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(共34张PPT)
第3节 电磁铁 电磁继电器
九年级全
物理观念
知道电磁铁的特点和工作原理，通过实验，了解电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，知道电磁继电器的结构及工作原理.
科学思维
经历自制电磁起重机的过程，通过观察和分析，体会运用证据和逻辑进行科学推理和论证的科学思维方法.
科学探究
通过探究电磁铁磁性强弱的影响因素实验，经历基于证据分析得出结论并作出解释的过程.
科学态度与责任
经历自制电磁起重机的过程，感受学习物理、实践创新的乐趣，体会物理与技术之间的联系；了解电磁继电器在生产、生活中的应用，感受物理与生活和社会的密切联系.
重点：电磁铁的磁性.
学习目标
难点：电磁继电器的工作原理及其应用.
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.
新课引入
思考
电磁起重机是如何对铁料进行吸附和放下的？
一、电磁铁
线圈
铁芯
内容：
1.
原理：
2.
特点：
3.
把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性.这种磁体叫作电磁铁.
电流的磁效应.
在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性.
电磁起重机
工作原理：
电磁起重机的主要部件之一是电磁铁，电磁铁安装在吊车上，通电后吸起大量钢铁，移动到另一个位置后切断电流，钢铁被放下.
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，这时内部的铁芯被磁化，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.
你能制作一个简易的电磁起重机吗？
？
想 想 做 做
把一根较长的导线绕在一枚大铁钉上，就可以制成一个电磁铁.把电源、电磁铁及滑动变阻器串联起来，闭合开关，观察你的“起重机”吊起了多少曲别针.
实际电磁起重机中的电磁铁磁性很强.如何使
你制作的电磁铁磁性增强？
首先，电磁铁只有在线圈中通有电流时才有
磁性，那么电流的大小应该会影响电磁铁磁性的
强弱.怎样改变线圈中电流的大小？需要什么器材？
制作简易的电磁起重机
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、电流表或小灯泡.
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.
【实验器材】
【实验方法】
【电路设计】
S
思考
如何判断磁性强弱？
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S
【实验过程】
电磁铁的磁性跟电流大小的关系
匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强.
增大电流，电磁铁吸引的大头针数目增多.
S
a
S
b
S
c
现象：
结论：
【实验过程】
电磁铁的磁性跟电流大小的关系
其次，构成电磁铁的主要部件是线圈，线圈的形状和匝数可能也会影响电磁铁的磁性强弱.对于外形相同的线圈，电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数会有怎样的关系？
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S
【实验过程】
电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
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.
匝数增多，电磁铁吸引的大头针数目增多.
S
S
S
现象：
结论：
【实验过程】
电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
电磁铁的优点是：它磁性的有无可由通断电来控制，磁性的强弱可由电流的大小来控制，它的磁极可以通过改变电流方向来改变.
电磁铁的应用：
全自动洗衣机的进水、排水阀门
卫生间里感应式冲水器的阀门
电动机
发电机
　　磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁.电磁铁通过磁体间的相互作用使列车悬浮在轨道上，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦，突破了以往列车的速度极限.
磁悬浮列车
电磁继电器应用广泛：
冰箱 汽车 电梯 机床
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.
驱动巨大机器的电流可能有几十安、几百安，用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，那么应该利用什么装置来间接控制呢？
？
构造：
1.
原理：
2.
实质：
3.
由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成.
利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置.
利用电磁铁控制工作电路的一种开关.
三、电磁继电器
触点
当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流通过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作.
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高压工作电路
×
M
低压控制电路
工作原理：
4.
(1)用弱电流、低电压控制强电流、高电压的工作电路.
(2)可以实现遥控和生产自动化.
电磁继电器的作用：
5.
水位开关
利用电磁继电器模拟防汛报警器
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灯泡和电铃何时工作？
观察
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
思考
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例 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
√
电磁铁 电
磁继电器
电磁铁
内容：在螺线管内插入_____，当有电流通过时，它会有较强
的磁性.
电磁铁
的磁性
电磁
继电器
原理：电流的_______.
影响因素：
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___，电磁铁的磁性越强.
应用：电磁起重机、磁浮列车、电磁继电器、电铃等.
内容：利用___电压、___电流电路的通断，来间接地控制___电
压、___电流电路通断的装置.
铁芯
磁效应
强
低
特点：在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性.
多
实质：利用_______来控制工作电路
的一种_____.
工作原理：D、E所在控制电路通电时，衔铁被电磁铁吸引，使动触点与B、C所连静触点_____，此时B、C所在工作电路开始工作.
弱
高
强
电磁铁
接触
开关
课堂小结
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. (2025宜宾)如图，磁铁 S 极与弹簧连接，竖直悬挂于电磁铁的正上方，电源电压不变.闭合开关后，向右缓慢移动滑动变阻器滑片，下列判断正确的是( )
A. 电路中的电流变大
B. 电磁铁的磁性变强
C. 电磁铁上端为 S 极
D. 悬挂磁铁的弹簧变长
D
接入电路的电阻变大
安培定则
N
×
×
×
√
→电流变小
电流变小，磁性减弱
同极相斥
3. 暴雨后立交桥下积水较深很不安全，兴趣小组为此设计了一个积水自动报警器，其原理图如图所示.图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，要求地面没有积水时，LED灯亮，地面积水较深时，电铃响.根据设计要求，电铃应该安装在图中的_____(选填“A”或
“B”)位置.积水较深控制电路接通时，电
磁铁的上方为_____(选填“N”或“S”)极.电
磁继电器实质是一种_______(选填“用电
器”或“开关”).
开关
B
S
A
B
接通左边控制电路，电磁铁吸下衔铁，动触点向下移动，接通电铃电路报警
安培定则
N
4. 如图所示是直流电铃的原理图，衔铁B与弹性片A相连，自然情况下，弹性片A是和螺钉接触的，接通电源后，电磁铁的左侧上端是_______极，电磁铁______衔铁B，敲击铃发声，但同时弹性片A与螺钉分离，导致电路处于____________状态，弹性片A又和螺钉接触而通电，如此往复，电铃不断发出铃声.
S(或南)
I
吸引
N
S
断路(或断开)
安培定则
悬浮间隙
10 mm
轨道
车身线圈
轨道线圈
车身
车身线圈
A
B
5. 该列车采用常导电磁悬浮技术，原理图如图甲所示，轨道下部安装有轨道线圈，车辆的下部也装有车身线圈，根据异名磁极相互_______的原理使列车悬浮；图乙中，A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是______极；当乘客人数减少时，必须______(选填“增大”或“减小”)通过车身线圈的电流，使轨道线圈对车身线圈的作用力平衡列车车身的重力.
吸引
N
减小
安培定则
N
重力减小
甲乙

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