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第二十章 电与磁
第三节 电磁铁 电磁继电器
物理观念：了解电磁铁的结构及其在生产生活中的应用，能利用电磁铁的知识解决生活中的实际问题。
科学思维：经历分析电磁铁、电磁继电器的结构及其工作原理的过程，发展分析推理能力。
科学探究：通过制作简易的电磁起重机，培养提出和解决问题、总结归纳的科学探究能力。
科学态度与责任：结合电磁铁在生产生活中的应用，体会物理学的应用价值，关注科学技术对社会发展的影响。
在工地、码头，以及一些车间、货场，人们常常可以看到电磁起重机提起几十吨重的铁板、钢筋、铁管、废铁和其他各种铁质材料。它能随意把钢铁吸住或放下呢，你知道它是如何做到的吗？
1.电磁铁：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。我们把这种磁体叫作电磁铁。
螺线管 铁芯
U形电磁铁
电磁铁
知识点一：电磁铁
2.工作原理
电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。在螺线管的内部插入铁芯通电后，铁芯在螺线管的磁场中被磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。
螺线管的磁场
螺线管的磁场+铁芯的磁场
制作简易的电磁起重机
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。
如何使你制作的电磁铁磁性增强
3.影响电磁铁磁性强弱的因素
（1）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
结论：线圈匝数一定时，通入的电流_______，电磁铁的磁性越强。
越大
（2）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
结论：通入的电流一定时，线圈匝数_______，电磁铁的磁性越强。
越多
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。
电动机
电磁起重机
磁悬浮列车
电磁铁的应用：
感应式阀门
驱动巨大机器的电流可能有几十安、几百安。在工厂里，我们常常看到工人师傅利用按钮来控制机器，难道强大的电流就在按钮下面流过？
不是，用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的。我们能否利用电磁铁的吸引力来控制高电压、强电流电路的通断呢？
触点
1.定义：
电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2.构造
产生磁性，吸下衔铁
带动动触点上下运动
带动衔铁弹离电磁铁
相当于被控制电路的开关
知识点二：电磁继电器
利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的开关。实现远距离控制（远离高压，远离有害环境），实现自动控制。
控制电路
工作电路
3.工作原理
电磁铁
衔铁
静触点
弹簧
动触点
电磁继电器是利用低电压、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，能实现远程遥控、自动化控制等。
用电磁继电器有什么好处呢？
4.电磁继电器的实际应用：水位自动报警器、温度自动报警器等。
水位自动报警器
温度自动报警器
电磁铁
衔铁
触点
制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。这就是一种温度自动报警器。
温度自动报警器
工作原理：
温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号。
水位自动报警器原理
当水位上涨时，水与金属A接触，水（不纯净）是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，红灯发光；
当水位下降时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则绿灯亮。
电磁铁
电磁继电器
电磁铁
电磁铁
磁性强弱：电磁铁线圈的匝数越多、电流越大，
电磁铁的磁性就越强。
优点
电磁继电器
内部带铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
利用电流的磁效应来工作的。
概念：继电器是利用低电压、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。
构成：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点。
工作原理：电磁继电器靠电磁铁和弹簧的共同作用实现工作电路状态的转换。
①可通过电流的通断来控制其磁性的有无。
②可通过改变电流方向来改变其磁极的极性。
③可通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱。
1. 图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁周围存在着磁场
B．地球仪利用异名磁极间相互排斥的
原理工作
C．图乙中，利用安培定则可判断电磁铁上端是N极
D．图乙中，将电源正、负极对调后，电磁铁磁极方向不变
A
2. 某同学将两个相同的铁钉绕制成电磁铁，连接如图所示的电路，使用足够数量的大头针进行探究实验。下列探究正确的是（　　）
A．闭合开关S，电磁铁A线圈的匝数更少，所以通过电磁铁A线圈的电流更大
B．闭合开关S，电磁铁B线圈的匝数更多，
所以电磁铁B吸引的大头针数量更多
C．若要使电磁铁A和B的磁性增强，可向右移滑动变阻器的滑片P
D．只将两个铁钉换成同规格的两个铜钉，闭合开关S电磁铁A吸引的大头针数量增多
B
3. 如图是某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化，R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（　　）
A．R1的阻值随温度的升高而增大
B．温度升高过程中，电磁铁磁性减弱
C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调大
D．若控制电路电源电压降低，报警温度将升高
D
4．全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。线圈通电后产生磁场，对衔铁施加力的作用，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。下列关于线圈通电后的分析正确的是（　　）
A．电磁铁的上端为N极
B．衔铁的材料可能为铜
C．电磁铁的工作原理为电流的磁效应
D．线圈周围不仅产生磁场，
同时也产生磁感线
C

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