第一章 第3节 电磁铁的应用（同步课件 32张PPT）-2024-2025学年八年级科学

(共32张PPT)
1.3电磁铁的应用
浙教版八年级科学下册
第一章 电与磁
把照相机对着北极星附近的星空进行延时摄影，就会得到一张星星绕北极星运动的轨迹照片。通过这张照片，我们能否推断地球到底是怎样运动的
电磁铁产生的磁场很容易控制。磁场的有或无可以用开关来控制，磁场的强弱可以用电流大小来调节，磁场方向的改变可以通过改变电流方向来实现。人们利用电磁铁的这些特性设计和制造了许多生活和生产用品。
新课导入
一、电磁铁
带铁芯的通电螺线管叫电磁铁。
(1)电磁铁的构造:螺线管和铁芯。
(2)电磁铁的原理:电磁铁是利用电流的磁效应原理工作的。将软铁棒插入螺线管内部,当线圈通上电流时,螺线管产生磁性,线圈内部的磁场使软铁棒磁化为磁铁,使磁性增强;当电流切断时,线圈及软铁棒的磁性消失。
一、电磁铁
注意：
电磁铁的铁芯要用软铁制成，不能用钢,这是因为电磁铁要求通电时立即有磁性,断电后磁性立即消失。常用的电磁铁大都做成“U”形,使它的两个磁极能同时吸引物体,吸引力会更强。
一、电磁铁
(3)影响电磁铁磁性强弱的因素:
①线圈中电流的大小;②线圈的匝数。
(4)电磁铁的优点
①电磁铁磁性的有无可由通断电流来控制:有电流时有磁性，无电流时无磁性。②电磁铁磁性的强弱可以通过改变电流大小和线圈匝数来控制:电流越大,磁性越强;线圈匝数越多,磁性越强。
③电磁铁的磁场方向可由改变电流方向来控制:电流方向改变后,磁场方向改变。
一、电磁铁
通电螺线管和电磁铁的异同
名称 通电螺线管 电磁铁
构成 导线、缠绕的螺线管、电源 螺线管、铁芯、电源
磁性 弱 强
磁场方向 在磁体外部,总是从磁体的N极出发,回到S极
例1.如图所示的物品中用到电磁铁的是( )
【答案】C
【解答】电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。题目中所给的指南针是利用磁体间的相互作用来工作的。光盘是以光信息作为存储物的载体用来存储数据的一种物品。磁卡是利用磁性载体记录信息，用来标识身份或其他用途的卡片。只有电铃是利用电磁铁进行工作的。
二、电磁继电器
定义：电磁继电器是一个由电磁铁控制的自动开关。
2.实质:电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。
二、电磁继电器
3.主要结构:由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成。控制电路:低压电源、电磁铁、恢复弹簧、开关等。工作电路:用电器、高压电源、指示灯、触点等。
二、电磁继电器
3.工作原理
①闭合开关→控制电路接通→电磁铁有磁性→吸引衔铁→触点开关与下触点接通→电动机工作、绿灯亮。②断开开关→控制电路断开→电磁铁磁性消失→弹簧复位→触点开关与上触点接通→电动机停止工作、红灯亮。(如图1-3-3所示)
二、电磁继电器
3.工作原理
②断开开关→控制电路断开→电磁铁磁性消失→弹簧复位→触点开关与上触点接通→电动机停止工作、红灯亮。
二、电磁继电器
4.电磁继电器的作用:
一是可以实现通过低电压和弱电流来控制高电压和强电流,二是可以实现自动控制和远距离控制。
电磁继电器的控制电路
探索活动
02
01
1.观察电磁继电器。对照电磁继电器的说明书，认识电磁继电器上接线柱的位置，并思考说明书上写着的电流和电压表示什么意思。
03
2.把电磁继电器上的线圈接到电源上，组成控制电路。观察通电和断电时电磁继电器的动作情况。注意观察通电时哪两个触点相连，断电时哪两个触点相连。
3.利用另外一个电源和小灯泡组成的工作电路，通过电磁继电器来控制小灯泡的亮与灭。
04
4.水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置，请按以下要求连接图1-32所示的水位自动报警器电路:当水位在安全位置以下时，绿灯亮;水位到达安全位置上限时，红灯亮。
思考与讨论
图 1-33 所示为电铃的工作原理图,B 为衔铁,B与弹性片4相连，请根据电磁铁的工作原理，分析电铃是如何发出铃声的。
思考与讨论
图 1-33 所示为电铃的工作原理图,B 为衔铁,B与弹性片4相连，请根据电磁铁的工作原理，分析电铃是如何发出铃声的。
例2、如图是抓拍机动车闯红灯装置的工作原理示意图,光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是( )
A.摄像系统拍摄的图像是正立、缩小的虚像
B.当红灯损坏不能发光时,该装置仍能正常工作
C.若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
