(共22张PPT)
初中物理沪粤版(2024)九年级下册
第十六章 磁场 电磁铁
第3节 电磁铁
1.知道什么是电磁铁,会制作电磁铁。
2.知道电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关。
3.了解电磁铁在生活生产中的应用。
【观看并思考】
“为什么通电有磁性,断电没磁性呢?”
实验主题
了解电磁铁的结构,制作简易电磁铁并感知其磁性
实验准备
观察电磁铁结构:拆开实验室常用电磁铁,观察其组成——线圈和铁芯(含衔铁);
制作器材:漆包线、粗细不同的大铁钉、用来绕制螺线管的塑料管、胶带、大头针;
电路器材:电源、开关、导线若干(搭建探究电路)。
活动1:认识和制作电磁铁
知识点一、什么是电磁铁
实验步骤
步骤 1:用漆包线在塑料管上绕制螺线管(绕向均匀,固定两端导线,剥去漆皮);
步骤 2:将铁钉插入螺线管内,按图连接电路;
步骤 3:闭合开关,用螺线管一端靠近大头针,观察吸引现象(记录吸引数量);
步骤 4:断开开关,观察大头针是否脱落;
步骤 5:猜想与验证—将铁钉换成竹筷插入螺线管,重复步骤 3,观察磁性是否变化;
步骤 6:小组比拼—调整绕线或电路,制作磁性更强的电磁铁,比较吸引大头针的数量。
实验结论
当通电螺线管内插入铁钉时,其磁性明显增强;插入竹筷无明显磁性变化;
电磁铁的组成:带有铁芯的螺线管,由线圈和铁芯两部分组成;
核心特点:通电时有磁性,断电时磁性消失。
视频欣赏——制作电磁铁
活动1:认识和制作电磁铁
实验主题
探究电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响
实验猜想与依据
猜想 1:与电流大小有关(制作电磁铁时,调整电源电压,吸引大头针数量不同);
猜想 2:与线圈匝数有关(线圈绕得越多,可能磁性越强)。
知识点二、电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关
活动 2—— 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、不同匝数的螺线管、导线若干、大头针、电流表
图 (a):单螺线管 + 滑动变阻器(改变电流大小)
图 (b):两个不同匝数的电磁铁串联(保证电流相同)
实验步骤
第一组:探究 “电流大小的影响”(控制线圈匝数不变)
步骤 1:按图 (a) 连接电路,选用匝数固定的螺线管;
步骤 2:闭合开关,调节滑动变阻器,使电流为 0.5A,记录吸引大头针数目;
步骤 3:保持线圈匝数不变,调节滑动变阻器,使电流为 1.0A,记录吸引大头针数目;
步骤 4:对比两次数据,分析电流与磁性强弱的关系。
第二组:探究 “线圈匝数的影响”(控制电流大小不变)
步骤 1:按图 (b) 连接电路,将匝数不同的两个电磁铁串联;
步骤 2:闭合开关,保持电路中电流不变(如 0.5A),分别记录两个电磁铁吸引大头针的数目;
步骤 3:更换不同匝数的螺线管,重复实验,验证结论。
S
a
S
a
S
a
b
视频欣赏—— 实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验数据记录
线圈匝数 n / 匝 电流 I/A 吸引的大头针数目
0.5
1.0
0.5
1.0
实验结论
外形相同的电磁铁,匝数一定时,电流越大,磁性越强。
外形相同,电流一定时,匝数越多,电磁铁的磁性越强。
电磁铁的优点
1.电磁铁磁性有无可以通过通,断电控制。
2.电磁铁的磁性强弱可以通过电流大小控制。
3.电磁铁的极性及其周围磁场方向可由电流方向控制。
视频欣赏—— 电磁铁和电磁铁磁性强弱的影响因素
1.磁浮列车:轨道和列车底部均安装电磁铁,通过电磁铁间的相互作用(排斥或吸引)使列车悬浮,减少运行阻力,提高速度;
2.电磁起重机:核心是巨大的电磁铁,通电产生强磁性,吸起成吨钢材 / 铁矿石,断电磁性消失,完成装卸;
3.电铃:工作过程 —— 闭合开关→
电磁铁通电有磁性→吸引衔铁→铃锤敲
击铃碗发声→衔铁脱离→电磁铁断电失
磁→弹簧片复位→重复上述过程,持续发声;
4.其他应用:电话、继电器等。
知识点三、电磁铁的应用
电磁起重机
电铃
电磁阀门
电磁选矿
示意图
电磁锁
电磁铁的应用
视频欣赏——电磁铁的应用(电磁起重机)
工作原理
将信息转换成磁头电流信号,电流产生的磁场使磁盘上的磁性材料磁化,实现信息存储;读取时,磁头与磁化材料相互作用,还原信息。
STSE 拓展:计算机磁盘及磁盘驱动器
信息存储:计算机磁盘,通过磁头电流磁场磁化材料保存信息
电
磁
铁
什么是
电磁铁
电磁铁的定义与组成
电磁铁的特性
定义:带有铁芯的螺线管
组成部分:线圈 +铁芯
关键现象:插入铁钉磁性明显增强
通断可控:通电时有磁性,断电时磁性消失
磁性可调节:强弱、方向均能通过电路控制
电磁铁磁性的强弱
跟哪些因素有关
探究方法:控制变量法
关键影响因素
电流大小:匝数一定时,目电流越大,磁性越强
线圈匝数:电流一定时,匝数越多,磁性越强
实验数据:通过“吸引大头针数目”反映磁性强弱(转换法)
电磁铁的应用
工业与交通
电磁起重机:通电吸起成吨钢材,断电释放
磁浮列车:轨道与列车底部电磁铁相互作用,实现悬浮减阻
日常与通讯:电铃、电话
1.如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁,开关闭合后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,会出现的现象是( )
A.电流表示数变小,弹簧长度变短
B.电流表示数变小,弹簧长度变长
C.电流表示数变大,弹簧长度变长
D.电流表示数变大,弹簧长度变短
D
2.如图所示的电路,开关S接到a后,电磁铁左端为_____极,小磁针静止时,A端是_____极;将开关S由a拨到b,调节滑动变阻器,使电流表示数不变,则电磁铁的磁性_______(选填“增强”、“不变”或“减弱”)。
减弱
S
S
3.如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗
D.当P向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小
D
4.探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理,用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁,接入电路,如图所示。闭合开关S,电磁铁有了磁性,A端是________ 极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后,硬币才被吸起,这说明电流越大,电磁铁的磁性_________。
N(北)
越强