14.4电磁铁及其应用课件（35页）2025-2026学年九年级物理全册北师大版（2024）

(共35张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：14.4 电磁铁及其应用
学科：物理
年级：九年级
授课教师：[你的姓名]
幻灯片 2：课程引入
复习回顾：
上节课我们学习了通电螺线管的磁场，知道在通电螺线管中插入铁芯后，磁性会显著增强，这样的装置就是电磁铁。
电磁铁与永磁体相比，有哪些独特的优势呢？它在我们的生活中又有哪些应用？
生活场景展示：
工厂里，电磁起重机轻松吊起沉重的钢材。
学校的电铃准时响起，提醒上下课。
自动门开关自如，方便行人进出。
提出问题：这些设备能够正常工作，都离不开电磁铁的作用，电磁铁到底是如何工作的？引出本节课主题 —— 电磁铁及其应用。
幻灯片 3：电磁铁的组成与原理
电磁铁的定义：电磁铁是由内部插入铁芯的通电螺线管组成的装置。
组成部分：主要由线圈（螺线管）和铁芯两部分构成。
线圈：通常由绝缘导线绕制而成，是电流通过的路径。
铁芯：一般由软磁性材料（如铁）制成，能被磁化且磁化后磁性容易消失。
工作原理：
当线圈通电时，电流产生磁场，铁芯被磁化，从而使电磁铁具有磁性。
当线圈断电时，电流消失，磁场也随之消失，铁芯的磁性减弱或消失，电磁铁失去磁性。
图示：展示电磁铁的结构示意图，标注线圈和铁芯。
幻灯片 4：电磁铁的磁性特点
磁性的可控制性：
通电时有磁性，断电时无磁性。这一特点使得电磁铁可以方便地控制磁性的有无，这是永磁体无法做到的。
例如：电磁起重机在需要搬运钢材时通电产生磁性，放下钢材时断电失去磁性。
磁性强弱的可调节性：
与电流大小有关：在其他条件相同时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强。可以通过滑动变阻器等装置改变电流大小来调节磁性强弱。
与线圈匝数有关：在其他条件相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
与铁芯有关：插入铁芯时磁性显著增强，抽出铁芯后磁性明显减弱。
磁极方向的可改变性：
电磁铁的磁极方向可以通过改变线圈中的电流方向来改变。电流方向改变，电磁铁的 N 极和 S 极也随之互换。
实验验证：通过对比实验，展示不同条件下电磁铁吸引铁钉数量的变化，验证磁性特点。
幻灯片 5：影响电磁铁磁性强弱的因素探究
实验目的：探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
实验器材：电源、开关、滑动变阻器、导线、不同匝数的线圈、铁芯、铁钉、大头针若干。
实验方法：控制变量法。
实验过程：
探究与电流大小的关系：
保持线圈匝数和铁芯不变，通过滑动变阻器改变电流大小。
观察不同电流下电磁铁吸引大头针的数量。
结论：电流越大，吸引的大头针越多，磁性越强。
探究与线圈匝数的关系：
保持电流大小和铁芯不变，更换不同匝数的线圈。
观察不同匝数下电磁铁吸引大头针的数量。
结论：匝数越多，吸引的大头针越多，磁性越强。
探究与铁芯的关系：
保持电流大小和线圈匝数不变，比较插入铁芯和不插入铁芯时电磁铁吸引大头针的数量。
结论：插入铁芯时，吸引的大头针明显增多，磁性显著增强。
图示：展示实验装置图和不同实验条件下的现象对比。
幻灯片 6：电磁铁的应用 —— 电磁起重机
工作原理：
电磁起重机的主要部分是一个大型电磁铁，当接通电源时，电磁铁产生强大的磁性，能够吸起钢材、铁块等磁性材料。
当到达目的地需要放下重物时，断开电源，电磁铁失去磁性，重物就会被放下。
特点与优势：
可以方便地搬运大型磁性物体，提高工作效率。
操作简单，通过控制电源的通断即可控制重物的起落。
适用于工厂、码头、仓库等场所搬运钢材、废铁等物资。
注意事项：电磁起重机不能搬运非磁性材料，如木材、塑料等。
图示：展示电磁起重机工作的实景图，标注电磁铁的位置。
幻灯片 7：电磁铁的应用 —— 电磁继电器
构造：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成，分为控制电路和工作电路两部分。
控制电路：包括电磁铁、低压电源和开关，电压较低，电流较小。
工作电路：包括用电器、高压电源和触点，电压较高，电流较大。
工作过程：
当控制电路接通时，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使衔铁与动触点接触，工作电路接通，用电器工作。
当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下回到原来的位置，动触点与静触点分开，工作电路断开，用电器停止工作。
作用：
实现低电压、弱电流控制高电压、强电流，保证操作安全。
可以实现远距离控制和自动控制，如温度自动控制、光控等。
图示：展示电磁继电器的结构和工作原理图，标注各部分名称和电流路径。
幻灯片 8：电磁铁的应用 —— 电铃
构造：主要由电磁铁、衔铁、铃锤、铃铛、弹簧片等组成。
工作原理：
闭合开关，电流通过电磁铁的线圈，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，衔铁带动铃锤向铃铛运动，铃锤敲击铃铛发声。
