20.3 电磁铁　电磁继电器 课件 (共31张PPT)2023-2024学年物理人教版九年级全一册

(共31张PPT)
电磁铁　电磁继电器
第3节
第二十章　电与磁
1.要使螺线管周围产生磁场，应该怎么办？
提示　给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。
2.电磁起重机，只能吸引铁磁性物质，吸起物体时需要有磁性，放下物体时需要失去磁性，这种磁铁可以是常规的永久磁铁吗？它是怎么做到这一点的？
提示　不是常规的永久磁铁；通过通电、断电控制磁性的有无。
一、电磁铁
阅读教材第129～132页，完成以下内容。
1.如图所示，把一根导线绕成螺线管，再给螺线管内插入 ，当有电流通过它时，它也可以像永久磁铁那样工作。这种磁体，在有电流通过时 (选填“有”或“没有”)磁性，没有电流通过时 (选填“有”或“没有”)磁性，我们把这种磁体叫做电磁铁。
铁芯
有
没有
2.电磁铁是利用 工作的。
3.电磁铁应用：电磁起重机、电铃、牵引电磁铁、制动电磁铁、自动电器的电磁系统。
电流的磁效应
电磁起重机
电铃
二、电磁铁的磁性
1.探究电磁铁磁性的有无
(1)操作：按如图连接电路，分别闭合、断开开关，观察现象。
(2)现象：通电时，电磁铁 (选填“吸引”或“不吸引”)大头针(甲图)；断电时，电磁铁 (选填“吸引”或“不吸引”)大头针(乙图)。
(3)结论：电磁铁通电时 磁性，断电时 磁性。
吸引
不吸引
具有
没有
2.探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验中，通过 判断电磁铁磁性的强弱，这里运用了__
___法。还需要用到 法。
(1)探究电磁铁的磁性强弱跟电流大小的关系
怎样改变电磁铁线圈中的电流？
吸引大头针的个数
转
换
控制变量
提示　用滑动变阻器或者改变电池的个数。
①操作：按如图连接电路，调整变阻器的滑片，改变电路中的 ，观察现象。
电流
②现象：电流较小时，电磁铁吸引大头针的数量较 (甲图)；电流较大时，电磁铁吸引大头针的数量较 (乙图)。
③结论：通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越 。
少
多
强
(2)探究电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系
怎样改变电磁铁线圈的匝数，并控制电流相等？
提示　取两个匝数不同的电磁铁串联在电路中进行实验。
①操作：按如图连接电路，闭合开关，观察现象。
②现象： 相等时，电磁铁线圈匝数越多，吸引的大头针越 (电磁铁甲)；电磁铁线圈匝数越少，吸引的大头针越 (电磁铁乙)。
③实验结论：电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越 。
多
电流
少
强
3.总结
影响电磁铁磁性强弱的因素有： 、 。
电流的大小
线圈的匝数
三、电磁继电器
1.电磁继电器结构：如图所示，由 、 、 、 组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
电磁铁
衔铁
弹簧
触点
2.工作原理：电磁铁通电时，具有了 ，吸引 ，使动触点和静触点接触，工作电路 ；电磁铁断电时，失去 ，弹簧把衔铁拉起来， 工作电路。
3.作用：利用 电压、 电流电路的通断，来间接控制 电压、 电流的电路，从而实现远距离操纵和自动控制，其本质就是利用 原理工作的 。
磁性
衔铁
接通
磁性
断开
低
弱
高
强
电磁铁
自动开关
动触点
静触点
例1　(多选)下列有关电磁铁的说法中，正确的是(　　)
A.铁芯使通电电磁铁的磁性增强
B.电磁铁断电后，仍然有很强的磁性
C.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
AD
解析　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，故A正确；
电磁铁断电后，会失去磁性，故B错误；
电磁铁的铁芯不能用铜棒代替，因铜棒不能被磁化，故C错误；
电磁铁是根据电流的磁效应制成的，故D正确。
例2　(2023·天津河西区期末)如图是一种温度自动报警器的原理图，制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。下列说法正确的是(　　)
A.当温度计达到40℃时，红灯亮同时电铃响
B.当温度计达到60℃时，绿灯亮同时电铃响
C.当温度计达到80℃时，红灯亮同时电铃响
D.当温度计达到60℃时，红、绿灯均亮同时电铃响
C
解析　由图可知，当温度达到80℃时，水银柱到达金属丝的下端，左边的控制电路接通，控制电路中有电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使衔铁向下运动，从而带动动触点向下运动，使红灯、电铃所在的电路接通，此时红灯发光、电铃响，发出报警信号，故A错误，C正确；
如图，当温度达到60℃时，水银柱未到达金属丝的下端，左边的控制电路断开，控制电路中无电流，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧作用下向上运动，从而带动动触点向上运动，使绿灯所在的电路接通，此时绿灯发光，红灯不亮、电铃不响，故B、D错误。
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
解析　只提高电源电压，通过电磁铁的电流变大，磁性
增强，可以吸引更多的大头针，故A不符合题意；
只将滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，
通过电磁铁的电流变大，磁性增强，可以吸引更多的大
头针，故B不符合题意；
只增加螺线管线圈的匝数，在电流一定时，电磁铁磁性增强，可以吸引更多的大头针，故C不符合题意；
