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第四单元《电磁铁》单元知识清单
第15课《电磁铁（一）》
认识电磁铁：电磁铁的基本结构——铁芯和线圈。小马达里由铁芯和线圈构成的装置是电磁铁。
做个电磁铁，试一试有什么发现？
通电时，电流通过绕在铁芯上的线圈产生磁性，断电后磁性消失。电磁铁是将电能转换为磁能的装置。【注意：不能长时间通电】
【探究技能】根据电磁铁和磁铁都能吸铁，推想电磁铁可能具有磁铁的其他性质，就是在进行类比推理。类比推理的结果仅仅是一种可能性，推理结果是否正确需要进一步验证。
4.我根据磁铁的性质推想电磁铁可能具有这些性质：
（1）有磁性，能吸铁。
（2）有两个磁极（N、S），即南极和北极，磁极的吸铁能力最强，这两个磁极能指示南北方向。
（3）同极相斥，异极相吸。
5.用普通的铁钉作铁芯，制成电磁铁，断电后有时铁芯磁性不会立即消失。怎样才能让电磁铁断电后铁芯的磁性立即消失呢？
（1）为了使电磁铁断电立即消磁，往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做电磁铁。
（2）一般的铁钉或钢钉经过煅烧后可变成软铁再作铁芯用。
6.【活动名称】制作简易电磁铁
【活动目标】学会制作简易电磁铁
【活动材料】铁钉、导线(选择稍微硬些容易定型的导线)、曲别针、干电池。
【活动过程】
（1）在铁钉上按同一方向缠绕导线20圈(匝)左右或更多。
（2）将导线两端分别连接在电池的两极，尝试用钉帽一端吸引曲别针。
（3）比较不同的电磁铁吸引曲别针的个数。
（4）观察:断电后电磁铁还有没有磁性。
（5）得出结论:电磁铁通电后产生磁性，断电后磁性消失。
7.【拓展资料】电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁（electromagnet）。我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。
【原理】当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。
【应用】电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件，属非永久磁铁，可以很容易地将其磁性启动或是消除。例如：大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。
当电流通过导线时，会在导线的周围产生磁场。应用这性质，将电流通过螺线管时，则会在螺线管之内制成均匀磁场。假设在螺线管的中心置入铁磁性物质，则此铁磁性物质会被磁化，而且会大大增强磁场。
一般而言，电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关。在设计电磁铁时，会注重线圈的分布和铁磁体的选择，并利用电流大小来控制磁场。由于线圈的材料具有电阻，这限制了电磁铁所能产生的磁场大小，但随着超导体的发现与应用，将有机会超越现有的限制。
第16课《电磁铁（二）》
磁铁有两极，两极是固定不变的。电磁铁也有南极和北极两个磁极。同极相斥，异极相吸。
改变线圈缠绕的方向或改变线圈与干电池正负极的连接方向，电磁铁的磁极会发生改变。
判断磁铁N极和S极的方法：用未知极性的磁铁的一端去靠近已知N极和S极的磁铁（或小磁针）的一端，如果互相排斥，说明它们是同名磁极，如果相互吸引，说明它们是异名磁极，但要注意排除仅仅是磁铁吸铁而造成的吸引现象。因此最好用未知极性的磁铁的一端分别去靠近已知N极和S极的磁铁(或小磁针)的两端，发现一端相互吸引、另一端相互排斥，方能做出最后的正确判断。之后用自制的电磁铁的钉尖一端分别靠近小磁针的两端，根据互相排斥或吸引的情况判断电磁铁钉尖一端是N极还是S极。
