16.3 电磁铁
学习目标
1.知道什么是电磁铁，了解电磁铁在生产、生活和自动控制中的应用。 2．了解电磁铁的特性和工作原理。 3．能通过实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
知识点一 什么是电磁铁
1．电磁铁的工作原理是电流的 。
2．电磁铁由 和 两部分组成。螺线管与电磁铁的区别是 。电磁铁的磁性比螺线管的磁性 ，这是因为 。
知识点二 电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关
3．电磁铁的磁性强弱与 、 有关。当电流一定时，电磁铁线圈的匝数 ，磁性越强；当线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流 ，电磁铁的磁性越强。
4．电磁铁有许多优点：其磁性的有无可以通过 来控制；磁性的强弱可以通过 来控制；磁极的极性可以通过 来改变。
知识点三 电磁铁的应用
5．电磁铁应用广泛，如电磁起重机、电铃等。
重点一 电磁铁
1．电磁铁是一个带有铁芯的螺线管，它由线圈和铁芯两部分组成。电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失。
注意：铁芯不能用铝芯代替，因为铝不能被磁化。
2．影响电磁铁磁性强弱的因素：(1)电流大小(电流越大，磁性越强)；(2)线圈匝数的多少(线圈匝数越多，磁性越强)；(3)铁芯可以增强电磁铁的磁性。
3．电磁铁的优点：(1)可以控制磁性有无；(2)可以控制磁场大小；(3)可以控制磁场方向。
【跟踪训练】 1.同学们在做“探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关”的实验时，提出以下猜想：
猜想一：电磁铁磁性的有无跟通断电有关；
猜想二：电磁铁磁性的强弱跟通过电磁铁的电流大小有关；
猜想三：电磁铁磁性的强弱跟电磁铁线圈的匝数多少有关。
为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在相同铁钉上绕制若干圈，制成若干个简单的电磁铁。如图所示的甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)实验中通过观察电磁铁____________________来判断电磁铁的磁性强弱。
(2)通过比较图乙和图________，可以验证猜想一是正确的。
(3)通过比较图________和图________，可以验证猜想二是正确的。
(4)由图丁可得出结论：电路中的____________相同时，____________________，电磁铁的磁性越强。
1．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( )
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法正确的是( )
A．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
B．电磁铁中的磁体可以使用永磁体
C．电磁铁的磁性始终存在
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
3．如图所示，电磁起重机是利用电磁铁来工作的，电磁铁是一个带有铁芯的________，它主要由________和________两部分组成。
4．如图所示，是电铃的工作原理示意图，铃锤与衔铁一端固定，衔铁与弹簧片相连，在自然情况下弹簧片是和螺钉接触的。接通电源，电磁铁具有________从而吸引衔铁，铃锤敲击铃碗发声，同时弹簧片与螺钉________导致断电，此时电磁铁释放衔铁，弹簧片又和螺钉________，使电路通电，铃碗发声，如此往复循环。
5．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，某实验小组设计了如图所示的电路。
【猜想与假设】
影响电磁铁磁性强弱的因素与线圈中电流的大小和线圈的匝数有关。
【实验设计】
(1)电磁铁的磁性强弱是看不见摸不着的，可通过________________来判断，这种方法是________。
(2)电磁铁的磁性强弱可能与多个因素有关，在探究时，采用的方法是______________________________________________________________________。
①探究电磁铁磁性强弱与线圈中电流大小的关系时，需控制________不变，改变________。
②探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，需控制________相同，改变________。
【实验数据及分析】
序号 电流表示数I/A 线圈匝数n/匝 吸引铁钉个数
1 0.6 50 10
2 1.0 50 15
3 1.2 50 20
4 0.6 100 20
5 1.0 100 30
6 1.2 100 40
(3)分析实验数据，你可得出以下实验结论。
①电磁铁磁性强弱与线圈中电流大小的关系：
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系：
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
6．如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少)，P是滑动变阻器的滑片。要使弹簧的长度变长，可采取的办法是( )
A．开关S接1不变，滑片P位置不变，抽出铁芯B
B．滑片P位置不变，开关S由1改接到2
C．开关S接1不变，将滑片P向左移动
D．开关S由1改接到2，将滑片P向右移动
7．医生给心脏疾病患者做手术时，往往要用一种被称为“人工心脏泵”(血泵)的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图所示是该装置的示意图，线圈固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。线圈中的电流从B流向A时，螺线管的左边是________极，血液从________(选填“①”“②”或“③”)流入________(选填“①”“②”或“③”)。