只将铁芯换成同规格的铜芯，由于铜不能被磁化，电磁铁磁性将减弱，不能吸引更多大头针，故D符合题意。
2.在探究通电螺线管的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管M端放有一小磁针。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是(　　)
C
A.通电螺线管M端为S极
B.小磁针N极指向水平向右
C.若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
D.若滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性增强
解析　由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管M端为N极，故A错误；
由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极指向水平向左，故B错误；
滑动变阻器的滑动片P向b端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故C正确，D错误。
3.如图所示，GMR是巨磁电阻，它的阻值随电磁铁磁性的增强而减小。下列判断正确的是(　　)
B
A.开关S1闭合，滑片向右移动，电磁铁磁性增强
B.开关S1闭合，滑片移到某一位置，电磁铁左端为N极
C.开关S1和S2同时闭合，滑片向右移动，GMR的电阻变小
D.开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动，指示灯变暗
解析　由图可知，电磁铁与滑动变阻器串联在电路中，开关S1闭合，电流由电磁铁的右端流入，左端流出，据安培定则知，电磁铁的左端为N极。当滑片向右移动时，变阻器接入电路的阻值变大，据欧姆定律知，通过电路的电流变小，则电磁铁的磁性会减弱，故A错误，B正确；
开关S1和S2同时闭合，滑片向右移动时，电磁铁的磁性减弱，则GMR的电阻会变大，故C错误；
开关S1和S2同时闭合，滑片向左移动时，通过电磁铁的电流变大，它的磁性增强，GMR的电阻减小，而GMR与指示灯串联，则此电路中的总电阻变小，那么通过指示灯的电流变大，指示灯变亮，故D错误。
4.(2023·天津南开区期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的过程中，某同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)绕在铁钉上做成了电磁铁，该电磁铁的线圈有四个接线柱a、b、c、d。使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈匝数。该同学将自制的电磁铁和相关实验器材组成了如图所示的电路，用来吸引大头针。
(1)此实验中电磁铁的磁性强弱通过_________________来反映，这种实验方法叫做_______。
吸引大头针的数量
转换法
解析　电磁铁的磁性强弱不能直接观察，此实验中利用电磁铁吸引大头针个数的多少来反映磁性强弱的不同，采用了转换法。
(2)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________________
_______________。
解析　由于电磁铁的吸引，大头针都具有磁性，且大头针的下端的磁极相同，由于同名磁极相排斥，所以大头针下端分散。
大头针的下端的磁极相同，
同名磁极相排斥
(3)连接电磁铁线圈的接线柱，如图所示，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，可以探究电磁铁磁性的强弱与__________是否有关，分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器的滑片控制电流不变，可以探究电磁铁的磁性强弱与__________是否有关。
电流大小
线圈匝数
解析　连接电磁铁线圈的接线柱，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，发现电流越大，电磁铁吸引大头针的个数越多，说明电磁铁的磁性越强，可以得到当线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，改变了线圈匝数，调节滑动变阻器的滑片控制电流不变，故可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数是否有关。
(4)请你列举出电磁铁在生活或生产中的一项应用：____________。
电磁起重机
解析　电磁起重机是利用通电时电磁铁有磁性，可以吸引铁、钴、镍等物质的性质工作的。
5.如图所示，闭合开关发现螺线管左侧小磁针的N极向____(选填“上”或“下”)偏转，这说明通电螺线管周围存在______；当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧的长度会______(选填“变长”“变短”或“不变”)；若调换电源的正、负极，小磁针的指向____(选填“会”或“不会”)发生改变。
下
磁场
变短
会
解析　根据安培定则可知，通电螺线管的上端是N极，下端为S极，由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引可知，通电螺线管左侧小磁针的N极会向下偏转，这说明通电螺线管周围存在磁场；当滑动变阻器片向右滑动时，电路电阻变小，此时通过螺线管的电流会变大，通电螺线管的磁性增强，由同名磁极相互排斥可知，电磁铁与磁体之间的排斥力会变大，所以
磁体会上升，弹簧的长度将变短；由于通电螺线管的磁
极方向与电流方向有关，所以调换电源的正、负极，通
电螺线管的磁极方向也发生改变，所以小磁针的指向会
发生改变。