用干电池、U形铁芯、导线做一个U形电磁铁，找一找它的磁极。
如果按照同一个方向缠绕线圈，U形电磁铁就是一个变形的条形磁铁，只不过是把条形弯折成U形罢了。通电后，它的两端就是两极，即N极和S极，并且U形电磁铁的磁极是可以改变的，如图A。如果U形铁芯两边缠绕线圈的方向不一致，相当于形成了两个电磁铁，如图 B。
【实验名称】电磁铁的极性实验
【实验目的】研究改变电磁铁磁极的方法。
【实验材料】自制电磁铁、电池、小磁针。
【实验过程】
（1）给电磁铁通电后，让其一端与小磁针接近，找出电磁铁的两极。
（2）改变连接电池正负极的方向，观察电磁铁的两极有没有变化。
（3）改变线圈的缠绕方向，观察电磁铁的两极有没有变化。
【实验结论】电磁铁的两极会改变，改变连接电池正负极方向或改变线圈缠绕方向都会改变电磁铁的磁极。
第17课《电磁铁（三）》
1.电磁铁的磁力大小是可以改变的。通过增加线圈匝数、干电池的节数等，可以增大电磁铁的磁力。
2.电磁铁在生产、生活中的应用：
答：电磁选矿机、音箱、耳机、磁悬浮列车、电磁起重机、电铃等。
3.【实验名称】电磁铁的磁力大小实验
【实验目的】探究影响电磁铁磁力大小的因素。
【实验材料】电池、导线、铁钉、曲别针等。
【实验过程】
（1）在铁钉上缠绕一定匝数的导线。然后串联不同数量的电池，分别观察并记录吸起曲别针的数量。
（2）在同一个铁钉上先后缠绕不同匝数的导线。然后申联相同节数的电池，分别观察吸起曲别针的数量。
【实验结论】
（1）影响电磁铁磁力大小的因素有串联电池的数量和线圈缠绕的匝数。
（2）串联电池数量越多，电磁铁的磁力越大;线圈缠绕匝数越多，电磁铁的磁力越大。
4.设计并制作一个电磁起重机玩具。
【提示：电磁起重机工作原理】电磁起重机的工作原理基于电磁铁的特性。当电流通过电磁铁的线圈时，会产生磁场，这个磁场能够吸引铁质物体。铁芯在通电螺线管内部时，会被磁化，从而增强电磁铁的磁性。铁芯通常制成蹄形，并且线圈的绕向需要相反，以确保磁性的增强。重要的是，电磁铁的铁芯通常使用软铁制作，而不是钢，因为钢一旦被磁化后，会长期保持磁性，不利于控制磁性的强弱。电磁起重机主要由电磁部分和机械部分组成。电磁部分负责产生磁力，而机械部分则将磁力转化为机械能，以实现物体的搬运和提升。电磁起重机通过控制线圈中的电流来产生磁力，利用电磁感应原理，可以在短时间内完成更多的工作，并且可以精确地控制提升和下降的速度。
综上所述，电磁起重机的工作原理是通过控制线圈中的电流来产生强大的磁力，从而轻松地搬运和提升重物。
【单元评价】
电磁铁的性质：
（1）电磁铁也具有磁铁的性质：有磁性、有南、北两个磁极、能指示南北方向。
（2）通电时电磁铁有磁性，断电后磁性消失
（3）电磁铁的磁极会发生改变。改变线圈缠绕的方向或改变线圈与干电池正负极的连接方向，可以改变电磁铁的磁极。
（4）电磁铁的磁力大小可以改变。通过增加线圈匝数、干电池的节数等，可以增大电磁铁的磁力。
2.我设计的研究电磁铁的磁力大小是否与铁芯有关的对比实验：
【实验名称】电磁铁的磁力大小是否与铁芯有关的对比实验
【实验材料】电磁铁套装、粗细不同的三根铁芯、曲别针等
【我的猜想】当电磁铁的线圈和通过线圈的电流不变时,电磁铁的铁芯越粗磁力越大.
【不同条件】铁芯的粗细,分别用三根其他条件相同而粗细不同的铁芯.
【实验过程】（1）对细铁芯的电磁铁通电，并用它来吸引曲别针，记录可吸引的数量。
（2）对中等粗细铁芯的电磁铁通电,并用它来吸引曲别针，记录可吸引的数量。
（3）对粗铁芯的电磁铁通电,并用它来吸引曲别针，记录可吸引的数量。
（4）整理好实验工具
（5）通过比较分析实验记录,得出结论
【实验结论】电磁铁的磁力与铁芯的粗细有关。当电磁铁的线圈和通过线圈的电流不变时,铁芯越粗,电磁铁磁力越大。

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