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16.2.2 电流的磁场（电磁铁 电磁继电器）
学校：_____________ 班级：_____________ 姓名：____________
一、学习目标
1．通过实验探究知道电磁铁的工作原理和影响因素．
2．通过阅读思考，知道电磁铁的生活应用．
3．通过分析讨论，理解电磁继电器的工作原理.
4．会解释生活中有关电磁继电器的现象.
二、课前检测
1.内部带有铁芯的螺线管称为　 　.其磁性与通过螺线管的　 　大小和线圈的　 　多少有关.
2.电磁继电器的工作电路包括　 　电路和　 　电路，在这个电路中，电磁继电器本质上相当于一个　 　
3.下列用电器或设备中，没有电磁铁的是(　　)
A.电烙铁 B.电铃 C.电磁继电器 D.电磁起重机
三、典例分析
例1.（2020南京）科技小组为灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一个可自动控制温度的装置．如图甲所示，控制电路电压U1恒为12V，继电器线圈的电阻R0为20Ω，定值电阻R1为40Ω，热敏电阻R2的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压U2恒为220V，安装两只标有“220V 275W”的灯泡．闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开．
（1）工作电路工作时，A端应与 （选填“B”或“C”）端相连接．
（2）工作电路工作时的总电流为多大？
（3）浴室里控制的温度t0为多高？
（4）为使利用R2控制的浴室温度t0高低可调，需要对控制电路进行改进，请在图丙的虚线框内画出改进后的部分电路．添加的器材需说明规格要求．
(
丙
甲
乙
)
例2.（2018南京）．图甲为热敏电阻的R—t图像，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），继电器线圈的电阻为150Ω，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控．
（1）恒温箱内的加热器应接在 （选填“A、B”或“C、D”）端．
（2）要实现对50℃~100℃之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为 V；若恒压电源U为6V，则滑动变阻器R′的最大阻值至少为 Ω．
四、课堂练习
（2021苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。
（1）图甲中应将b端与 端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为 极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为 Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是 ℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关， ；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关， ，完成电路调试。
2.（2021无锡）图甲为某品牌电压力锅，其电路原理图如图乙所示。电源转换器将U＝220V的电压转换为直流低电压U'，R是热敏电阻，温度与锅内温度保持一致，当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω。R'是可调电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁P被吸起（开关断开），此时锅内温度为115℃；当电流减小到0.012A时，衔铁P被释放（开关重新接通），此时锅内温度为110℃。S为电源开关；S1为定时器开关，闭合后自动开始计时，计时结束会自动断开，无外力不再闭合，S2为保温开关，开始时处于闭合状态，当锅内温度达到80℃时断开，当锅内温度低于60℃时自动闭合，保压指示灯L1、保温指示灯L2阻值可忽略。R1、R2阻值均为110kΩ，R3为加热盘，额定电压为220V，电阻为48.4Ω。
某次煮饭时，电压力锅内加入适量米和水，盖好盖子，闭合S、S1，电压力锅进入“加热”工作状态，6min后灯L1亮起，电压力锅进入“保压”工作状态，保压期间，观察到灯L1间歇发光；再过一段时间，S1断开，灯L2亮起，电压力锅进入“保温”工作状态。
（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为多少？
（2）电压力锅进入“保温”工作状态后，下列说法中错误的是 　 　。
A.灯L1、L2间歇发光
B.灯L1会熄灭、灯L2间歇发光
C.当锅内温度低于60℃时，R3正常工作
D.当锅内温度达到80℃时，通过R3的电流小于0.002A
（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为多少？
五、课后练习
（一）基础达标
1.图中的两线圈套在光滑玻璃管上，导线柔软，可以自由滑动，开关S闭合后则(　　)
A．两线圈左右分开
B．两线圈向中间靠拢
C．两线圈静止不动
D．两线圈先左右分开，然后向中间靠拢
2.如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a 端向b端滑动过程中，会出现的现象是(　　)
A,电流表示数变小，弹簧长度变短
B.电流表示数变小，弹簧长度变长
C.电流表示数变大，弹簧长度变长
D.电流表示数变大，弹簧长度变短
3.如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是(　　)
A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B.电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能
C.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
4.如图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高 到金属块A
处时(　　)
A.红灯亮、绿灯灭
B.红灯灭、绿灯亮
C.红灯亮、绿灯亮
D．红灯灭、绿灯灭
5.如图为汽车启动原理图，汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于接通电路)，下列有关说法错误的是(　　)
A.此时通电螺线管产生磁性
B.通电螺线管E端的磁极为南极
C.钥匙扣不可以用塑料等绝缘材料制成
D.通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同
6.某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台.机器人取放棋子时用一根“手指”接触棋子表面就可以实现（如图），其奥秘是“手指”内部有电磁铁.
（1）机器人取放棋子时利用了电磁铁的_________（选填“磁性有无”
或“磁极方向”）可以控制的特点.
（2）制作象棋棋子的材料应该是下列常见金属材料中的_______.
A.铁 B.铜 C.铝
（二）能力提升
7.如图所示是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小.当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变________(选填“强”或“弱”)，吸引衔铁与触点________(选填“1”或“2”)接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆.
8.如图所示，GMR是巨磁电阻（其电阻值在磁场中随磁性的增强急剧减小），当滑片P向右滑动时，电磁铁的磁性________（选填“增强”、“减弱”、“不变”），指示灯的亮度_________（选填“变亮”、“变暗”、“不变”）.
9.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路.
（1）他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过______________________来显示电磁铁磁性的强弱，下面的实验也用这种方法的是______.
A.认识电压时，我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D.用斜面小车研究阻力对物体运动的影响
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________（填“增加”或“减少”），说明电流越______（填“大”或“小”），电磁铁磁性越强.
（3）根据图示的情境可知，________（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，________________，电磁铁磁性越强.
（4）根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的________极.
（5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是________________________.
(
第7题 第8题 第9题
)
参考答案：
课前检测答案
1．电磁铁 电流 匝数
2．控制 受控 开关
3．A
典例分析答案
例1． ①. B ②. 2.5A ③. 38℃ ④. 最大电阻大于40Ω，允许通过的最大电流不小于50mA
例2．（1）A、B （2）4.8 100
课堂练习
1.
2.（1）3.6×105J （2）A （3）100Ω
课后练习
（一）基础达标
1．A 2．D 3．D 4．A 5．B 6.（1）磁性有无 (2)A
（二）能力提升
7.强 2 8减弱 变亮
9.（1）吸引铁钉数量 C （2）增加 大 （3）甲 匝数越多
（4）S 同名磁极相互排斥
选题理由：
课前检测
第1题：考查了对电磁铁的基本认识
第2题：考查了对电磁继电器的基本认识
第3题：考查了对电磁铁的基本认识
典例分析
例题1：考查了电磁继电器的实际应用
例题2：考查了电磁继电器的实际应用
课堂练习
第1题：考查了电磁继电器的实际应用
第2题：考查了电磁继电器的实际应用
课后练习
第1题：考查了安培定则和磁极间相互作用
第2题：考查了安培定则和磁极间相互作用
第3题：考查了电磁铁的应用
第4题：考查了电磁继电器的实际应用
第5题：考查了电磁继电器的实际应用
第6题：考查了电磁铁的应用
第7题：考查了电磁继电器的实际应用
第8题：考查了电路分析
第9题：考查了探究影响电磁继此行强弱的实验

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