电磁铁与电磁继电器上课教案

1、课题名称电磁铁与自动控制第二次课(探究电磁铁的磁性)教学目标1. 认识什么是电磁铁及电磁铁的应用;2. 理解电磁铁磁性强弱及有关因素;3. 掌握探究影响电磁铁磁性强弱的实验方法;4. 判断电磁铁磁性强弱的方法.5. 电磁继电器的工作原理及作用.教学重点教学难点1.对电磁铁及其工作原理的认识2.影响电磁铁磁性强弱的因素3.连接简单的电磁继电器来控制电路.教学过程磁悬浮列车在飞速行驶思考:磁悬浮列车以什么状态 行驶？靠什么力量将磁悬浮列车托起来？磁悬浮列车之所以能在轨道上飞速行驶靠的是电磁铁,那你知道什么是电磁铁吗?为什么电磁铁会产生那么大的作用呢 ？知识点梳理知识点一:什么是电磁铁1. 电磁铁:

2、把螺线管紧密的套在一个( )上,就构成一个电磁铁.2. 电磁铁的构造:电磁铁主要由( )和( )两部分组成.生产和生活中的电磁铁大多制成“U”形,这样会使两个磁铁同时吸引物体,吸引力会更强.3. 工作原理:在通电螺线管内插入铁芯会增强磁场,原因是通电螺线管通电后周围空间存在着磁场,铁芯被通电螺线管内的磁场磁化,又形成了一个磁场,由于两个磁场相互叠加而使磁性大大增强.4. 电磁铁的特点:电磁铁通电时产生磁性,断电时磁性消失.软铁容易被磁化,磁性也很容易消失,而钢具有长期保持磁性的性质,钢被磁化后磁性不消失成为永磁体,所以制造电磁铁的铁芯用软铁而不用钢.知识点二:电磁铁磁性的强弱的影响因素:电磁铁

3、磁性的强弱与( )和( )有关.通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性就越强;当电流一定时,电磁铁的线圈的匝数越多,磁性就越强.典例精析典例1. 如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图。它是由电源、滑动变阻器、开关、电流表、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A。当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转。（1）用笔画线代替导线将实物图连接完整。（2）指针下方的物体A应由材料_制成。A铜 B铁 C塑料 D铝（3）实验发现：将滑动变阻器的滑片P向_（填“左”或“右”）移动过程中，指针B偏转的角度将增大。将导线

4、a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片P的位置，使电路中的电流保持不变，可发现指针B偏转的角度将会_。断开开关，电磁铁_磁性（填“有”或“无”）。（4）经过对电磁铁的研究，可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性_；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性_。典例2探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如图电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是（ ）第17题图A电流的大小 B线圈的匝数 C电流的方向 D电磁铁的极性典例3在研究电磁铁时，小华连接了如图所示的电路。若闭合开

5、关，将滑动变阻器的滑片向左移动，可能出现的情况是（ ）A电磁铁A端为S极 B电磁铁的磁性减弱C小磁针S极指向上方 D小磁针N极指向B端典例4某同学用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示。在“研究电磁铁”的实验过程中，当S闭合后，下列说法不正确的是（ ）AB线圈的匝数多，说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流B要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片P向左移动C电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强D电流相同，匝数多的磁性大典例5通电直导线的周围存在磁场，若将一根长导线沿一个方向绕成螺线管，插入铁芯后，就制成了一个电磁铁。关于电磁铁的磁性强弱，以下说法正确的是（）A电磁铁的磁性强

6、弱与线圈匝数无关B电磁铁的磁性强弱与电流大小无关C导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互抵消，故磁性减弱D导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互叠加，故磁性增强 典例6如图所示是小明探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是（ ）A滑片P向右移动，其他条件不变 B滑片P向左移动，其他条件不变C开关S由1扳到2，其他条件不变 D电源的正负极对调，其他条件不变典例7某同学探究电磁铁的特性，连成了如图所示的电路，如果想改变电路中的电流，可以通过调节_来实现。通过观察电磁铁吸起大头针的多少可判断电磁铁磁性的_。典例8如图是做电磁铁实验时连接的电路，将滑片P向左移动

7、时，小灯泡中的电流变 ，电压表的示数将 （填“变大”或“变小”）；电磁铁的磁性将 ，实验中电磁铁的A端为 极。典例9探究电磁铁的实验如图所示，把小磁针放在电磁铁的A端附近，静止时指向如图所示，由此可见A端是_极，电磁铁中的导线绕向应与甲、乙两图中的_相同。电流表示数保持不变，当连接匝数少的接线柱时发现电磁铁能吸起的回形针少了，说明电磁铁的磁性强弱受_的影响。典例10在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。（1）实验中通过观察电磁铁_的不同

8、，可以判断电磁铁的磁性强弱不同。（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数_(填“增加”或“减少”)，说明电流越_，电磁铁磁性越强。（3）根据图示的情境可知，_(填“甲”或“乙”)的磁性强，说明电流一定时,_，电磁铁磁性越强。典例11法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明同学设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答： （1）断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为 欧；实验序号1234U伏1.001.25