同时，衔铁与接触点分离，控制电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧片的作用下回到原来的位置，与接触点重新接触，控制电路再次接通，电磁铁又产生磁性，重复上述过程，电铃便持续发声。
特点：结构简单，工作可靠，广泛应用于学校、工厂、办公室等场所作为信号装置。
图示：展示电铃的结构和工作原理图，说明工作过程。
幻灯片 9：电磁铁的其他应用
磁悬浮列车：
利用电磁铁的磁极间相互作用（同名磁极相互排斥）实现列车悬浮在轨道上，大大减小了摩擦力，使列车能够高速行驶。
自动门：
门旁的探测装置检测到有人靠近时，控制电路接通，电磁铁工作，吸引衔铁，带动门打开；当人离开后，控制电路断开，电磁铁失去磁性，门在弹簧的作用下关闭。
电磁选矿机：
利用电磁铁的磁性将矿石中的磁性物质与非磁性物质分离，提高矿石的纯度。
扬声器：
扬声器中的电磁铁与永磁体相互作用，带动振膜振动，将电信号转化为声音信号。
图示：展示上述应用的实物图或原理图，简要说明电磁铁在其中的作用。
幻灯片 10：电磁铁与永磁体的对比
磁性有无：
电磁铁：通电有磁性，断电无磁性，可控制。
永磁体：磁性长期存在，无法控制。
磁性强弱：
电磁铁：可通过改变电流大小、线圈匝数等调节磁性强弱。
永磁体：磁性强弱固定，无法调节。
磁极方向：
电磁铁：可通过改变电流方向改变磁极方向。
永磁体：磁极方向固定不变。
适用场景：
电磁铁：需要控制磁性有无、强弱和方向的场景，如电磁起重机、电磁继电器等。
永磁体：需要长期保持磁性的场景，如指南针、电动机中的永磁体等。
表格总结：清晰列出两者的对比情况。
幻灯片 11：课堂练习
选择题：
下列关于电磁铁的说法，正确的是（ ）
A. 电磁铁的磁性强弱与电流方向有关 B. 电磁铁断电后仍有磁性 C. 电磁铁的铁芯必须用钢制成 D. 增大电流可以增强电磁铁的磁性
电磁继电器的主要作用是（ ）
A. 增大电流 B. 减小电压 C. 实现远距离控制和安全控制 D. 增强磁性
下列设备中，没有利用电磁铁的是（ ）
A. 电磁起重机 B. 电铃 C. 指南针 D. 扬声器
填空题：
电磁铁由__________和__________组成，它的工作原理是__________。
电磁铁的磁性强弱与__________、__________和__________有关。
电磁继电器分为__________和__________两部分，它可以实现__________控制__________。
简答题：
为什么电磁铁的铁芯要用软磁性材料而不用硬磁性材料？
列举三个生活中应用电磁铁的实例，并说明其利用了电磁铁的哪些特点。
幻灯片 12：课堂总结
电磁铁的组成与原理：由线圈和铁芯组成，利用电流的磁效应工作，通电有磁性，断电无磁性。
磁性特点：磁性有无可控制、强弱可调节、磁极方向可改变，这些特点使其应用广泛。
主要应用：电磁起重机利用磁性可控制的特点搬运重物；电磁继电器实现低电压控制高电压；电铃利用磁性的周期性变化发声等。
与永磁体对比：电磁铁在磁性控制方面具有明显优势，适用于需要灵活控制磁性的场景。
核心价值：电磁铁的发明和应用极大地推动了生产生活的自动化和智能化，体现了物理知识在实际中的重要应用。
幻灯片 13：课后作业
书面作业：完成课本中关于电磁铁及其应用的练习题，包括电磁铁的特点分析、应用原理说明等。
实践作业：
改进自制的简易电磁铁，尝试改变线圈匝数或电流大小，观察其吸引铁钉数量的变化，并记录实验数据。
观察家中或学校的电器设备，找出其中应用电磁铁的设备，分析其工作过程。
拓展作业：查阅资料，了解电磁铁在现代科技中的高端应用，如磁悬浮列车的技术原理、核磁共振成像设备中的电磁铁作用等，撰写一篇简短的介绍文章。
2024北师大版物理九年级全册
14.4电磁铁及其应用
第十四章 电与磁
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
知道电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关。
02
能描述电磁铁，能说出电磁铁的特点和工作原理。
01
03
了解电磁铁在生产、生活中的应用。
1.电流的磁效应：通电导线周围存在与 有关的磁场。
2.通电螺线管周围存在磁场，它外部的磁场与 相似。
3.右手螺旋定则：用 握住螺线管，让 弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则 所指的那端就是螺线管的 极。
温故知新
电流方向
条形磁体
右手
N
四指
大拇指
N
观察与思考
巨大的电磁铁起重机可以轻易地吸起几吨重的废钢铁，并把它们转移到其他地方。它是怎么做到的呢？电磁起重机的原理是什么？
电磁铁
观察实验发现，当通电螺线管中插入铁芯时，通电螺线管的磁性会明显增强。
插入了软铁棒的螺线管，这就是今天我们将要学习的内容——电磁铁。
插入了软铁棒的螺线管。
有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。
电磁铁
电磁铁：
工作原理：
电流的磁效应。
铁芯
线圈
电磁铁的磁极与通电螺线管的磁极一致
（电流方向发生改变时，电磁铁的磁极也会发生改变）