8．如图所示是老师设计的一个实验装置，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱。
【制订计划与设计实验】
(1)为了使指针在受磁场力的作用时能绕B点转动，需在A处加装________(选填“铜块”“铝块”或“铁块”)。加装物体后，为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度，老师在B点转轴处涂抹润滑油，目的是________，使指针转动更灵活。
【进行实验与收集证据】
(2)按如图所示连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到某一位置，记下此时指针偏转的角度，保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，可以探究电磁铁磁性强弱与________的关系；保持接线方式不变，移动变阻器滑片P，可以探究电磁铁磁性强弱与________的关系。
(3)保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连时，闭合开关后，指针偏转的角度将会________；当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针偏转的角度将会________。(均选填“增大”或“减小”)
【评估交流】
(4)细心观察的小锋发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转，只是偏转角度不同，他向老师提出能否让指针向左偏转，老师马上将一块小磁铁换装在A处，且让小磁铁的右端为________极，闭合开关后，同学们发现指针果然向左偏转。
(5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关？__________________________________________________________________________________________。(只写出一个即可) 16.3 电磁铁
学习目标
1.知道什么是电磁铁，了解电磁铁在生产、生活和自动控制中的应用。 2．了解电磁铁的特性和工作原理。 3．能通过实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
知识点一 什么是电磁铁
1．电磁铁的工作原理是电流的磁效应。
2．电磁铁由线圈和铁芯两部分组成。螺线管与电磁铁的区别是有无铁芯。电磁铁的磁性比螺线管的磁性强，这是因为铁芯被磁化后使磁场增强。
知识点二 电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关
3．电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关。当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强；当线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。
4．电磁铁有许多优点：其磁性的有无可以通过通断电来控制；磁性的强弱可以通过改变电流大小和线圈匝数来控制；磁极的极性可以通过改变电流方向来改变。
知识点三 电磁铁的应用
5．电磁铁应用广泛，如电磁起重机、电铃等。
重点一 电磁铁
1．电磁铁是一个带有铁芯的螺线管，它由线圈和铁芯两部分组成。电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失。
注意：铁芯不能用铝芯代替，因为铝不能被磁化。
2．影响电磁铁磁性强弱的因素：(1)电流大小(电流越大，磁性越强)；(2)线圈匝数的多少(线圈匝数越多，磁性越强)；(3)铁芯可以增强电磁铁的磁性。
3．电磁铁的优点：(1)可以控制磁性有无；(2)可以控制磁场大小；(3)可以控制磁场方向。
【跟踪训练】 1.同学们在做“探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关”的实验时，提出以下猜想：
猜想一：电磁铁磁性的有无跟通断电有关；
猜想二：电磁铁磁性的强弱跟通过电磁铁的电流大小有关；
猜想三：电磁铁磁性的强弱跟电磁铁线圈的匝数多少有关。
为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在相同铁钉上绕制若干圈，制成若干个简单的电磁铁。如图所示的甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)实验中通过观察电磁铁____________________来判断电磁铁的磁性强弱。
(2)通过比较图乙和图________，可以验证猜想一是正确的。
(3)通过比较图________和图________，可以验证猜想二是正确的。
(4)由图丁可得出结论：电路中的____________相同时，____________________，电磁铁的磁性越强。
【答案】(1)吸引大头针的数目 (2)甲 (3)乙 丙 (4)电流 线圈的匝数越多
重点二 电磁铁的应用
要注意电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失的特点。
【跟踪训练】 2.下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是( B )
基础巩固
1．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( B )
2．许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法正确的是( D )
