20.3《电磁铁 电磁继电器》PPT课件4(共67张PPT)-九年级物理全一册【人教版】

(共67张PPT)
电磁铁 电磁继电器
第二十章 第３节
复习：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；它的两端相当于条形磁体的两个极。
螺线管极性的判定：
右手握住螺线管，
四指随着电流转，
大拇指指向N极。
安培定则：
观察演示：螺线管通电后，看它是否能吸引小铁钉；断开开关，你又发现什么？
闭合开关，产生磁性，能吸引小铁钉，断开开关，无磁性，不能吸引小铁钉。
什么是电磁铁？
一、电磁铁
1.定义：
2.构造：
电磁铁是一个带有铁芯的螺线管.
线圈
铁芯
电磁铁
电磁铁的工作原理：
利用电流的磁效应来工作的
电磁铁磁性强弱与哪些因素有关呢？
　　磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数和有无铁芯有关。
应用电流磁效应，应该与电流大小有关。
线圈是主要部件，应该与线圈的匝数、有无铁芯有关。
二、电磁铁的磁性
问题
猜想
判断磁性强弱方法：
　　
根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱。
　　
　　
设计实验
实验器材:线圈匝数不同的电磁铁,滑动变阻器，电流表,电源,开关,导线和一小堆大头针
步骤: (1) 电磁铁的磁性跟电流通断的关系
(2)电磁铁的磁性强弱跟电流大小的关系
(3)电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系
实验
现象
结论
（1）研究电磁铁的磁性有无
通电时电磁铁___________
电磁铁通电时_____磁性，断电时磁性_____.
闭合和断开开关
吸引大头针
不吸引大头针
断电时电磁铁____________
产生
消失
实验
（2）研究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系
改变电流
通过电磁铁的电流越____,电磁铁的磁性_____.
结论
增大电流电磁铁吸引
的大头针数目_____.
现象
越强
大
增多
改变线圈匝数
实验
现象
匝数越______,
磁性越______.
多
强
结论
当电流一定时，电磁铁线圈的匝数______,磁性______.
越多
越强
(3)研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系
结论: 电磁铁的特性
(1) 电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性.
(2) 当电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁线
圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；.
(3)在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数
越多,它的磁性越强.
电磁铁的应用
电磁起重机是电磁铁的最直接应用之一,为保证
断电时没有磁性,电磁起重机的铁芯应用软铁,而
不能用钢.
插入铁芯，线圈的磁性增强；
1、磁性有无可以通过电流的通断来控制.
2、磁性强弱可以通过改变电流的大小和线圈的匝数来控制。
3、它的磁极可以通过改变电流的方向来控制。
总体来说电磁铁的特点为：可有可无，可大可小，可南可北，可口可乐！
电磁铁的优点：
电磁起重机
电磁铁的应用
想一想：电磁起重机上为什么要使用电磁铁，而不是条形磁铁这样的永磁铁？
精讲点拨
电磁选矿机
应 用：
电磁选矿机示意图
门铃
电话
电磁继电器
电铃
电铃
电磁锁
返回
除了在学习内容一中提到的一些家用电器之外，电磁铁在生活中还有哪些应用？
全自动洗衣机的进水、
排水阀门；卫生间的感应式冲水器
的阀门等。
电磁阀门
磁悬浮列车
　　磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的，由于磁力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。
　　2003年，上海浦东机场到市区的磁悬浮铁路成为我国第一条正式投入运营的磁悬浮铁路。
磁悬浮列车
三、电磁铁的应用
1.电磁铁是一个带有 的 .
铁芯
通电螺线管
2.电磁铁的磁性的强弱跟 和 _ 、 有关
电流大小
线圈匝数
3.电磁铁工作的原理:
利用电流的磁效应.
4.电磁铁的应用:
有无铁芯
电磁起重机 、电磁继电器 、电铃等
5.电磁铁有哪些优点？
6、当电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁的 越大，电磁铁的磁性越强;当通过电磁铁线圈的电流一定时，电磁铁的 越多，电磁铁的磁性越强；
电流
匝数
7、电磁铁的优点:
A.磁性有无可以用 来控制.
B.磁性强弱可以用改变 的大小和线圈的 来控制。
C.它的磁极可以通过改变 来控制。
通断电
电流
电流方向
匝数
8、下列方法中可增强电磁铁磁性的是( )
A．增大螺线管中的电流
B．减小螺线管的线圈匝数
C．增加电磁铁的通电时间
D．改变螺线管中的电流方向
A
9、如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电磁铁中的磁性将 .
