资源简介

(共37张PPT)
第二节 电流的磁场
课时2 电磁铁和电磁继电器
1. 知道电磁铁的构造和工作原理.
2. 通过实验探究知道影响电磁铁磁性强弱的因素.
3. 知道电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁铁在生产、生活中的应用.
学习目标
电磁起重机
在废钢铁回收部门和炼钢车间，常用电磁起重机对各种铁料进行收集和搬运，操作更加方便省力.你知道电磁起重机是如何对铁料进行吸附和放下的吗？
新课引入
模拟起重机搬运废铁
新知学习
点击播放视频
纸盒中可能有什么装置？
吸起曲别针
放下曲别针
思考
有磁性
无磁性
纸盒中有什么装置？
揭秘
点击播放视频
点击播放视频
一、电磁铁及其应用
线圈
铁芯
1. 内容：在通电螺线管内插入一个铁芯，就构成了一个电磁铁.
2. 原理：电流的磁效应.
3. 特点：在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性.
思考
为什么插入铁芯后，通电螺线管的磁性会大大增强？
思考
请你试着分析，铁芯为什么要用软磁材料？
螺线管通电后具有磁性，插入铁芯后铁芯被磁化，两个磁场叠加，使磁性比原来螺线管的磁性强.
因为电磁铁在实际应用中，通常情况下要求得失磁性自由，铁是软磁材料，正符合这样的要求.
线圈
铁芯
思考
电磁铁与永久磁体有何区别？
永久磁体：周围存在着磁场，可以吸引铁钉、曲别针、钢针等铁磁性材料制作的物体.
电磁铁：在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性.
用一根导线和一枚铁钉可以制作一个简易的电磁铁.
怎样可以使这个电磁铁的磁性增强呢？
电磁铁的磁性
电磁铁磁性大小跟哪些因素有关呢？
磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关.
根据电流磁效应，电磁铁磁性应该与电流大小有关.
线圈是主要部件，应该与线圈的匝数有关.
1. 提出问题
2. 作出猜想
若干不同匝数的电磁铁、电源、开关、导线、大头针、沙皮纸、 滑动变阻器、电流表.
控制变量法、转换法
根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱.
4. 实验器材
5. 实验方法
3. 电路设计
S
思考
如何判断磁性强弱？
点击播放视频
实验过程
改变电流
S
研究一：电磁铁的磁性强弱跟电流的关系
改变电流
当匝数一定时，通入的电流越____，电磁铁的磁性越____.
增大电流，电磁铁吸引的大头针数目_____.
强
大
增多
现象
结论1
实验1
S
a
S
b
S
c
研究一：电磁铁的磁性强弱跟电流的关系
研究二：电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
点击播放视频
实验过程
S
改变线圈匝数
当电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越____，电磁铁的磁性越____.
多
强
匝数增多，电磁铁吸引的大头针数目______.
增多
现象
结论2
实验2
研究二：电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
改变线圈匝数
S
S
S
实验结论：
电磁铁的磁性与电流大小、线圈匝数有关.电流越大，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强.
若将铁钉换成木芯或纸芯，再做上述实验，看有什么变化
思考
电磁铁的应用
电磁起重机
磁悬浮列车
电动机
发电机
电磁阀门
感应式出水阀门
电铃
电磁继电器
　　磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁. 是一种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每小时500 km以上.
磁悬浮列车
例 小明在学习完电与磁的知识后，自己动手用铁钉、电池和导线制作了几个电磁铁，已知I1＞I2，请你判断下列电磁铁中磁性最强的是( )
ABCD
D
1
从小到大：
2
3
4
外形相同的螺线管，通入的电流越大，匝数越多，电磁铁的磁性越强
驱动巨大机器电流可能达到几十安、几百安，由于用手直接控制强大的电流或操作高压电路是危险的，那么应该利用什么装置来间接控制呢？
？
1. 内容：是一种电子控制器件，是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高电压的一种“自动开关”.
2. 实质：利用电磁铁控制工作电路的一种开关.
3. 构造：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成.
二、电磁继电器
结构图
动触点
静触点
衔铁
弹簧
电磁铁
4. 工作电路：包括低压控制电路和高压工作电路两个部分.
5. 工作原理：当在电磁铁A两端加上一定的电压时，电磁铁A工作，衔铁B被吸下，从而将带动衔铁的动触点D与静触点E吸合，高压电路接通.
