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(共24张PPT)
20.3 电磁铁 电磁继电器
第二十章 电与磁
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班 级： .
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2025年新教材精品物理课件
物理观念 了解电磁铁的结构及其在生产生活中的应用，能利用电磁铁的知识解决生活中的实际问题。
科学思维 经历分析电磁铁、电磁继电器的结构及其工作原理的过程，发展分析推理能力。
科学探究 通过制作简易的电磁起重机，培养提出和解决问题、总结归纳的科学探究能力。
科学态度 与责任 结合电磁铁在生产生活中的应用，体会物理学的应用价值，关注科学技术对社会发展的影响。
学习目标
教学重点
对电磁铁磁性强弱的认识。
教学难点
电磁继电器的工作原理。
一、课堂导入
一根条形磁体，它的周围存在着磁场。这种磁体是一种永磁体。螺线管通电后，也会成为一个磁体。这样的磁体与永磁体相比，有哪些优点
这些优点在实际中有哪些应用
课堂导入
条形磁体 通电螺线管
不同点 磁场 磁极不变
磁性 是永磁体 且磁性不变
N极和S极随电流方向改变
只有通电才有磁性
1. 电磁铁
（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
（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
一、电磁铁
想想做做
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
S
R
A
P
结论：通入的电流一定时，线圈匝数_______，
电磁铁的磁性越强。
越多
思考上述问题并提出改进措施，让你的“起重机”能吸引更多的曲别针。
改进措施：
1.增大线圈中的电流；（提高电源电压）
2.增大线圈的匝数。（取更长的导线在铁钉上多绕一些圈数）
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
典型例题
例1.如图所示的电磁铁，要想磁性最强，正确的
方法是（　 ）
解析：
电磁铁的磁性强弱与通入线圈中的电流大小以及线圈的匝数有关，线圈中的电流越大，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
A.S接D，P滑至B端 B.S接D，P滑至A端
C.S接C，P滑至B端 D.S接C，P滑至A端
D
所以此时应该使其接入电路中电阻最小，线圈的匝数最多，故答案是D。
电磁继电器
1.定义：
利用电磁铁来控制电路的一种开关。
2.构造和工作原理
知识点2 电磁继电器
利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的开关。实现远距离和自动控制。
例2.如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，绿灯亮；水位到达金属块A时，红灯亮。请说明它的工作原理。注意：虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。
典型例题
解析：
典型例题
水位没有达到金属块A
控制电路断开，电磁铁没有磁性
弹簧拉衔铁使动触点与上面静触点接触
工作电路
绿灯亮
水位到达金属块A
水是导体，控制电路接通，电磁铁有磁性
电磁铁吸衔铁使动触点与下面静触点接触
工作电路
红灯亮
电磁铁
构造
课堂小结
影响磁性强弱的因素
原理
螺线管（线圈）+铁芯
电流的磁效应
电流大小和线圈匝数
电磁继电器
利用电磁铁来控制电路的一种开关
靠电磁铁和弹簧的共同作用实现工作电路状态的转换.
四、练习与应用
1. 为探究影响电磁铁磁性强弱的因素，用相同的细导线和铁钉绕制成两个电磁铁A、B，铁钉下方的盒子内有足够多的大头针。
（1）如图甲所示，把铁钉下端插入大头针盒中，闭合开关，提起铁钉，铁钉下端将吸附很多大头针。把滑动变阻器的滑片逐渐向右移动，能观察到什么现象？说明了什么？
（2）如图乙所示，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，无论滑片移到哪个位置，电磁铁B总能比电磁铁A吸附更多的大头针。这说明了什么？
教材课后习题
【解析】 （1）吸引的大头针数量减少。说明在线圈匝数一定时，电流越小，电磁铁的磁性越弱。（2）说明在电流相同的情况下，匝数越多，电磁铁的磁性越强。
四、练习与应用
2. 图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块 A时，绿灯亮；水位到达金属块 A时，红灯亮。请说明它的工作原理。注意：虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。
【解析】当水位没有到达金属块A时，AB之间断路，电磁继电器中没有电流，衔铁被弹簧拉起与上面的触点接通，绿灯所在电路构成通路，绿灯亮；当水位到达金属块A时，由于水能导电，AB之间形成通路，电磁继电器中有电流经过，衔铁被电磁铁吸下与下面的触点接通，红灯所在电路构成通路，红灯亮。
四、练习与应用
3. 图20.3-9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，请你在图20.3-5所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使衔铁能上下振动。
答案
四、练习与应用
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。
图20.3-10是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合开关S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯
亮度会有什么变化
【解析】闭合S1、S2，并使滑片向左滑动，左侧控制电路中的电阻减小，根据欧姆定律可知，左侧电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强。巨磁电阻（GMR）与周围的磁场有关，且巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小，故GMR的电阻变小，所以工作电路中的电流变大，指示灯变亮。
下 课
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