9、2.002.50I安210-32.510-3410-3510-3再闭合S1和S2，保持R1滑片位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小；实验序号1234U伏0.450.911.501.79I安0.310-30.610-3110-31.210-3（2）通过上述实验，得出的结论是 ；（3）利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变，你还可以进一课堂检测1.下列方法中可增强电磁铁的磁性的是（ ）A.增大螺线管中的电流 B.减少螺线管的线圈匝数C.增加电磁铁的通电时间 D.改变螺线管中的电流方向2通电螺线管两端的极性取决于( )。 A线圈的匝数

10、 B电流的方向 C电流的强弱 D内部是否有铁芯图18-38图18-37图18-364如图18-36，当开关S闭合时，螺线管与物体ab相互吸引，下列说法正确的是 ( )。 A ab一定是磁体，且a端是N极 Bab一定是磁体，且a端是S极Cab可能是磁体，且a端是S极 Dab可能是磁体，且a端是N极5A、B两个线圈套在同轴绝缘棒上，能够自由滑动，按图18-37所示接在电路中。当开关闭合后，两个线圈将 ( )。A 向左右分开 B向中间靠拢 C都静止不动 D先向左右分开，然后再向中间靠拢6如图18-38所示，E是电源，闭合开关S时（ ）。A若小磁针被排斥，可判断电源a端为正极 B若小磁针被吸引，可判断

11、电源a端为负极C若小磁针被吸引，可判断电源a端为正极 D若小磁针被排斥；可判断电源b端为负极7图18-42所示，要想增强电磁铁的磁性，变阻器的滑片P应（ ）。A向左移动 B向右移动 C向左或向右移动都可以 D无法确定13电磁铁下方有一个小磁针，通电后小磁针静止时的位置如图18-43，则可以判定（ ）。A电磁铁左端是N极，M接电源正极 B电磁铁左端是S极，M接电源正极C电磁铁右端是N极，M接电源负极 D电磁铁右端是S极，M接电源负极8如图18-44所示，弹簧下端吊一条形磁铁，当开关S闭合时弹簧伸长。电源的正极是（ ）。 图18-44Aa端 Bb端 C哪端都可能 D无法确定 图18-43图18-4

12、29要得到图18-45所示电磁铁的极性，请画出电磁铁线圈的绕法。图18-47图18-46图18-4510如图18-46所示，当电磁铁通电后，小磁针静止在图中的位置。以下判断正确的是（ ）。A电磁铁的B端为S极，小磁针C端为N极 B电磁铁的B端为S极，小磁针C端为S极C电磁铁的A端为S极，小磁针D端为N极 D电磁铁的A端为S极，小磁针D端为N极11如图18-47所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法中正确的是（ ）。A电流表示数变小，电磁铁的磁性减弱B电流表示数变大，电磁铁的磁性增强C电流表示数不变，电磁铁的磁性减弱D电流表示数减小，电磁铁的磁性增强12已知通电螺线管的电流方向如图（18

13、-27），标出小磁针的N、S极。图18-2713.已知小磁针静止时的指向(如图18-28)，标出各螺线管中的电流方向。图18-2814画出图18-29中各通电螺线管磁感线及其方向。图18-3015将图18-30中的电路连接好，使两个螺线管通电后互相排斥。图18-4016标出图18-40中小磁针N极的转动方向。图18-3917在图18-41的两种情况中，分别画出螺线管上的绕线方法。图18-41图18-50图18-4918如图18-48铁棒AB在通电螺线管的右边，被磁化后A端为S极。标出通电螺线管中的电流方向及电源的正负极。图18-4819在图18-49中画出螺线管的绕法。20图18-50中电流表

14、的连接是正确的。标出通电螺线管旁小磁针的N、S极和电源的正负极。21标出图18-33中各螺线管的N极和S极。图18-3322标出图18-34中各螺线管上的电流方向。图18-34知识点梳理 电磁继电器与自动控制知识点一 认识电磁铁1.结构:电磁继电器如上图所示,由电磁铁、衔铁、复位弹簧和触点组成,其电路包括低压控制电路和高压工作电路.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种装置.2.主要部件及其作用:电磁铁:通电时有磁性,能吸引衔铁.衔铁:与动触点连在一起能移动的铁片.复位弹簧:当电磁铁失去磁性时,能将衔铁拉起,使动、静触点分开,使衔铁复位.动触点和静触点:使工作电路连通或断开.知识点二 用电

15、磁继电器进行自动控制1. 电磁继电器接在电路中可分为两部分:(1)控制电路:电磁铁 、低压电源 、开关 (2)工作电路:高压电源(或低压电源)、用电器、电磁继电器的触点2.电磁继电器的实质:利用控制电路的通断就能控制工作电路的通断,电磁继电器的实质上就是利用电磁铁控制电路的开关.电磁继电器的应用:(1) 低压电路控制高压工作电路.(2) 高温环境下的控制.(3) 远距离控制(4) 电磁继电器在电铃、 防盗报警系统 、防汛报警、 温度自动控制 、空气开关自动控制等方面起着非常重要的作用.经典例题例1如右图所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是( )A红灯亮B绿灯

