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第十四章 电与磁
第4节 电磁铁及其应用
1. 能描述电磁铁的性质，说明电磁铁的特点和工作原理。
2. 能通过实验，得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。
3. 能说明电磁继电器的结构及工作原理，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。
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。
电磁起重机是如何对铁料进行吸附和放下的？
思考
知识点一：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。这种磁体叫作电磁铁。
线圈
铁芯
1.电磁铁：
2.原理：
3.特点：
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。
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。
电磁起重机
为什么插入铁芯后，通电螺线管的磁性会大大增强？
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。
请你试着分析，铁芯为什么要用软磁材料？
线圈
铁芯
电磁铁磁性的强弱与什么因素有关呢？
事实2：构成电磁铁的主要部件是线圈
猜想2：电磁铁磁性强弱可能与______________有关。
事实1：电磁铁只有在线圈中通有电流时才有磁性
猜想1：电磁铁磁性强弱可能与_______________有关。
电流的大小
线圈的匝数
探究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系
猜想假设：
可能与电流的大小、线圈的匝数有关
实验器材：
匝数不同的两个电磁铁、电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、铁钉
实验电路：
S
A
R
P
a
设计实验：
1.如何判断电磁铁磁性的强弱？
实验方法：
控制变量法、转换法
吸引铁钉的多少
2.如何让匝数不同的电磁铁通过的电流相等？
将它们串联起来
探究1：电磁铁磁性的大小与电流的大小有关
滑动变阻器的滑片改变电路中的电流大小；
S
A
R
P
a
S
A
R
P
a
现象
结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。
探究2：电磁铁磁性的大小与线圈匝数有关
串联一个不同匝数的电磁铁。
S
a
R
P
b
A
现象
结论：电流一定时，外形相同的磁铁匝数越多，电磁铁的磁性越强。
【电磁铁的优点】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
1.如图所示，下列做法中电磁铁不能吸引更多大头针的是（ ）
A. 只提高电源电压
B. 只将滑片 P 向左移动
C. 只增加螺线管线圈的匝数
D. 只将铁芯换成同规格的铜芯
D
在工厂里，驱动大型用电设备的电流有时可达几十安或几百安，工人直接手动控制强电流电路或高电压电路是很危险的，那么应该利用什么装置来间接控制呢？
知识点二：电磁继电器
1.构造：
2. 原理：
3. 实质：
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。
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。
4.工作原理：
高压工作电路
×
M
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。
（2）可以实现遥控和生产自动化。
5. 电磁继电器的作用
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.
1. 电磁铁
2. 弹簧片
3. 螺钉
4. 衔铁
电铃是怎样连续地发出声响的？
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
D
悬浮间隙
10 mm
轨道
车身线圈
轨道线圈
车身
车身线圈
A
B
3.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
构造：电磁阀主要由阀体、滑阀、两块衔铁、两个电磁线圈组成。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，另两根则与汽缸相连接。
工作原理：哪面的磁铁线圈通电吸引衔铁，滑阀就会被推到另外一边，则进气管就与汽缸接通，于是储气筒中储存的压缩空气就进入汽缸从而推动活塞运动，则相应地打开或关闭公共汽车门。
知识点三：电磁阀
　　 磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用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。
电磁铁
定义：带铁芯的螺线管
工作原理：电流的磁效应
影响电磁铁强弱的因素
电流大小
线圈匝数多少
构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点
工作原理：电流的磁效应
工作电路
低压控制电路
高压工作电路
电磁继电器
电磁铁
及其应用
电磁阀

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