减弱
A. S1接1，S2接3
D. S1接2，S2接3
C. S1接2，S2接4
B. S1接1，S2接4
10.如图所示，要使电磁铁磁性最强，正确的
接法是 （ ）
R
4
3
S2
S1
2
1
R
D
11.将电磁铁、滑动变阻器、电源与开关接成成闭合回路，若将变阻器的滑片向右移动，那么螺线管上端悬挂铁块的弹簧将：
A.不变 B.缩短
C.伸长 D.不能判断
思考：若悬挂的铁块改为磁铁，情况又将怎样呢？
N
自学指导一：
请同学们带着以下问题自学教材“电磁继电器”相关内容，三分钟后看谁回答的又快又好。
1、机器需要高压电，但人却不能接近，那怎样控制电流的有无呢？电路的组成是什么？
2、电磁继电器的结构包括哪些，各有什么作用？它的工作原理？它的实质？
3、实际生活中的电磁继电器有哪些应用，哪些接线柱接高压，哪些接线柱接低压？
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1.继电器是利用 、 的通断，来间接地
控制 ， 电路通断的装置。
2.电磁继电器就是利用 来控制工作电路的一种开关。
电磁铁
强电流
高电压
弱电流
低电压
　　在生活中，我们经常看到一些大型机器在工作（如大型吊车），而它们的电流可达几十安、上百安，直接控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流？
观察电磁继电器的结构，说一说它的作用。
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1．电磁继电器
　　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．电磁继电器的构造
四、电磁继电器
返回学习内容三：电功率
1.电磁继电器的结构
①电磁继电器中的电磁铁在什么位置？电磁铁起什么作用？（ ）
②图中的衔铁，它起什么作用？（被下方的电磁铁吸引或放开后，改变 的位置）
③图中的弹簧，它起什么作用？
（ ）
④图中的动触点、静触点，它们起什么作用？
（当动触点接触A时， 接入电路， 点所在电路被断开；当动触点接触C时， 接入电路， 点所在电路被断开。）
通电后产生磁性吸引衔铁
动触点
当电磁铁无磁性时拉起衔铁
B
AC
AB
C
S
电磁铁
衔铁
静触点
弹 簧
构造
主要部分的作用：
电 磁 铁：
衔 铁：
弹 簧：
触 点：
1、电磁继电器的结构及部件作用
动触点
A
C
B
通电时产生磁性，吸下衔铁
和动触点连在一起，带动动触点上下运动
电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁
相当于被控制电路的开关
电路组成
低压控制电路
高压工作电路
电磁继电器工作时，电路分为哪两部分？
控制电路包括 、 、 。
工作电路包括 、 、 。
（高压）电源
触点
用电器
（低压）电源
开关
电磁铁
工作过程动画
返回
2.观察电磁继电器工作情况，二人一组，分别描述一下它是怎样工作的，完成面的填空。
接入低压电源，闭合开关，电磁铁中有电流流过，产生磁性，衔铁被吸引，动触点与下面的静触点接触，蓝灯亮；断开开关，衔铁被放开，动触点与上面的静触点接触，红灯亮。
3.小结：电磁继电器的电路组成与结构
控制电路的组成——电磁铁、低压电源、开关。
工作电路的组成——高压电源、电动机、电磁继电器的触点部分。
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在连接电磁继电器的电路时，尽量先连好控制电路部分，再连接工作电路部分。
工作原理：
2、电磁继电器的工作原理：
当开关S1闭合时，电磁铁通电产生 ，将______吸下,开关S的触点_____，工作电路中有_____通过，电动机便转动起来。
电流
接通
衔铁
磁性
控制电路
工作电路
电磁继电器的作用和实质
电源
高压工作电路
电动机
电源
低压控制电路
电磁铁通电时，把衔铁吸下来使D和E接触，工作电路闭合。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
结论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。
电磁继电器的作用及实质：
1、用控制 电压 电流电路通断的办法，
来间接控制 电压 电流电路的通断。
2、电磁继电器的实质就是一种利用 来
控制工作电路通断的开关。
低
弱
高
强
电磁铁
讨论：水位自动报警器的工作原理
(3)电磁继电器的作用
正因如此，电磁继电器可以：
远距离操纵
自动控制
安全报警
……
常见的几种电磁继电器：
电磁继电器
　　1. 利用电磁继电器可以用________、________的电路，来间接地控制________、________的工作电路。
　　2. 电磁继电器主要由________、________、_______、_______组成。
　　3. 扬声器是把________转换成________的一种装置．它主要由固定的________、________和__________构成。
低电压
弱电流
高电压
强电流
电磁铁
衔铁
弹簧片
触点
电信号
声信号
永久磁体
线圈
锥形纸盒
4. 在阅读录音带或录像带的使用说明时，常有一句警告性的语言：“不要放在电视机或录音机的喇叭附近”。其原因是（　 ）
A. 电视机或录音机发出的声音会破坏录音带或录像带上的声音、图像等
B. 商家的一种习惯用语
C. 录音带或录像带上的磁性会干扰电视机或录音机的正常工作