电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？
磁性强弱可能与电流大小、线圈的匝数有关。
应用电流磁效应，应该与电流大小有关。
线圈是主要部件，应该与线圈的形状、匝数有关。
问题：
猜想：
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
探究电磁铁的磁性强弱跟电流的关系
控制电磁铁中线圈匝数一定，改变电路中的电流大小
实验1
增大电流，弹簧测力计示数增大。
现象
通过电磁铁的电流越____，电磁铁的磁性_____。
越强
大
结论1
P
Q
S
当电流相同时，电磁铁线圈的匝数越____，磁性______。
多
越强
探究电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数的关系
控制电路中的电流大小相同，改变线圈匝数
实验2
匝数越多，弹簧测力计的示数越大。
现象
结论2
P
Q
S
例题
（多选）如图是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数相同，发现电磁
铁乙吸引大头针的数目比甲多
B．电磁铁中铁芯的作用是改变磁场的方向
C．如图甲，闭合开关，滑片向右移动，发现电磁铁吸引大头针的数目增大
D．保持电流表示数不变，这是为了研究电磁铁的磁性强弱与匝数的关系
电阻增加，电流减小，磁性减弱。
控制变量法
AD
×
√
电流相同，线圈匝数越多，磁性越强，吸引大头针就越多。
增强磁性
×
√
1. 电磁铁：内部插入铁芯的螺线管。
2. 电磁铁的工作原理：电流的磁效应。
3. 电磁铁的磁性有无可以通过电流的通断来控制。
4. 电磁铁的磁性强弱可以通过线圈中电流大小和线圈匝数来控制。
5. 电磁铁的磁极方向可以通过线圈中电流方向来控制。
小结
电磁铁的应用
电磁阀门
电磁锁
电磁选矿机
电磁起重机
电铃
电磁继电器
利用电磁铁，就可以利用低压电路控制高压电路了
线圈
软铁芯
衔铁
推杆
金属弹簧片
金属片
O
闭合开关，电流通过线圈，衔铁被吸合到铁芯上，此时推杆右端上升，推动金属弹簧片向上，与上端金属片的触点接通。
电磁继电器的构造
电磁铁
衔铁
静触点
弹簧
电磁铁：
衔铁：
弹簧：
触点：
动触点
通电时产生磁性，吸下衔铁
带动动触点上下运动
电磁铁无磁性时，带动衔铁离开电磁铁
相当于被控制电路的开关
高压电源
高压工作电路
低压电源
低压控制电路
电磁铁
衔铁
静触点
弹簧
动触点
作用：用______电压、______电流的控制电路，控制______电压、_______电流的工作电路。
实质：电磁继电器的实质就是一种利用___________来控制工作电路通断的________。
低
弱
高
强
电磁铁
开关
电磁继电器的作用及实质
电铃的工作原理
演示：电铃工作视频
工作原理：开关S闭合后，电磁铁就有了磁性，把衔铁吸过来，使衔铁下端的小锤在铃碗上敲击一下，同时螺钉与触点断开。
构造：电磁阀主要由阀体、滑阀、两块衔铁、两个电磁线圈组成。阀体是空心的，有4根管路，其中进气管连接储气筒（图中未画出），排气管与大气相通，另两根则与汽缸相连接。工作原理：哪面的磁铁线圈通电吸引衔铁，滑阀就会被推到另外一边，则进气管就与汽缸接通，于是储气筒中储存的压缩空气就进入汽缸从而推动活塞运动，则相应地打开或关闭公共汽车门。
电磁阀
拓展延伸
磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁，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。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550km/h以上。
磁悬浮列车
知识点1
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9
1．小点学习了“电磁铁”知识后，对部分相关内容进行了整理，请将下列空缺处填写完整。
(1)电磁铁主要由________和________两部分组成。
(2)工作原理：利用________________来工作。
(3)特点：电磁铁________时有磁性，________时磁性消失。
线圈
认识电磁铁
铁芯
电流的磁效应
通电
断电
知识点2
2．探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
(1)如图甲所示，闭合开关后电磁铁吸引大头针，当将滑动变阻器滑片向左移动时，实验现象如图乙所示，电磁铁吸引大头针的个数________(填“增加”或“减少”)，比较甲、乙可知：线圈匝数相同时，________越大，
电磁铁的磁性越强。
增加
电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关
电流
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9
(2)根据如图所示的情景可知，________(填“A”或“B”)的磁性强，说明电流一定时，线圈匝数越________，电磁铁的磁性越强。
(3)通过比较电磁铁吸引大头针的多少
