资源简介

(共25张PPT)
物理 北师大版（2024）
九年级全一册
第十四章　电与磁
第四节　电磁铁及其应用
预习清单
1.请说出电流的磁效应。
当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转,说明通电导线周围存在磁场。
2.请说出磁场的基本性质。
磁场对放入其中的磁体有力的作用。
3.请说出欧姆定律的内容。
通过导体的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
导入新课
在一个纸筒外面缠绕铜质漆包线制成螺线管,给螺线管通入电流,用它的一端靠近小磁针,发现小磁针发生偏转。再用通电螺线管的一端去吸引小铁钉,发现吸引不上来。找来一个软铁棒插入螺线管中,再去吸引小铁钉,你会有什么新发现
任务一：认识电磁铁
通过观察上述实验发现,软铁棒插入螺线管中后,小铁钉被吸引,说明磁性增强了。
要利用通电螺线管得到强磁场时,一般都要把螺线管紧密地套在一个铁芯上,这样就构成了一个电磁铁。
问题:为什么插入软铁棒后,通电螺线管的磁性会增强
提示:铁芯被磁化,两个磁场叠加,从而增强了磁场。
电磁铁原理:电流的磁效应。
任务一：认识电磁铁
问题:钢、铝、铜、软铁等材料,哪些可以用来作为电磁铁的芯
提示:钢是硬磁性材料,被磁化后会保持磁性,无法用通断电来控制磁性的有无。
问题:通过观察电磁铁的结构,以及电磁铁的原理,思考电磁铁通电后磁性的强弱与什么因素有关呢
猜想:电流大小、线圈匝数、铁芯长短、铁芯粗细、电阻、电压······
任务二：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
对猜想进行归纳:影响电磁铁磁性强弱的因素是线圈的匝数、有无铁芯、电流大小(线圈匝数直接影响导线的电阻,电阻和电压又直接影响电流)。
问题:这些变量都可能影响电磁铁磁性的强弱,那么我们采用什么方法进行探究 在探究过程中要注意什么
控制变量法。
任务二：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【小组任务】请各小组明确实验目的,设计探究实验方案。
要求:每个小组至少完成一个影响因素的探究设计。
提示:根据实验目的,如何改变自变量 如何控制不变量 通过观察什么现象反映电磁铁的磁性强弱
任务二：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验时应着重思考并讨论如下问题:
探究一:电磁铁的磁性强弱与通过线圈的电流的关系。
1.如何改变电磁铁线圈中电流的大小
2.如何测量电磁铁线圈中电流的大小
探究二:电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。
1.如何改变电磁铁线圈的匝数
2.当线圈匝数改变时,电磁铁线圈中的电流也会发生变化,如何控制线圈中的电流不变
任务二：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【展示实验方案】
1.探究实验目的。
2.展示方案设计图并说明需要的器材。
任务二：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
3.怎样改变自变量 怎样控制不变量 怎样测量因变量
4.实验表格(示例)。
任务二：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
5.进行实验、收集证据。
6.分析与论证。
(1)电磁铁的线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(2)通过电磁铁的电流一定时,电磁铁的线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
任务二：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
7.交流讨论。
(1)软铁块Q相对于电磁铁M的位置不同,测量出的电磁铁磁性强弱相同吗
(2)将线圈匝数相同的不同电磁铁(如铁芯的材质不同、线圈在铁芯上分布的情况不同等)通以相同的电流,它们的磁性强弱相同吗
(3)将各小组方案进行汇总比较,说明其优劣特点。
任务三：电磁铁的应用
问题:电磁铁相比永磁体有哪些优点
归纳总结:
1.电磁铁磁性的有无,可以用通、断电来控制。
2.电磁铁磁性的强弱,可以用电流大小来控制。
3.电磁铁磁极的极性,可以用电流方向来控制。
【小组任务】电磁铁在生活中的应用有很多,例如:电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、电铃、电磁阀、自动报警器等。请各小组任选一个电磁铁的应用,讲明其工作过程及原理。
任务三：电磁铁的应用
人直接操作高压电路的开关是很危险的,如果能够在低压下操作高压电路,就能避免高压的危险。利用电磁铁制成的电磁继电器,可以完成
这一任务。如图所示,用控制低压电路通断的办法来间接控制高压电路的通断,可实现远距离操作,自动化控制。
任务三：电磁铁的应用
防汛报警器的工作原理:
当水位到达红色警戒水位时,浮子上的触点与铜片接触,使电磁铁形成通路,有电流通过电磁铁会产生磁性,电磁铁有磁性就会吸引衔铁,衔铁向下运动,动触点与电灯的静触点断开,与电铃的静触点接通,电铃就会工作发出报警的铃声。
任务三：电磁铁的应用
问题:电铃是怎样发出连续的声响的
分析:如图所示,衔铁下端有一铃锤,衔铁上方的弹簧片与螺钉的尖端紧靠着,开关闭合后,电磁铁就有了磁性,把衔铁吸过来,弹簧片下端的小锤在铃碗上打一下,发出一声。此时弹簧片与螺钉分开,使得电路断路,电磁铁失去磁性,不再吸引衔铁,弹簧片恢复原状,再次与螺钉接触,电路再次接通,电磁铁恢复磁性,吸引衔铁,小锤打击铃碗,再次发出声音。如此往复,电铃便发出了连续的声响。
任务三：电磁铁的应用
介绍电磁阀:
如图所示,电磁阀主要由阀体、滑阀、两块衔铁、两个电磁铁组成。阀体是空心的,有4根管路,其中进气管连接储气筒(图中未画出),排气管与大气相通,另两根气管则与气缸相连接。气缸中有活塞,通过推杆与使车门转动的曲柄(图中未画出)连接。
任务三：电磁铁的应用
司机要打开车门时,将开关S与触点1接通,使图中右侧的电磁铁通电,就把右侧的衔铁吸入线圈中,则横杆将阀体中的滑阀推到左端,此时滑阀下面的空间就与左端管路连通,于是储气筒中储存的压缩空气经进气管和气管1进入气缸左部,推动活塞向右运动,使车门打开。同时气缸右部的空气会通过气管2和阀体中其余的空间由排气管排到大气中。
核心总结
1.插入了软铁棒的螺线管叫作电磁铁。
2.电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯等因素有关。
3.电磁铁的应用:电磁继电器、电铃、电磁阀等。
课堂评价
1.小亮想自制电磁铁,应在通电螺线管中插入以下哪种材料的内芯 ( )
A.铝棒
B.钢棒
C.软铁棒
D.塑料棒
C
课堂评价
2.(多选)小亮同学为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示。下列说法中正确的是 ( )
AD
A.利用电磁铁吸引大头针数目的多少,来显示它磁性的强弱
B.要使电磁铁A的磁性增强,滑动变阻器的滑片应向右滑动
C.图中两个电磁铁的线圈串联是为了研究电磁铁的磁性强弱与电流的关系
D.该实验可探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数是否有关
3.(多选)如图所示,电路中有一个电磁铁,X是一个弹簧片,Y是小锤,Z是一块软铁,G是小铃。当开关闭合时,小锤Y会敲小铃G,下列叙述正确的是 ( )
A.小锤Y将连续不断地敲小铃G
B.小锤Y只会敲一下小铃G
C.电磁铁的左端是S极,右端是N极
D.电磁铁的左端是N极,右端是S极
课堂评价
BD
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