工作原理，理解影响其磁性强弱的因素，了解电磁铁在生活中的应用
幻灯片 2：导入 —— 从螺线管到电磁铁
回顾与提问
上节课学习的通电螺线管具有磁性，但其磁性较弱，如何增强它的磁性？
生活中，电磁起重机能轻松吊起几吨重的钢铁，断电后钢铁又能自动落下，这种 “可控的强磁性” 是如何实现的？
思考问题：什么是电磁铁？它与通电螺线管相比有哪些优势？
幻灯片 3：电磁铁的组成与定义
什么是电磁铁？
定义：内部插入铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。
组成：由螺线管和铁芯两部分组成。
螺线管：由绝缘导线绕制而成，是电流的通道。
铁芯：通常由软铁制成（如铁钉、铁棒），软铁磁化后磁性很强，断电后磁性立即消失（这是电磁铁的关键特性）。
特点：电磁铁的磁性是 “临时性” 的，通电时有磁性，断电后磁性消失，这与永磁体（如条形磁铁）的永久磁性截然不同。
幻灯片 4：电磁铁的工作原理
磁性的产生与消失
磁化增强磁性：当螺线管通电时，电流产生的磁场使内部的软铁被磁化，软铁本身产生的磁场与螺线管的磁场叠加，使电磁铁的磁性显著增强（比相同条件下的通电螺线管磁性强得多）。
断电磁性消失：断电后，螺线管的磁场消失，软铁的磁性也随之消失（软铁的剩磁几乎为零），因此电磁铁的磁性可通过电流的通断来控制。
本质：利用电流的磁效应和软铁的磁化特性，实现磁性的可控性。
幻灯片 5：实验探究 —— 影响电磁铁磁性强弱的因素
如何让电磁铁更强？
提出猜想
电磁铁的磁性强弱可能与电流大小、线圈匝数、铁芯有无有关。
实验设计（控制变量法）
实验器材
电磁铁（可更换线圈匝数）、电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线、一堆小铁钉。
实验步骤
探究与电流大小的关系：
控制条件：线圈匝数不变、有铁芯。
操作：通过滑动变阻器改变电流大小（用电流表监测），观察电磁铁吸引铁钉的数量。
现象：电流越大，吸引铁钉的数量越多。
结论：匝数和铁芯不变时，电流越大，磁性越强。
探究与线圈匝数的关系：
控制条件：电流大小不变、有铁芯。
操作：更换不同匝数的线圈（保持电流相同），观察吸引铁钉的数量。
现象：匝数越多，吸引铁钉的数量越多。
结论：电流和铁芯不变时，匝数越多，磁性越强。
探究与铁芯有无的关系：
控制条件：电流大小不变、线圈匝数不变。
操作：对比插入铁芯和不插入铁芯时，电磁铁吸引铁钉的数量。
现象：插入铁芯后，吸引铁钉的数量显著增多。
结论：电流和匝数不变时，有铁芯比无铁芯磁性强得多。
幻灯片 6：实验结论与总结
电磁铁磁性强弱的规律
影响因素：
电流大小：在其他条件相同时，电流越大，磁性越强。
线圈匝数：在其他条件相同时，匝数越多，磁性越强。
铁芯有无：在其他条件相同时，有铁芯的电磁铁磁性远强于无铁芯的。
应用价值：可通过调节电流大小或改变线圈匝数，精确控制电磁铁的磁性强弱，满足不同场景的需求。
幻灯片 7：电磁铁的优点
为什么电磁铁应用广泛？
磁性可控：通电有磁性，断电无磁性（通过开关即可控制）。
应用：电磁起重机装卸钢铁时，通电吸起，断电放下。
磁性可调：通过改变电流大小或线圈匝数，可灵活调节磁性强弱。
应用：实验室用电磁铁可根据需要调节磁力大小。
磁极可调：改变电流方向，电磁铁的 N 极和 S 极随之改变（遵循安培定则）。
应用：需要改变磁极方向的实验装置。
磁性强：插入铁芯后，磁性比同条件的通电螺线管强得多。
应用：能吊起重型钢铁的电磁起重机。
幻灯片 8：电磁铁的应用实例（一）
工业与生活中的电磁铁
电磁起重机
工作原理：大型电磁铁安装在起重机上，通电时产生强磁性，吸起钢铁材料；移动到目的地后断电，磁性消失，钢铁落下。
优势：无需捆绑，装卸效率高，适用于钢铁厂、码头等场所。
电铃
构造：电磁铁、衔铁、铃锤、铃铛、弹簧片。
工作过程：
闭合开关，电磁铁通电产生磁性，吸引衔铁，铃锤敲击铃铛发声。
衔铁被吸引的同时，与触点分离，控制电路断开，电磁铁失去磁性。
衔铁在弹簧片作用下复位，与触点接触，电路再次接通，重复上述过程，电铃持续发声。
幻灯片 9：电磁铁的应用实例（二）
自动化与控制中的电磁铁
电磁继电器
作用：用低电压、弱电流控制高电压、强电流的装置（安全控制）。
构造：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点（分为控制电路和工作电路）。
工作过程：
控制电路接通→电磁铁有磁性→吸引衔铁→动触点与静触点接触→工作电路接通。