D. 电视机或录音机喇叭上的磁体会破坏录音带或录像带的磁性
D
5. 下图是小强同学在研究性学习的活动中为某仓库设计的一种防盗报警器。其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内。观察电路可知：这个报警器的工作原理是：有人踩踏板时________；无人踩踏板时________。
电铃响
电灯亮
3. 图20.3-9是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后弹性片又和螺钉接触而通电，如此往复。
3.接通电源后，电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，但同时铃碗与螺钉分离，通过线圈的电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁由于弹性回到初始位置，这时铃碗与螺钉又接触，线圈的电路闭和，电磁铁又吸引衔铁，敲击铃碗发声 ……，如此往复，电铃就不断发出声音。
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4. 法国科学家阿尔贝 · 费尔和德国科学家彼得 · 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻 （GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。图20.3-10是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？
变亮
水位自动报警装置是怎样连接并工作的？
S
要求：
红灯
绿灯
A
B
3、若在水位不正常时要提醒工作人员，最好再安装一个电铃，电铃应该接在什么地方呢？
1、水位未达到金属块A时，绿灯亮；
2、水位达到金属块A时，红灯亮。
演示工作过程
S
红灯
绿灯
A
B
工作原理：水位没有到达金属块A时,电磁铁不通电无磁性,绿灯亮,显示水位正常。当水位到达金属块A时，电磁铁通电有磁性，将衔片吸下来，红灯亮,表示水位不正常。
A
水位自动报警装置
当水位涨到警戒点A时，灯灭、铃响，请你谈谈如何设计控制电路实现这一过程？（水是导体）
电铃
温度自动报警器
图中是为某温室大棚设计的温度自动报警器，制作水银温度计时插入一段金属丝,当室内温度超过限度时，温度达到金属丝下端所指的温度时,监测室的信号电铃就发出报警铃声电铃就响起来,发出报警信号.说说它是怎样工作的。
电源
温度升高时，水银面上升，当水银面上升到与金属接触时，电磁线圈就有电流流过，产生磁性吸引触点开关使之闭合，这时工作电路就形成了一个回路，电铃就响起来了。
防盗自动报警装置
王强同学为某仓库设计了一种防盗报警器，安在仓库的门口的地上，报警灯安在值班室内，请你说出其工作原理。
踏板
动脑筋：
1、如图所示的自动控制电路中，当开关S断
开时，工作电路的情况是（ ）
A、灯亮，电动机转起来，电铃响
B、灯不亮，电动机转起来，电铃响
C、灯不亮，电动机不转，电铃响
D、灯亮，电动机不转，电铃响
B
S
M
2、用电磁继电器来操纵高电压、强电流，其主要作用是（ ）
A、节约 B操作简单
C、保护用电器 D、避免危险
3、下列装置中没有应用电磁铁的是( )
A、电磁起重机 B、电磁继电器
C、电铃 D、电热水器
D
D
想一想：火警自动报警器
图中虚线框内是双面金属片，当温度发生变化时，双面金属片会发生弯曲，试说明发生火灾时，该报警器的工作过程。
知识拓展
电磁继电器在生活中应用十分广泛，
它与光敏、热敏电阻，红外线发生
器以及其它一些仪器、装置和先进
技术相结合，可以制成光控、声控、
温控、遥控等等自动控制装置。
1、电磁继电器的结构如右图所示，其中A是 ,B是 ，C是 。它利用 对衔铁的吸放，代替开关去控制电路的通断。
电磁铁
触点
衔铁
电磁铁
A
C
B
　　 2、电磁继电器的电磁铁连接在 电路中，它的动触点、静触点连接在 电路中。衔铁与动触点之间的硬棒应该是 （填“导体”或“绝缘体”），它与衔铁、动触点一起组成一支杠杆，弹簧始终处于 状态（填“拉伸”或“压缩”）。
　　
控制
工作
绝缘体
拉伸
　　
　 3、电磁继电器和扬声器的共同点是：它们的主要部件都是 。
电磁铁
3.电磁继电器用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流的通断，其主要优点是 ( )
B
A.节约用电
B.安全用电
C.保护用电器 D.操作简单
4．如图是某同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器,其踏板放在仓库的门口,电铃和灯泡放在值班室内.观察电路可知,这个报警器的工作原理是:有人踩踏板时灯 、铃 ；无人踩蹋板时灯 、铃 .
不亮
响
亮
不响
5、电磁继电器在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其中应用之一。如图所示为模拟电路，其中A为电磁铁，B为照明电路，C为路灯，D为光敏电阻（白天光照强时，电阻变小，电磁铁磁性较强；夜晚光照弱时，电阻变大，电磁铁几乎无磁性），请你将电路连接完整，达到白天灯熄，夜晚灯亮的效果。（连线时导线不能交叉）
零线
火线
B
C
A
D
光敏电阻
讨论：
6、如图，画出利用电磁继电器控制两只指示灯的电路，要求：闭合开关S时，红灯亮；断开S时，绿灯亮。
讨论：