D.只要光控开关和压力开关有一个不闭合,摄像系统都不会自动拍摄
【答案】 D
【解答】摄像系统是利用u>2f时凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,故A错误;光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,红灯损坏,光控开关不能自动闭合,因此红灯损坏,该装置不能正常工作,故B错误;光控开关和压力开关是相互影响的,若并联,只要其中一个开关闭合摄像系统就工作,因此这两个开关只能串联,故C错误;只有光控开关和压力开关都闭合时,控制电路才能接通,摄像系统才会自动拍摄,故D正确。
三、磁悬浮列车
1.工作原理
磁悬浮列车是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理,通过列车轨道上的强电磁铁与列车上的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮起来,使列车与轨道脱离接触,消除了列车与轨道间的摩擦。磁悬浮列车运行时的阻力很小,因此运行速度很快。
三、磁悬浮列车
2.列车时速快的原因
通过轨道上的强电磁铁与磁悬浮列车车厢上电磁铁之间的吸引或排斥作用让列车悬浮起来，使列车与轨道分离，消除轨道与列车之间的摩擦。磁悬浮列车运行阻力小，速度快。
四、信息的磁记录
思考与讨论
你能说出哪些产品是用磁来记录信息的？
四、信息的磁记录
磁记录是目前信息记录的重要方式之一。
(1)磁记录的过程
读取数据:磁信息通过磁头转变为电信号→电信号转变成声音、图像、数字等信息。
四、信息的磁记录
(2)硬盘是信息磁记录的重要器件,主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒,读写磁头实际上就是一块电磁铁。在硬盘上存入数据时,将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为电信号,电流通过读写磁头转变为记录磁场,这个磁场使盘片上的磁性颗粒按照它的方向排列,信息就记录在盘片中了。读取时,只要使记录的磁信息转变为电信号,再将电信号转变成声音、图像、数字等信息。
四、信息的磁记录
(3)我们常用的录音机是利用磁带来记录声音的,录音磁带的一面涂有一层磁粉,每一个磁粉粒就是一个小磁体。当录音机通电时,磁头产生一个强磁场把磁粉磁化。录音过程中声音的电信号就是通过磁化的方法记录在磁带上。放音时,当磁带通过放音磁头,磁带上磁粉的磁场按原来记录的规律变化,使通过磁头的电流随磁场的变化而变化,电流通过喇叭，记录的声音就被还原了。
例3、目前许多国家都在研制磁悬浮列车,我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成。一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体,车厢用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。现有下列说法:①磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥(异名磁极互相吸引)②磁悬浮列车利用了异名磁极互相排斥③磁悬浮列车减小了车体与轨道之间的摩擦④磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦正确的组合是( )
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
【答案】A
【解析】磁悬浮列车的原理是利用了同名磁极互相排斥(异名磁极互相吸引)，使列车和铁轨分离,大大减小了车体与轨道之间的摩擦。故①③组合正确。
学校的楼道里的消防应急灯，平时是不亮的，一旦停电，消防应急灯里的两个灯泡（额定电压为36V）就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，最科学的是（　　）
课堂小练习
【答案】C
【解析】根据题意，分析各图可知，当照明电路正常工作时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使消防应急灯所在电路断开，而当停电后，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下向上弹起，与触点接触，两灯泡连接，且为并联。因此，对照各图发现，只有图C符合这一要求。故选：C。
A B C D