控制电路断开→电磁铁无磁性→衔铁复位→工作电路断开。
应用：远距离控制电动机、自动温控电路、安全报警系统等。
磁悬浮列车
原理：列车和轨道上安装的电磁铁利用 “同名磁极相互排斥” 的原理，使列车悬浮在轨道上方（减小摩擦），通过改变电流方向和大小控制列车的运动。
优势：速度快、噪音小、能耗低。
幻灯片 10：电磁铁与永磁体的对比
特性
电磁铁
永磁体（如条形磁铁）
磁性来源
电流的磁效应 + 铁芯磁化
天然或人工磁化后保留磁性
磁性控制
通电有磁性，断电无磁性
磁性永久存在，无法控制通断
磁性强弱
可通过电流、匝数调节
磁性强弱固定，无法调节
磁极方向
可通过改变电流方向改变
磁极方向固定，无法改变
磁性强弱
强（有铁芯时）
相对较弱
应用场景
电磁起重机、继电器、电铃
指南针、永磁电动机、磁性玩具
幻灯片 11：实验活动 —— 制作并调试电磁铁
动手实践
实验材料
绝缘导线（漆包线）、大铁钉（铁芯）、电池盒、电池、开关、导线、滑动变阻器、小铁钉若干。
制作与调试步骤
制作电磁铁：将漆包线紧密绕在铁钉上（绕 80 匝左右），两端剥去绝缘皮，连接到电路中。
测试磁性有无：闭合开关，尝试吸引小铁钉；断开开关，观察铁钉是否脱落。
调节磁性强弱：
串联滑动变阻器，移动滑片改变电流，观察吸引铁钉数量的变化。
增加线圈匝数（绕 120 匝），保持电流不变，对比吸引铁钉数量的变化。
改变磁极方向：调换电池正负极（改变电流方向），用小磁针判断电磁铁的 N 极和 S 极是否改变。
幻灯片 12：常见错误与注意事项
正确使用电磁铁
误区一：认为铁芯用钢比用软铁好。
纠正：钢磁化后会保留较强的剩磁（成为永磁体），断电后仍有磁性，无法实现 “磁性可控”；软铁剩磁几乎为零，是电磁铁铁芯的最佳选择。
误区二：绕制线圈时随意缠绕，导致磁性减弱。
纠正：线圈应紧密、均匀缠绕，避免交叉重叠，以增强磁场叠加效果。
误区三：实验中忽略电流大小对磁性的影响，未用电流表监测电流。
纠正：探究匝数对磁性的影响时，必须保持电流大小不变（通过滑动变阻器调节），否则实验结果不准确。
安全提示：电磁铁工作时电流不宜过大，避免线圈过热损坏；缠绕线圈时需剥去导线两端的绝缘皮，确保电路导通。
幻灯片 13：课堂小结
核心知识点回顾
电磁铁组成：由螺线管和软铁铁芯组成，通电时有磁性，断电后磁性消失。
工作原理：利用电流的磁效应使铁芯磁化，叠加磁场增强磁性。
磁性影响因素：与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，电流越大、匝数越多、有铁芯时磁性越强。
主要优点：磁性可控、磁性可调、磁极可调、磁性强。
广泛应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、磁悬浮列车等。
幻灯片 14：课后作业
填空题：电磁铁由______和______组成，其磁性强弱与______、______和______有关。
简答题：为什么电磁铁的铁芯要用软铁而不用钢？电磁继电器的主要作用是什么？
探究题：设计一个实验，证明 “电磁铁的磁极方向与电流方向有关”，写出实验器材、步骤和预期现象。
幻灯片 15：结束页
知识拓展与预告
趣味延伸：超级电磁铁可用于科研领域，如磁约束核聚变实验中控制高温等离子体。
下节课预告：7.4 电动机
2024教科版物理九年级上册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
7.3 电磁铁
第7章 磁与电
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
起重机为何能随意吸起或放下钢铁？
线圈
铁芯
　　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。
只能插入铁芯，不能插入钢芯。
一、电磁铁
二、电磁铁的磁性强弱
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。
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。
实验采用的方法：
控制变量法
实验设计：
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：
　　
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。
总 结