来判断磁性强弱，运用了________法。
A
多
转换
2
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9
3．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．只增加电磁铁线圈的匝数
D．只将铁芯换成同规格的铜芯
D
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4．下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是
(　　)
知识点3
电磁铁的应用
B
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5．[2025·宿州模拟]某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台，机器人用一根“手指”接触棋子表面就可以实现取放棋子(如图所示)，其奥秘是“手指”内部有电磁铁。机器人取放棋子是利用了电磁铁的___________(填“磁性有无”“磁性大小”或“磁极方向”)可以被控制的特点。
磁性有无
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6．[2025年1月合肥期末]改编]如图所示，开关S接到a后，电磁铁产生磁性。将开关S由a换到b，调节变阻器的滑片P，保持电流表的示数不变，电磁铁的磁性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。要改变电磁铁的磁性强弱，你还可以用的方法是_________________________________________。
减弱
移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流
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7. [立德树人·传统文化]据古文《论衡》记载：“司南之杓，投之于地，其柢(握柄)指南。”学术界想象出司南的模样并印刷在邮票上。
(1)如图甲所示，当磁勺正确指南时，其A端为该磁勺的________(填“N”或“S”)极。
(2)为达到理想的指向效果，制作人将磁勺靠近一电磁铁，如图乙所示。闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性，则B为电源的________极。
S
正
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8．[2025·安庆模拟]如图所示的是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是(　　)
A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B．电磁铁吸引衔铁，使电路断开
C．如果改变通过电磁铁电流的方向，电铃就不响了
D．小锤击打铃碗时，电磁铁没有磁性
C
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9．[2025·亳州模拟]如图所示的是热爱课外实践的小明同学设计的探究电磁铁磁性强弱变化的电路。闭合开关S，将滑片P缓慢向右移动的过程中，下列分析正确的是(　　)
A．电磁铁的磁性变弱
B．弹簧测力计示数将变小
C．电磁铁的上端是N极
D．通过电磁铁的电流变大
A
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10．[2025·青岛模拟]一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列说法中正确的是(　　)
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力
C．若要减小电磁铁与条形磁铁间的作用力，应将滑片P向a端移动
D．闭合开关后，滑片P向a端移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
B
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11. [新考法　[2025·马鞍山模拟]科技小组制作了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中。它的原理如图所示(磁铁固定在活塞上)，闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。若让小瓶子上浮，应向________(填“左”或“右”)移动滑片。
右
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电磁铁
定义：带铁芯的螺线管
工作原理：电流的磁效应
影响电磁铁强弱的因素
电流大小
线圈匝数多少
构造：电磁铁、衔铁、弹簧、触点
工作原理：电流的磁效应
工作电路
低压控制电路
高压工作电路
电磁继电器
电磁铁
及其应用
电磁阀
谢谢观看！