当电磁铁A断电后，其磁力消失，衔铁B则在弹簧C的作用下返回原位，动触点D离开静触点E，高压电路断开.
点击播放视频
高压工作电路
低压控制电路
(1)用弱电流、低电压控制强电流、高电压的工作电路
6. 电磁继电器的应用：
(2)可以实现遥控和生产自动化
观察：灯泡和
电铃何时工作.
水位开关
利用电磁继电器模拟防汛报警器
点击播放视频
A
水位未到达警戒水位时
水位开关
水位开关
，水位开关处于断开状态.
C
水位到达警戒水位时，水位开关处于闭合状态.
C
A
水位到达警戒水位时，水位开关处于闭合状态.
电铃是怎样连续地发出声响的？
1. 电磁铁
2. 弹簧片
3. 螺钉
4. 衔铁
交流与讨论
点击播放视频
归纳
1. 结构：电磁铁、衔铁、弹簧和触点组成；
2. 制作原理：利用电流的磁效应工作；
3. 实质：电磁继电器实质上相当于工作电路的开关；
4. 作用：
(1)利用低电压、弱电流电路来控制高电压、强电流电路，以保证工作人员的安全；
(2)实现各种自动控制：远距离自动控制、光自动控制、温度自动控制等.
例 (2023天津)党的二十大报告指出“科技是第一生产力”．某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示．当水位达到金属块A时(一般的水都能导电)，则(　　)
A. 两灯都亮
B. 两灯都不亮
C. 只有绿灯亮
D. 只有红灯亮
A、B接通
衔铁被吸下
绿灯断开红灯接通
D
课堂小结
电磁铁
和电磁
继电器
电磁铁
及其应用
构造：内部带_____的通电螺线管.
电磁
继电器
原理：电流的_______.
影响因素：①当电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越___，
电磁铁的磁性越强；
②当匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越___.
应用：电磁继电器、电磁起重机、磁浮列车、电铃等.
内容：是一种电子控制器件，是用较小的电流、较低的电压去控
制较大电流、较高电压的一种“________”.
铁芯
磁效应
多
自动开关
特点：磁性的有无可以通过________来控制，磁性强弱可以通过
________和线圈匝数来控制，磁极方向可以由________决定.
强
构成：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成.
工作原理：当电磁铁A工作，衔铁B被吸下，
从而使动触点D与静触点E____，
高压电路_____.当电磁铁A断电
后，其磁力消失，衔铁B在弹簧
C的作用下返回原位，动触点D
离开静触点E，高压电路____.
吸合
电路通断
电流大小
电流方向
接通
断开
随堂练习
1. 用漆包线(导线表面涂有绝缘漆)绕在纸筒上做成一个螺线管，插入铁芯后就组成了电磁铁，接入如图所示电路，闭合开关S后(　　)
A. 电磁铁的右端为N极
B. 取掉铁芯后，螺线管的磁性增强
C. 调换电源正负极，电磁铁的磁场方向改变
D. 向右滑动滑片P，电磁铁的磁性增强
I
安培定则
N
×
左端
C
×
减弱
×
磁场方向与电流方向有关
√
R↑→电流↓→磁性↓
2. 如图所示，是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合．下列说法正确的是(　　)
A. 开关S闭合前，电磁铁也有磁性
B. 电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
C. 电磁铁工作时，上端为S极
D. 当有人闯入保密室时，b灯亮
×
电路未接通，电磁铁没有磁性
D
I
安培定则
N
×
电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数、有无铁芯有关
×
N极
开关闭合→电磁铁有磁性→衔铁被吸合→b灯亮
√
3. 如图是学校电铃的工作电路示意图，它是利用电流的____效应来工作的；闭合开关，电磁铁具有磁性，此时电磁铁的B端为____(选填“N”或“S”)极；衔铁向下运动，带动小锤敲击铃碗，小锤敲击铃碗时，电磁铁________(选填“有”或“没有”)磁性．
磁
电磁铁
I
N
安培定则
N
S
没有
弹性片A与螺钉分离，导致电路处于断开状态
4. 如图甲是一个磁悬浮地球仪，其内部结构示意图如图乙所示，球体内有一个条形磁体．底座里面有一个电磁铁，可使地球仪悬浮在空中．
(1)请在图乙中标出开关闭合后，电源的“＋”“－”极；
(2)地球仪能够悬浮在空中是利用了___________________的原理；
(3)查阅资料可知：通电螺线管的磁性强弱会影响到地球仪悬浮的高度，磁性越强，悬浮高度越大．若要增加该地球仪的悬浮高度，可以采取的措施有______．
A. 减小电源电压的大小
B. 改变电源的正负极
C. 增加通电螺线管线圈的匝数
同名磁极相互排斥
C
电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数有关
安培定则
＋
－
同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引
I

展开更多......

收起↑