第3节 电磁铁的应用
导入一：展示水位自动报警器工作原理图，由此导入新课。
导入二：学校的电铃是怎么响起来的？你想知道原因吗？
导入三：展示一种温度自动报警器，由此导入新课。
电磁铁的应用
[思考与讨论] (教材P12)
[参考答案] 当电路开关闭合时，电路中有电流，电磁铁有磁性，将衔铁B吸下，铁锤敲铃；由于衔铁B被吸下，电路断开，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，B在弹性片A的作用下恢复原状，电路又接通。如此反复。
[练习] (教材P15)
[参考答案] 1.上海的磁悬浮列车是利用“异名磁极相互吸引”的原理实现悬浮行驶的，即车体底部的可控电磁铁与安装在轨道下方的电磁铁之间相互吸引，把列车车身向上提起，使车身与轨道分离。
2．随着外界温度的上升，水银温度计中的水银柱也跟着上升。当温度达到金属丝下端所指示的温度时，温度计中的水银柱与上方的金属丝相接触，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，报警电路接通，电铃就发出报警声。
3．绿
[解析] 当水位到达限定高度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，工作电路红灯亮，此时抽水机要停止工作，所以要并联在绿灯上。
4．U盘的存储原理：计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号(加入分配、核对、堆栈等指令)读写到USB芯片适配接口，根据芯片处理信号分配给存储芯片的相应地址来存储二进制数据，实现数据的存储。数据存储器，其控制原理是电压控制栅晶体管的电压高低值(高低电位)，栅晶体管的结电容可长时间保存电压值，也就是USB断电后能保存数据的原因。
第3节 电磁铁的应用
教材解读
本节课主要内容是学习电磁继电器和磁悬浮列车。通过插图、讨论、阅读等，自主学习电磁继电器的结构和工作原理，电铃、电话和磁悬浮列车的工作原理及信息磁记录的原理。培养学生积极参与实践探索活动的精神，提高学习科学知识的兴趣。
教学目标
知识与技能
1. 理解电磁继电器的结构和工作原理。
2. 了解电铃、电话、磁悬浮列车的工作原理，了解信息的磁记录。
过程与方法
通过分析电磁继电器的结构，理解其工作原理。
情感态度
与价值观
通过了解科学知识的实际应用，提高学习科学知识的兴趣，培养积极参与实践探索的精神，培养理论联系实际的品质。
教学重点
电磁继电器的工作原理。
教学难点
电磁继电器的工作原理。
重难点
处理策略
通过观察、分析具体的插图以及讨论、阅读等自主学习方法，来突出重点，突破难点。
探究点一 电磁继电器
[情景展示] 观察开关在断开与闭合时灯的亮暗变化与电动机的工作情况。
[问题探究] 通过观察有关电磁继电器你了解了哪些知识呢？
[思考交流] ________________________________________________________________
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[归纳提升] 电磁继电器主要由电磁铁A、衔铁B、弹簧C、动触点D四部分组成(如上图)。电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的一种自动开关。利用电磁继电器，可以实现用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。其电路由低压控制电路与高压工作电路两部分组成。
[课堂速记] __________________________________________________________________
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探究点二 磁悬浮列车及信息的磁记录
[情景展示1] 观看有关磁悬浮列车原理的视频。
[问题探究] 磁悬浮列车的悬浮原理是什么？
[思考交流] __________________________________________________________________
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[归纳提升] 磁悬浮列车的悬浮利用了“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，当列车悬浮时，消除了列车与轨道之间的摩擦，使列车运行的阻力变小，从而实现高速行驶。
[课堂速记] _________________________________________________________________
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[情景展示2] 大家有U盘吗？它有什么作用？
[问题探究] 你还知道有哪些信息磁记录设备吗？
[思考交流] _______________________________________________________________
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[归纳提升] 硬盘是信息磁记录的重要器件。在硬盘上存入数据时先把声音、图像、数字等需要记录的信息变成电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场存入磁盘中；读取信息时把磁信号通过磁头转变为电信号，再转变成声音、图像、数字等信息。
[课堂速记] _________________________________________________________________
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课件15张PPT。第1章 电与磁第3节 电磁铁的应用考纲要求：
1．举例说出电磁知识在技术中的应用。
2．列举电磁学发展中的典型事例。
3．列举在自然界或生命活动中的磁现象。
