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第十六章 电磁铁与自动控制
16.3 探究电磁铁的磁性
学习目标
课前预习
课堂达标
实验突破
易错辨析
课程标准(2022年版) 学习目标
了解电磁铁在生产生活中的应用. 1.知道什么是电磁铁,了解电磁铁在生产、生活和自动控制中的应用.
2.了解电磁铁的特性和工作原理.
3.探究影响电磁铁磁性强弱的因素.
(跨学科·日常生活)在废钢铁回收部门和炼钢车间,我们经常能看到一个叫做电磁起重机的装置,它能吸起质量相当大的钢铁,你知道它的原理吗
电磁起重机的核心器件是电磁铁,电磁
铁通电有磁性,断电磁性消失,且磁性
强弱可以由改变电流大小来控制,常用
于吸起质量大的钢铁.
1.电磁铁的工作原理是 .
2.电磁铁主要由 和 组成.螺线管与电磁铁的区别是 .
3.电磁铁的磁性强弱与 、 有关.
当电流一定时,线圈的匝数 ,电磁铁的磁性越强;
当线圈的匝数一定时,通过的电流 ,电磁铁的磁性越强.
越大
越多
线圈匝数
电流大小
有无铁芯
铁芯
螺线管
电磁铁
电流的磁效应
4.电磁铁有许多优点:其磁性的有无可以通过 _
来控制;磁性的强弱可以通过 来控制;磁极的极性可以通过 来改变.
改变电流方向
改变电流大小
通、断电
【例1】下列有关电磁铁的说法中正确的是( )
A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替
B.电磁铁的铁芯,可以使用永磁铁
C.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
D.电磁铁磁性的强弱无法改变
C
【举一反三】
1.通电螺线管插入铁芯后,磁性大大增强,其原因是( )
A.插入铁芯后,铁芯带了电
B.插入铁芯后,使通电螺线管中的电流增大了
C.插入铁芯后,铁芯被磁化,铁芯的磁性与通电螺线管磁性共同作用
D.插入铁芯后,通电螺线管内的空间变小了
C
【归纳总结】
电磁铁是利用电流的磁效应制成的,电流的通断可以控制磁性的有无:电磁铁有电流时有磁性,无电流时无磁性.铁芯需用软磁性材料制成,因为软磁性材料的磁性很容易消失,断电后能自动消磁.
电磁铁应用广泛,如电磁起重机、电铃等.
【例2】下列设备或电器中,其主要工作原理与电磁铁无关的是( )
电磁铁的应用
B
【举一反三】
2.下列用电器中,不是利用电磁铁工作的是( )
A.电烙铁 B.电磁锁
C.磁悬浮列车 D.电磁阀门
【归纳总结】
电磁铁是通电产生磁性的一种装置,在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导线,通电后可以像磁铁一样具有磁性.
A
实验 探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关
【实验猜想】影响电磁铁磁性强弱的因素可能有
、 等.
【实验设计】利用如图所示的电路进行实验探究.
线圈匝数
电流大小
【实验过程】
(1)连接电路图,调节滑动变阻器,改变 的大小,观察到图甲、乙所示情形,记录实验现象.
(2)将导线绕在两个铁钉上, 联在电路中,观察到如图丙所示情形,记录实验现象.
【实验结论】当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流
,电磁铁的磁性就 ;当电流一定时,
电磁铁线圈匝数 ,电磁铁磁性就 .
越强
越多
越强
越大
串
电流
【交流评估】
(1)实验中通过比较 来反映其磁性的强弱,这种方法叫做 .
(2)滑动变阻器的作用:① ;②保护电路.
改变电流大小
转换法
铁钉吸引大头针的数目
【例3】(教材母题:YH九下P14)为了探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关,同学们用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在大铁钉上,制成简易的电磁铁,如图所示,用此装置去吸引大头针.
(1)实验中通过电磁铁 ,判断电磁铁磁性的强弱.
(2)比较 两图可知:线圈匝数相同时,电流越大,磁性越强.
(3)根据图丁可以得出的结论是 _
.
(4)丁图中A铁钉的N极是 (选填“钉尖”或“钉帽”).
(5)实验时发现电磁铁吸引的大头针下端是分散的,这是因为大头针被 ,同名磁极相互排斥.
磁化
钉帽
匝数越多,电磁铁磁性越强
当电流大小一定时,线圈
乙、丙
吸引大头针的数目
【举一反三】
3.如图所示,A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈,把它们接入电路中.
(1)闭合开关,铁钉下端都吸引了大头针,这是因为线圈通电时,铁钉具有磁性,由右手螺旋定则可知:A的上端为它的 (选填“N”或“S”)极.
(2)B铁钉能吸引更多的大头针,这是因为绕在它上面的线圈匝数较多,而线圈中的电流 (选填“大于”“等于”或“小于”)绕在A铁钉上的线圈中的电流.
(3)不改变线圈匝数,要想铁钉能吸引更多的大头针,可以将滑片P向 (选填“左”或“右”)移.
左
等于
N
4.为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小明使用学生电源(电压一定)、开关、滑动变阻器、足够多的大头针、铁钉以及足够长的漆包线等器材,进行如图所示的实验.
(1)闭合开关后,他将滑动变阻器的
滑片向左移动,电磁铁吸引大头针
的数量会 (选填“增加”
“不变”或“减少”).
(2)由图可知, 铁钉的磁性较强.
(3)由图可知,甲铁钉钉尖是 极.
N
乙
增加
【归纳总结】
实验应用到的科学方法是控制变量法和转换法.电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关,电流越大,线圈匝数越多,电磁铁磁性越大.
【基础概念易错辨析】
1.电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性.( )
2.其他条件相同时,通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强.( )
3.在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,磁性越强.( )
4.当通入电磁铁的电流方向改变后,电磁铁就会失去磁性.( )
√
√
√
【重难易错】(教材母题:RJ九全P132)如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当P向左滑动时,电磁铁的
磁性增强,指示灯变暗
D.当P向右滑动时,电磁铁的
磁性减弱,电压表的示数减小
D
易错分析:不能将右手螺旋定则、磁极间的相互作用、电磁铁磁性强弱的影响因素和电路的动态变化进行有机地结合或细心作答,而颠倒出错.
谢谢大家!