A．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
B．电磁铁中的磁体可以使用永磁体
C．电磁铁的磁性始终存在
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
3．如图所示，电磁起重机是利用电磁铁来工作的，电磁铁是一个带有铁芯的________，它主要由________和________两部分组成。
【答案】螺线管 线圈 铁芯
4．如图所示，是电铃的工作原理示意图，铃锤与衔铁一端固定，衔铁与弹簧片相连，在自然情况下弹簧片是和螺钉接触的。接通电源，电磁铁具有________从而吸引衔铁，铃锤敲击铃碗发声，同时弹簧片与螺钉________导致断电，此时电磁铁释放衔铁，弹簧片又和螺钉________，使电路通电，铃碗发声，如此往复循环。
【答案】磁性 分离 接触
5．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，某实验小组设计了如图所示的电路。
【猜想与假设】
影响电磁铁磁性强弱的因素与线圈中电流的大小和线圈的匝数有关。
【实验设计】
(1)电磁铁的磁性强弱是看不见摸不着的，可通过________________来判断，这种方法是________。
(2)电磁铁的磁性强弱可能与多个因素有关，在探究时，采用的方法是______________________________________________________________________。
①探究电磁铁磁性强弱与线圈中电流大小的关系时，需控制________不变，改变________。
②探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，需控制________相同，改变________。
【实验数据及分析】
序号 电流表示数I/A 线圈匝数n/匝 吸引铁钉个数
1 0.6 50 10
2 1.0 50 15
3 1.2 50 20
4 0.6 100 20
5 1.0 100 30
6 1.2 100 40
(3)分析实验数据，你可得出以下实验结论。
①电磁铁磁性强弱与线圈中电流大小的关系：
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系：
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
【答案】(1)吸引铁钉的个数 转换法
(2)控制变量法 ①线圈匝数 电流大小 ②电流大小 线圈匝数 (3)①线圈匝数相同时，通过线圈的电流越大，电磁铁磁性越强 ②通过线圈的电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
能力达标
6．如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少)，P是滑动变阻器的滑片。要使弹簧的长度变长，可采取的办法是( C )
A．开关S接1不变，滑片P位置不变，抽出铁芯B
B．滑片P位置不变，开关S由1改接到2
C．开关S接1不变，将滑片P向左移动
D．开关S由1改接到2，将滑片P向右移动
7．医生给心脏疾病患者做手术时，往往要用一种被称为“人工心脏泵”(血泵)的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图所示是该装置的示意图，线圈固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。线圈中的电流从B流向A时，螺线管的左边是________极，血液从________(选填“①”“②”或“③”)流入________(选填“①”“②”或“③”)。
【答案】N ② ①
素养提升
8．如图所示是老师设计的一个实验装置，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱。
【制订计划与设计实验】
(1)为了使指针在受磁场力的作用时能绕B点转动，需在A处加装________(选填“铜块”“铝块”或“铁块”)。加装物体后，为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度，老师在B点转轴处涂抹润滑油，目的是________，使指针转动更灵活。
【进行实验与收集证据】
(2)按如图所示连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到某一位置，记下此时指针偏转的角度，保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，可以探究电磁铁磁性强弱与________的关系；保持接线方式不变，移动变阻器滑片P，可以探究电磁铁磁性强弱与________的关系。
(3)保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连时，闭合开关后，指针偏转的角度将会________；当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针偏转的角度将会________。(均选填“增大”或“减小”)
【评估交流】
(4)细心观察的小锋发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转，只是偏转角度不同，他向老师提出能否让指针向左偏转，老师马上将一块小磁铁换装在A处，且让小磁铁的右端为________极，闭合开关后，同学们发现指针果然向左偏转。
(5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关？__________________________________________________________________________________________。(只写出一个即可)
【答案】(1)铁块 减小摩擦 (2)线圈匝数 电流大小 (3)增大 减小 (4)N
(5)铁芯大小(答案合理即可)
