14.4 电磁铁及其应用 学案 （含答案）2023-2024学年物理北师大版九年级全一册

四 电磁铁及其应用
素养目标
1.总结电磁铁的磁性特性。
2.体验电磁铁在日常生活的应用。
3.通过本节内容的学习,了解自然界中的电磁相互转化现象。
学法指导
1.通过实验探究认识影响电磁铁磁性强弱的因素。
2.可通过课外上网查询电磁铁在生活中的应用。
【预习导学】
知识点1电磁铁
1.在通电螺线管中插入一根软铁棒,就构成了 。在通电螺线管中插入铁棒后,由于铁棒被通电螺线管的磁场磁化成磁体,与通电螺线管组合在一起。所以电磁铁的磁性比通电螺线管的磁性 。磁性的有无可通过 来控制。
2.在“探究电磁铁磁性的强弱与什么因素有关 ”的实验中,电磁铁磁性的强弱由 反映出来。影响电磁铁磁性强弱的因素: 。
3.如图所示,这是研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置,指针下方的物体A应由 (选填“塑料”、“铁块”或“铜块”)制成;当探究磁性强弱与绕圈匝数的关系,将导线a由2换到1时,应将滑片P适当向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】知识点一
1.电磁铁　强　通断电
2.弹簧测力计示数的大小　线圈中电流的大小,线圈的匝数
3.铁块　左
知识点2电磁继电器
4.电磁铁在生产和生活中应用广泛,如电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、电铃等。电磁继电器由 组成(如图所示)。当线圈不通电时,衔铁与 接通,与 断开。有电流通过线圈时,电磁铁具有磁性吸引衔铁向下运动,衔铁与上面的触点断开,与下面的触点接通。这样利用电磁继电器就实现了用 控制大电流、高电压。
5.如图所示,这是电磁继电器的构造和工作电路示意图。要使电磁铁对衔铁的吸引力变大,下列做法可行的是 ( )
A.去掉电磁铁线圈中的铁芯
B.减少电磁铁线圈的匝数
C.适当增大电源A的电压
D.适当增大电源B的电压
【答案】知识点二
4.电磁铁、衔铁、弹簧、触点等　上面的触点　下面的触点　弱电流,低电压
5.C
知识点3电磁阀控制车门
公共汽车利用压缩空气开关车门时,是由电磁阀进行控制的。如图所示,这是司机关门的工作原理。当司机要关闭车门时,将开关接通 ,左侧线圈L1通电,衔铁 被吸入线圈中,则横杆将阀体中的滑阀K推到 端与管路连通。储气筒P中的压缩空气就进入汽缸 部,推动活塞N向 运动,使车门关闭。
【答案】知识点三
6.触点b　T1　右　右　左
【合作探究】
任务驱动 任务驱动:体验电磁铁在日常生活中的应用
1.如图所示,电磁继电器能通过低压控制电路间接地控制高压工作电路。下列说法正确的是 ( )
A.连有电动机的电路是低压控制电路
B.电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关
C.利用电磁继电器主要是为了节约用电
D.利用电磁继电器主要是为了操作方便
　　2.如图所示,这是火警自动报警原理图,C是与温度有关的双金属片。试简要说明其工作原理(提示:正常温度下P与双金属片不接触)。
3.电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=6 V,保护电阻R1=100 Ω,压敏电阻R2的阻值随压力F的大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
　　(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点 接触,电铃发出警报声。
(2)若电梯在20 s内将一位重600 N的乘客匀速提升15 m,求电梯对乘客做功的功率。
(3)当通过电磁铁线圈的电流达到20 mA时,衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000 kg的乘客,试通过计算说明电梯是否超载。(g取10 N/kg)
【答案】任务驱动
1.B
2.发生火灾时,温度升高会使双金属片弯曲,使得双金属片与P接触,从而使螺线管中有电流。螺线管中通有电流后,产生磁场,将衔铁吸下;衔铁吸下后,接通触点,使连接电铃的电路中有电流通过,所以电铃发出报警声。
3.(1)B
(2)电梯对乘客做的功等于克服乘客重力做的功,即W=Fs=Gs=600 N×15 m=9000 J,电梯对乘客做功的功率为P===450 W。
(3)当乘客质量m=1000 kg时,压敏电阻上的压力F=G=mg=1000 kg×10 N/kg=10000 N,根据题中图乙可知,压敏电阻R2=100 Ω,控制电路的总电阻R总=R1+R2=100 Ω+100 Ω=200 Ω,电磁铁线圈电流I===300 mA>200 mA,所以电梯超载。
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