1、通电螺线管中插入铁芯叫做_________
2、研究电磁铁的磁性强弱的实验方法：___________
3、影响电磁铁磁性强弱的因素：在匝数和外形相同时______越大，磁性越强；在电流相同时，______越多，磁性越强。
4、电磁铁相对永磁体的优点是：
（1）磁性有无可以通过________电来控制。
（2）磁性强弱可以通过___________来控制。
（3）电磁铁的极性可以通过改变__________来控制。
电磁铁
控制变量法
电流
匝数
通断
电流大小
电流方向
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
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
知识点1 电磁铁
1. 下列关于电磁铁的说法中，正确的是( )
A
A. 电磁铁的磁性有无可以通过电路通断来控制
B. 电磁铁能永久性地保持磁性
C. 可以用铜芯代替铁芯
D. 电磁铁外部的磁感线总是从S极出发，回到N 极
?
返回
知识点2 影响电磁铁磁性强弱的因素
2.如图所示的是小桦探究电磁铁的磁性
强弱跟哪些因素有关的实验装置，???? 是
电磁铁，????是弹簧，???? 是铁块。图中的
弹簧长度为15?cm，????、???? 两接线柱之间
的线圈匝数是1?500，????、???? 两接线柱之
?
间的线圈匝数是2 500。实验数据如表所示。
实验次序
电磁铁的电流/A
选用接线柱
弹簧长度/cm
1
1
????、????
16
2
1.5
????、????
17
3
2
????、????
17.8
4
2
????、????
18.5
实验次序
电磁铁的电流/A
选用接线柱
1
1
16
2
1.5
17
3
2
17.8
4
2
18.5
（1）此实验通过比较弹簧???? 被拉长的
长度来判断弹簧所受拉力的大小，从而
判断电磁铁磁性的强弱，这种科学方法
叫作______法。
?
转换
（2）通过分析第1、2、3次实验数据，
可得出结论：当__________相同时，通
过电磁铁的______越大，弹簧???? 被拉得
越长，电磁铁的磁性越____。
?
线圈匝数
电流
强
（3）通过分析第3、4次实验数据，可
电流
线圈匝数
长
得出结论：当______相同时，___________越多，弹簧???? 被拉
得越____，电磁铁的磁性越强。
?
返回
知识点3 电磁继电器及其应用
3. 电磁继电器在电路中相当于( )
B
A. 电源 B. 开关 C. 用电器 D. 导线
返回
4. 在图中的自动控制电路中，当控制
电路的开关S 闭合时，工作电路的情况
是( )
?
A
A. 灯不亮，电铃响
B. 灯不亮，电铃不响
C. 灯亮，电铃不响
D. 灯亮，电铃响
返回
5.［2024·湖北］全自动洗衣机的进水阀门
是由电磁铁控制的，其构造示意图如图。
当线圈通电后产生磁场，线圈上端为
________极，对衔铁施加______
S（或南）
?
向上
（填方向）的力，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。
返回
6. 直流电铃的工作原理如图所
示，下列有关说法不正确的是( )
C
A. 电铃利用电流的磁效应工作
B. 电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且????端为N 极
C. 铃锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
D. 电磁铁吸引衔铁，弹簧片因发生弹性形变而具有弹性势能
?
返回
7. 如图所示，开关由触点???? 换接到触点
????时，电磁铁的磁性强弱及???? 端的极性
变化情况分别是（两个电源的电压相同）
( )
?
D
A. 增强，由S极变为N极 B. 增强，由N极变为S 极
C. 减弱，由N极变为S极 D. 减弱，由S极变为N 极
?
返回
1.电磁铁是一个带有 的 .
2.电磁铁的磁性的强弱跟 和 _ 、 有关
3.电磁铁工作的原理：
4.电磁铁的应用:
铁芯
通电螺线管
电流大小
线圈匝数
利用电流的磁效应.
有无铁芯
电磁起重机 、电磁继电器 、电铃等
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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