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(共23张PPT)
第十四章 磁现象
四、电磁铁及其应用
1．总结电磁铁的磁性特性。
2．体验电磁铁在日常生活的应用。
3．通过本节内容的学习，了解自然界中的电磁相互转化现象。
1．通过实验探究认识影响电磁铁磁性强弱的因素。
2．可通过课外上网查询电磁铁在生活中的应用。
　1．在课堂上教师要注重引导学生进行实验探究得出本节重点知识——电磁铁磁性强弱与什么因素有关？
2．尽可能展示电磁铁应用方面的器材，并演示其工作原理。
电磁铁
1．在通电螺线管中插入一根软铁棒，就构成了　电磁铁　。在通电螺线管中插入铁棒后，由于铁棒被通电螺线管的磁场磁化成磁体，与通电螺线管组合在一起。所以电磁铁的磁性比通电螺线管的磁性　强　。磁性的有无可通过　通断电　来控制。
电磁铁　
强　
通断电　
2．在“探究电磁铁磁性的强弱与什么因素有关？”的实验中，电磁铁磁性的强弱由　弹簧测力计示数的大小　反映出来。影响电磁铁磁性强弱的因素：　线圈中电流的大小，线圈的匝数　。
弹簧测力计示数的大小　
线圈中电流的大小，线圈的匝
数　
3．如图所示，这是研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置，指针下方的物体A应由　铁块　(选填“塑料”、“铁块”或“铜块”)制成；当探究磁性强弱与绕圈匝数的关系，将导线a由2换到1时，应将滑片P适当向　左　(选填“左”或“右”)移动。
铁块　
左　
电磁继电器
4．电磁铁在生产和生活中应用广泛，如电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、电铃等。电磁继电器由　电磁铁、衔铁、弹簧、触点等　组成(如图所示)。当线圈不通电时，衔铁与　上面的触点　接通，与　下面的触点　断开。有电流通过线圈时，电磁铁具有磁性吸引衔铁向下运动，衔铁与上面的触点断开，与下面的触点接通。这样利用电磁继电器就实现了用　弱电流，低电压　控制大电流、高电压。
电磁铁、衔铁、
弹簧、触点等　
上面的触点　
下面的触点　
弱
电流、低电压　
5．如图所示，这是电磁继电器的构造和工作电路示意图。要使电磁铁对衔铁的吸引力变大，下列做法可行的是 (　C　)
A．去掉电磁铁线圈中的铁芯
B．减少电磁铁线圈的匝数
C．适当增大电源A的电压
D．适当增大电源B的电压
C
电磁阀控制车门
衔铁
衔铁
6．公共汽车利用压缩空气开关车门时，是由电磁阀进行控制的。如图所示，这是司机关门的工作原理。当司机要关闭车门时，将开关接通　触点b　，左侧线圈L1通电，衔铁被吸入线圈中，则横杆将阀体中的滑阀K推到　右端　端与管路连通。储气筒P中的压缩空气就进入汽缸　右部　部，推动活塞N向　左　运动，使车门关闭。
触点b　
右　
右　
左　
任务驱动：体验电磁铁在日常生活中的应用
1．如图所示，电磁继电器能通过低压控制电路间接地控制高压工作电路。下列说法正确的是 (　B　)
A．连有电动机的电路是低压控制电路
B．电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关
C．利用电磁继电器主要是为了节约用电
D．利用电磁继电器主要是为了操作方便
B
2．如图所示，这是火警自动报警原理图，C是与温度有关的双金属片。试简要说明其工作原理(提示：正常温度下P与双金属片不接触)。
答：　发生火灾时，温度升高会使双金属片弯曲，使得双金属片与P接触，从而使螺线管中有电流。螺线管中通有电流后，产生磁场，将衔铁吸下；衔铁吸下后，接通触点，使连接电铃的电路中有电流通过，所以电铃发出报警声。
3．电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝6 V，保护电阻R1＝100 Ω，压敏电阻R2的阻值随压力F的大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点　B　接触，电铃发出警报声。
(2)若电梯在20 s内将一位重600 N的乘客匀速提升15 m，求电梯对乘客做功的功率。
B　
(3)当通过电磁铁线圈的电流达到20 mA时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000 kg的乘客，试通过计算说明电梯是否超载。(g取10 N/kg)
解：　(2)电梯对乘客做的功等于克服乘客重力做的功，即
W＝Fs＝Gs＝600 N×15 m＝9000 J，电梯对乘客做功的功率为P＝＝＝450 W。
(3)当乘客质量m＝1000 kg时，压敏电阻上的压力F＝G＝mg＝1000 kg×10 N/kg＝10000 N，根据图乙可知，压敏电阻R2＝100 Ω，控制电路的总电阻R总＝R1＋R2＝100 Ω＋100 Ω＝200 Ω，电磁铁线圈中的电流I＝＝＝30 mA＞20 mA，所以电梯超载。
小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路。他查阅了相关资料，了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用——压力传感器。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重量。某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：
压力/(×105 N) 0 1．2 2．4
输出电压/V 0 1 2
压力/(×105 N) 3．6 4．8 6．0
输出电压/V 3 4 5
小明利用该压力传感器和电阻箱R'(最大电阻为999．9 Ω)及部分其他器材设计了图甲所示的电路，闭合开关S，当线圈中电流大于或等于20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25 Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供 (假设U不受继电器电路的影响)。
(1)根据表格中数据，请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像。
(2)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在　C、D　(选填“A、B”或“C、D”)两端。
(3)小明希望压力大于或等于2．4×105 N时，启动报警系统，则电阻箱R'的电阻应调节到多大？
C、D　
(4)要使该装置报警，汽车的最小重力为多少？
答：　(3)由图像可知，当压力为2. 4×105 N时，U为2 V，R总＝＝＝100 Ω
R'＝R总－R＝100 Ω－25 Ω＝75 Ω
(4)U最小＝IR＝0. 02 A×25 Ω＝0. 5 V
由图像可知，输出电压为0. 5 V时，对应的压力为6×104 N，即汽车的最小重力为6×104 N。

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