小金家的单元防盗门锁原理如图所示，图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程是：平时衔铁被压入门扣内，上锁；楼上的住户闭合控制开关S，门锁上的电磁铁通电后吸引衔铁，解锁。若不计摩擦，关于该门锁，下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关S，衔铁的左端被磁化为S极
B．断开开关S，衔铁受到弹簧向左的拉力
C．其电磁铁是利用了电流的磁效应来工作的
D．该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
【答案】C
【解析】A、根据安培定则，闭合开关S后，电磁铁的右端为S极，因此衔铁的左端被磁化为N极，故A错误；B、断开开关S，衔铁受到弹簧向右的弹力，故B错误；C、该门锁中的电磁铁利用了电流的磁效应来工作，当电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，故C正确；D、该单元的各住户控制门锁的开关是并联的，互不影响，故D错误。故选：C。
课堂小练习
电磁铁被广泛应用于生产、生活中。下列产品中没有用到电磁铁的是（　　）
课堂小练习
【答案】C
【解析】ABD、磁悬浮列车、电话机和电磁起重器中都有电磁铁，故ABD不符合题意；C、指南针是利用磁体指示南北的性质制成的，它是永磁体制成的，里面没有电磁铁，故C符合题意。故选：C。
课堂小练习
【答案】B
【解析】电磁继电器的实质是一个电磁铁来控制的开关。利用它可以实现自动控制、远距离控制；还可以利用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电流的电路。这与题目中提到的信息相吻合，由此联想到电路中的元件是电磁继电器。故选：B。
如图所示为某汽车一键启动电路。当按下一键启动按键时，有细小电流通过X，接着有强大电流通过电动机，将电动机启动。请你根据所学知识想一想，X可能是哪一种器件？（　　）
A．电流表 B．电磁继电器 C．电压表 D．发电机
课堂小练习
【答案】B
【解析】A、工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，故A错误；B、电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，故B正确；C、正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，故C错误；D、超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，故D错误。故选：B。
电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻。K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确的是（　　）
A．电梯工作时电磁铁的上端为N极
B．电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关
C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而增大
课堂小练习
现在很多大型商场都安装有如图甲所示的“聪明的电梯”，载人和不载人时电梯运行的速度会发生变化。这种电梯的简易控制电路如图乙所示，图中压力传感器R的阻值会随压力的增大而减小。对此，下列说法正确的是（　　）
A．控制电路中电磁铁的上端为S极
B．当电流的方向发生变化时，电梯运行的速度会发生变化
C．当载人时，衔铁与触点2接触，电梯的速度加快
D．当无人站在电梯上时，电磁继电器控制电路中的电流增大
课堂小练习
【答案】C
【解析】（1）由图可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，当电流的方向发生变化时，电磁铁的极性会发生改变，但通过电路的电流不变，故AB错误；（2）压力传感器R的阻值会随压力的增大而减小，当有人走上电梯后，压敏电阻受到的压力变大，压敏电阻的阻值变小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过控制电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，工作电路中衔铁与触点1接触时，定值电阻和电动机串联接入电路，当压力增大到一定值时，衔铁被吸下，衔铁与触点2接触，工作电路中只剩下电动机，根据欧姆定律可知通过电动机的电流变大，根据P=UI可知电动机的电功率变大，则电梯运行的速度加快，反之当无人站在电梯上时，电磁继电器控制电路中的电流减小，故C正确，D错误。
故选：C。
课堂小结