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电磁铁 电磁继电器
第二十章 电与磁 第3节
①通电螺线管的磁场
通电螺线管外部的磁场和_____________的磁场一样，它的两端相当于条形磁体的两个磁极。
通电螺线管两端的极性与其中的___________有关。
条形磁体
电流方向
在生活中我们经常看到一些大型机器在工作，而它们的电流可达几十、上百安，直接来控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流？
利用电磁铁制成的电磁继电器，可以完成这一任务。
想一想：
①带铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
②特点：有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。
电磁铁
思考：电磁铁的内部为什么要插入铁芯？
螺线管
铁芯
③电磁铁的工作原理
利用 工作。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 ，两磁场叠加，使电磁铁的磁性 。
④电磁铁的磁极
当电流方向改变时，电磁铁的磁极 。
电流的磁效应
磁化
也发生改变
大大增强
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
可能与电流的大小、线圈的匝数有关。
猜想假设
2
控制变量法
实验方法
①控制电磁铁线圈的匝数不变，改变 。
提出问题
电磁铁的磁性强弱和什么因素有关？
②控制电磁铁线圈的电流不变，改变 。
线圈匝数
线圈中电流的大小
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
2
判断磁性强弱方法：根据吸引铁钉、别针等的多少来判断电磁铁的磁性强弱。
转换法
思考：如何比较磁性强弱？
提出问题
电磁铁的磁性强弱和什么因素有关？
三个匝数不同的电磁铁（如一个150匝，一个100匝）、学生电源、电流表、开关、导线、大头针、滑动变阻器等。
实验器材
把电磁铁、电源（带开关）、滑动变阻器、电流表等组成串联电路。
实验电路
S
R
A
P
电路图
实物图
电磁铁的优点
3
①电磁铁磁性的有无可控（由通、断电来控制）
实验结论
①匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越 。
②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
强
③电磁铁的N、S极可控（由通电电流的方向决定的）
②电磁铁磁性的强弱可调（线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性越强）
便于人工控制
耳麦、喇叭
电磁起重机
电铃
电磁铁的应用
4
电磁铁在生活、生产及科学技术中有着广泛的应用。
磁悬浮列车
　磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是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500km/h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。
在生产技术中，一些大型机器在工作时的电流很大，可达几十安、上百安，人们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
低压电源
低压控制电路
高压工作电路
①电磁继电器的主要构造
电磁继电器
通过低压控制电路来操控高压电源，降低操作危险性
②电磁继电器主要部分的作用
①弹簧：电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁
③电磁铁：通电时产生磁性，吸引衔铁
④触点（上下两组）：相当于被控制电路的开关
②衔铁：和动触点组成一个绕支点转动的杠杆，带动动触点上下运动
电磁继电器：就是利用电磁铁来控制电路的一种开关。
当开关S断开时，电磁铁断电失去磁性，弹簧把_________拉起来，切断工作电路，电动机便停止转动，指示灯发光。
当低压控制电路的开关S闭合时，电磁铁通电，弹簧把_______吸下来，使 和下面静触点C接触，______________电路闭合，电动机M便转动起来。
衔铁
动触点B
高压工作
衔铁
动触点
电磁继电器的实质是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的开关。
电磁继电器的应用：
②实现自动控制。
①用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
③实现远距离控制。
电磁继电器的应用
2
当水位上涨时，水与金属A接触，由于水（不纯净）是导体，使 电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与 面的静触点接触，工作电路接通，则 灯发光；
当水位下降时， 电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与 面的静触点接触，工作电路接通，则 灯亮。
　 水位自动报警器原理图
下
红
低压控制
低压控制
上
绿
　 水位自动报警器
温度自动报警器
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。
电磁铁
衔铁
触点
温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号。
机械电铃工作原理
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。
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签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。
右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S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？
【典例1】
右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S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？
解：滑片P向左滑动，左侧控制电路电流增大，使电磁铁的磁性增强，右侧工作电路中的GMR电阻随磁场增强而变小，工作电路中的电流变大，指示灯亮度会随之增大。
如图所示， 是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关 、 时，下列说法中正确的是( )
D
A. 电磁铁的右端为 极
B. 小磁针将顺时针旋转
C. 当滑片 向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D. 当滑片 向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小
（2021·黄冈城东五校一模）如图是小军设计的短跑比赛“抢跑判
断器”.运动员蹲在起跑器上后，工作人员闭合开关 、 ，发令指示
灯亮，运动员抢跑后， 所受压力变小，电阻变小，电磁铁的磁性
______（填“增强”或“减弱”），其上端的___（填“ ”或“ ”）极将衔
铁吸下，抢跑指示灯____（填“ ”或“ ”）亮，判定运动员抢跑.
增强


（2021·南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的
示意图，磁体固定在左侧，线圈 固定在用软铁制成的活塞柄上（相
当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通.阀门 只能向外开
启， 只能向内开启.线圈中的电流从 流向 时，电磁铁左端是___极，
血液会______（填“流入”或“流出”）活塞筒.该装置工作时，线圈 中
的电流方向______（填“需要”或“不需要”） .

流入
需要
如图所示是某酒吧安装的火灾自动报警洒水系统.正常情况下灯亮，当发生火灾，室内温度上升到设定值时，火灾报警铃响起，同时洒水电动机启动，开始洒水.请根据以上信息连接电路.
[答案]
.&6& .
如图是一种“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_______(填“强”或“弱”)，吸引衔铁与触点_______(填“1”或“2”)接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
强
2
如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值_____，电路中的电流增大，电磁铁的磁性_____，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则______是除尘器。
减小
增强
b

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