16、亮 C红、绿灯同时亮 D、红、绿灯都不亮 例2如图是一个自动控制电路，当开关S闭合时，电路中各用电器的工作情况是( )A灯亮，电动机转动，电铃不响B灯亮，电动机不转，电铃不响C灯不亮，电动机转动，电铃响D灯不亮，电动机不转，电铃响例4图所示为一种温度自动报警电器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下正确的是( )A温度升高至74时，L1亮灯报警;B温度升高至74时，L2亮灯报警;C温度升高至78时，L1亮灯报警;D温度升高至78时，L2亮灯报警.例5如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是：( )A灯亮，电动机转动，电铃响 B灯亮，电动机转动，电铃不响;C灯不亮，电

17、动机不转动，电铃响 D灯亮，电动机不转动，电铃响.例6如图所示，当工作电路发生故障而断开时，铃响报警。故障排除后工作电路接通时绿灯和白灯亮，铃不响，则图中( )A a是电铃;B. b是电铃;C c是电铃;D. a是绿灯.变式训练 1、看图填空A是 B是 C是 D是 E是 2、电磁继电器的工作电路由 和 构成。3、控制电路的开关闭合，电磁铁 磁性， 衔铁，D、E接通，使高压工作电路 。断开控制电路，电磁铁 磁性， 衔铁，使高压工作电路 。电磁继电器的实质是利用 控制工作电路通断的 。5.下列电器中，不是利用电流的磁效应工作的是（ ）A.电磁继电器 B.电铃C.电灯 6、某同学想利用电磁继电器制成

18、一个温度自动报警器，实现对温控箱内的温度监控用如下图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器，正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升高到一定温度时红灯亮(绿灯熄灭)请按此要求连接电路(红、绿灯的额定电压相同)7图8-36是王强同学在研究性学习活动中，为某仓库设计的一种防盗报警器其踏板放在仓库的门口，电铃和电灯放在值班室内观察电路可知，这个报警器的工作原理是： 有人踏板时， ； 无人踏板时， 。 8小文同学学习了有关物理知识后，设想制作一个电动充气泵，她画出了如图所示的结构示意图，图中E为电流大小和方向都不断变化的交流电（1）你认为小文的设想运用了哪些物理知识？（至少写出2个） ； ；

19、课后作业1、内带铁芯的螺线管叫_,这种磁体，有电流通过时有_,没有电流通过时就失去_。电磁铁的磁性有无可用_来控制，磁性强弱可用_、_、_来控制，电磁铁的极性变换可用改变_来实现。利用 制成的电磁继电器，可以通过低电压和弱电流控制 电路，实现安全操作与生产。2、关于电磁铁，下面说法中不正确的是（ ）A、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性 B、通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强 C、通入电磁铁的电流方向改变，它的磁性强弱也发生改变 D、在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强3、通电螺线管插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是（ ）A、插入铁芯后，铁芯带电的结果 B、插入铁芯后，螺

20、线管中的电流增大了的结果 C、插入铁芯后，铁芯被磁化，铁芯与螺线管共同作用的结果 D、插入铁芯后，螺线管内的空间变小的结果电源电源电铃4、如图是温度自动报警器的原理图，以下说法中不正确的是（ ） A、温度计中的水银是导体 B、温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的 C、报警器中的电磁铁运用了电流的热效应 D、电磁铁继电器是一种电路开关5、 图所示的是控制电磁铁磁性强弱的电路图，其中正确的是（ ）6、 下图是水拉自动控制电路所需的基本器材，虚线框中元件叫 请在图上将它们连接成水位自动控制电路要求当水箱内水位还没有达到金属板A的高度时，工作电路中绿灯亮，电动机工作；当水位升高到金属板A的高度时（水中

21、的杂质是导体），电动机停止工作，红灯亮7、 如图所示，弹簧测力计甲、乙下分别挂一个条形磁铁和铁块，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片向右端移动时，弹簧测力计的读数（ ）A甲乙都变大 B甲乙都变小 C甲变大乙变小 D甲变小乙变大8.如图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小，则变阻器接入电路的方式可以是（ ） AC接E，D接F BC接E，B接F CA接E，D接F DA接E，B接F （1）已有一个线圈匝数可以改变的电磁铁（含铁芯）、电源、开关、电流表和一堆大头针，还应补充的器材是 . （2）为了增加电磁铁的磁性，小华同学提出了以下方案：增大电磁铁中的电流；抽出电磁铁的铁芯；减少线圈的匝数；增加线圈的匝数.在上述方案中，经实验验证，正确的做法是（ ）.A. 方案 B. 方案 C. 方案 D. PS10. 如上右图所示，开关闭合时，电磁铁的上端为 极， 要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