4．根据具体要求绘制简单的电磁控制电路。第3节 电磁铁的应用重要提示：
1．电磁铁的应用：水位自动报警器、电铃、电磁起重机、电磁选矿机、自动控制开关等。
2．理解电磁继电器的关键是找到两个电路，电磁铁所在的电路是控制电路，开关所在的电路是受控电路，看懂控制电路对受控电路的控制。1．电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的一种____________。利用电磁继电器，可以实现用________电压、________电流电路的通断，来控制________电压、________电流电路的通断。新知一 电磁继电器第3节 电磁铁的应用自动开关高低弱强2．工作过程：如图所示是电磁继电器的控制电路：
(1)当低压电源的开关闭合时，控制电路中有电流通过，
电磁铁A产生________，吸引衔铁B，使动触点D与
________灯触点分离，而与________灯触点接通，故红灯熄灭，
绿灯亮起，电动机开始工作。
(2)当低压电源的开关断开时，________失去了磁性，衔铁B在弹簧C的作用下被拉起，使动触点D与________灯触点分离，而与________灯触点接通，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。第3节 电磁铁的应用磁性红绿电磁铁A绿红探究点一 电磁继电器第3节 电磁铁的应用互动探究[情景展示] 观察开关在断开与闭合时灯的亮暗变化与电动机的工作情况。第3节 电磁铁的应用[问题探究]通过观察有关电磁继电器你了解了哪些知识呢？[思考交流]________________________________________________
[归纳提升] 电磁继电器主要由电磁铁A、衔铁B、弹簧C、动触点D四部分组成(如上图)。电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的一种自动开关。利用电磁继电器，可以实现用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。其电路由低压控制电路与高压工作电路两部分组成。[课堂速记]_______________________________________________磁悬浮列车就是利用“__________________，____________________”的原理通过轨道上的强电磁铁与列车上的电磁铁之间的________或________作用而悬浮起来的，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的________。新知二 磁悬浮列车第3节 电磁铁的应用同名磁极相互排斥摩擦异名磁极相互吸引排斥吸引磁带、软盘上涂有许多磁粉，每一粒磁粉都相当于一个________。录音时，电信号转化为__________(电流的磁效应)，这样我们可以在磁带、录像带、磁盘上保存大量信息，并在需要的时候“读”出这些信息。
银行等机构发行的磁卡，其背面的磁条里记录着持卡人的账号等信息。使用磁卡时，磁条中的信息经由机器读出，也可在磁卡上写入新信息。新知三 信息的磁记录第3节 电磁铁的应用小磁体磁信号探究点二 磁悬浮列车及信息的磁记录第3节 电磁铁的应用[情景展示]观看有关磁悬浮列车原理的视频。[问题探究]思考磁悬浮列车的原理是什么？[思考交流] _______________________________________________________第3节 电磁铁的应用[归纳提升] 磁悬浮列车的悬浮是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，当列车悬浮时，消除了列车与轨道的摩擦，使列车运行的阻力很小，实现高速行驶。
[课堂速记] ____________________________________________________[情景展示2]大家有U盘吗？它有什么作用？第3节 电磁铁的应用[问题探究]还知道有哪些其他信息磁记录设备吗？[思考交流]_________________________________________[归纳提升] 硬盘是信息磁记录的重要器件。存入数据时先把声音、图像、数字等信息变成电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场存入磁盘中；读取信息时把磁信号通过磁头转化为电信号，再转变成声音、图像、数字等信息。
[课堂速记] ____________________________________第3节 电磁铁的应用第3节 电磁铁的应用课件22张PPT。课时作业（五）课时作业（五）一、选择题1．下列用电器中，没有使用电磁铁的是( )
A．电炉 B．电铃
C．电磁继电器 D．电磁选矿机A课时作业（五）[解析]电炉是利用电流的热效应工作的，电炉工作时，电流通过电热丝做功，消耗电能转化为内能，没有应用电磁铁。电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把与小锤相连的弹性片吸过来，带动小锤打击铃碗发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，弹性片又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声。电磁继电器是通过控制电磁铁中电流的有无来控制高压工作电路的开关，应用了电磁铁。电磁选矿机的主要组成部分是电磁铁，它的作用是通电产生磁性吸引铁矿石，将非铁矿石筛选出来。课时作业（五）2．关于电磁铁，下面说法中正确的是( )
A．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
B．电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁
C．电磁继电器中的磁体，可以用永磁体，也可以用电磁铁
D．电磁铁中的铁芯，可以用钢棒代替B课时作业（五）[解析]电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；电磁继电器中的磁体，必须用电磁铁，通过电流的通断控制磁性的有无，不能用永磁体；钢棒是硬磁材料，磁化后磁性不容易消退，故不能用钢棒代替铁芯。3．如图所示，电磁继电器能通过低压控制电路来间接地控制高压工作电路。下列说法正确的是( )
A．连有电动机的电路是低压控制电路
B．电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关
C．利用电磁继电器主要是为了节约用电
D．利用电磁继电器主要是为了操作方便课时作业（五）B课时作业（五）4．近期，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全线以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全线上限时红灯亮，抽水机开始工作。图是小明还未连接完的电路，小明接下来的电路连接应该是( )
A．M接A，N接B B．M接B，N接D
C．M接B，N接C D．M接A，N接DB课时作业（五）5．如图所示是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图。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．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
D．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄D6．如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，它的工作原理：外部电路为220 V交流电路，当其正常时，两盏标有“6 V”字样的灯泡不发光；外部电路停电时，两盏灯泡发光。对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是( )
A．当外部电路停电时，电磁铁所在电路工作
B．电磁铁通电时，弹簧有弹力
C．电磁铁的上端始终为N极
D．C点应该和触点B相连课时作业（五）D课时作业（五）[解析]当外部电路停电时，电磁铁所在电路停止工作；电磁铁通电时，吸引衔铁，弹簧发生形变，弹簧有弹力；外部电路为交流电路，通过电磁铁的电流方向不断变化，电磁铁的磁极也不断变化；C点应该和触点A相连，这样才能保证外部电路停电时，两盏标有“6 V”字样的灯泡发光。课时作业（五）7．城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下(S闭合)，灯L不亮；一旦井盖丢失(S断开)，灯L立即亮起，以警示行人。图5－K－5中电路符合要求的是( )B课时作业（五）[解析]由图A可知，S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路，灯泡不发光。由图B可知，S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路断路，灯泡不发光，S断开时，电磁铁无磁性，被控制电路闭合，灯泡发光。由图C可知，S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路，灯泡不发光。由图D可知，无论S是闭合还是断开，被控制电路的灯泡始终发光。课时作业（五）二、填空题
8．2018·嘉兴 图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为________极。在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连接无误，则可能是因为______________________(任写一种)导致工作
电路没有接通。S控制电路电源电压太小(合理即可)课时作业（五）[解析]由控制电路电源的正负极可知，电流从电磁铁的左端进入，右端流出。根据右手螺旋定则可以判断，左端为S极。电铃没有报警，说明电磁铁的磁性不足，故可能是电源电压太小导致的。9．如图所示是直流电铃的工作原理示意图。铃锤与衔铁一端固定，衔铁与弹性片相连，在自然情况下弹性片和螺钉是接触的。接通电源，电磁铁具有________，从而吸引衔铁，铃锤敲击铃碗发声，同时弹性片与螺钉________导致断电，此时电磁铁释放衔铁，弹性片又和螺钉________，使电路通电，从而使电铃重复发声。课时作业（五）磁性分离接触三、作图题
10．连接如图所示的电磁继电器的控制电路和受控电路，使得闭合开关S后，电铃工作，并请标出电磁铁的N极。课时作业（五）如图所示课时作业（五）[解析]根据题意知道，当开关闭合时，电铃工作，即电磁铁有磁性，继电器吸引衔铁，工作电路接通，如图所示。课时作业（五）2018·温州 图甲为某型号豆浆机示意图，将黄豆和清水放入杯体，经过如图乙所示“三次加热、二次打浆”的工序，可制作可口的豆浆。探 究 创 新课时作业（五）为了防止豆浆过少导致“干烧”和豆浆过多导致“溢浆”，小明设计了如图丙所示的电路，La、Lb是两个完全相同的电磁铁，Ra和Rb分别是安装在“防溢浆”水位和“防干烧”水位下方的压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。只有当豆浆液面处在“防干烧”和“防溢浆”水位之间时，电热丝才能工作。(假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，不考虑衔铁的弹力和重力)。课时作业（五）(1)当液面高度为h0时，闭合电路中的开关S，电磁铁La吸住衔铁，此时压敏电阻的阻值分别为Ra′和Rb′，请比较两者的大小关系：________________。
(2)已知压敏电阻Ra的阻值随液面高度h的变化曲线如图丁所示，请结合Ra的变化曲线画出压敏电阻Rb的值随液面高度h变化的大致曲线，并在图中横坐标上标出“防干烧”水位h1和“防溢浆”水位h2。Ra′(2)当水位没有到Rb之前，Ra和Rb均保持不变，且根据(1)分析可知，Ra′Rb′，所以曲线Rb′在下，Ra′在上。当水位到达h2时，停止加热，重新回到Ra′
