人教版九年级物理 第二十章电与磁第3节电磁铁 电磁继电器 教案

/第二十章第3节：电磁铁电磁继电器电磁铁、电磁继电器【考点精讲】一、电磁铁1.电磁铁：定义内部插入铁芯的螺线管原理电流的磁效应,通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强优点〔特点〕磁性有无由通断电来控制；磁极由电流方向来控制；磁性强弱由电流大小、线圈匝数来控制应用电磁继电器、电动机、【注意】①如果带有铁芯的螺线管没有通电,此时它没有磁性,但仍属于电磁铁；②电磁铁的铁芯应该是“软铁〞,即电磁铁断电,其铁芯的磁性会消失；③利用了电流的磁效应来工作,即将电能转化为磁场能,进而转化为机械能。2.探究影响磁性强弱的因素①磁性强弱与线圈匝数的关系：〔控制电流相等〕②磁性强弱与电流的关系：〔控制线圈匝数不变〕③结论：线圈匝数越多,电流越大,电磁铁的磁性越强④方法：控制变量法；转换法二、电磁铁的应用电磁继电器：实质由电磁铁控制的开关原理用低电压、弱电流控制高电压、强电流,进行远距离操作和自动控制结构主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和触点作用不仅可保证操作人员的平安,而且可实现遥控和生产自动化自动水位显示器【典例精析】例题1如下图,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,弹簧长度变短思路导航：根据安培定那么可知电磁铁的上端为N极,与磁铁相排斥,当电路中滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动过程中,电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性增强,弹簧长度变短。答案：D例题2如图是小明研究“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、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。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。⑴用笔画线代替导线将实物图连接完整。⑵指针下方的物体A应由〔〕材料制成。A.铜 B.铁 C.铝 D.塑料⑶当开关闭合后,电磁铁左端应为磁极的极。⑷实验发现：①当滑动变阻器的滑片P向滑动时〔填“左〞或“右〞〕,指针B偏转的角度将会〔填“变大〞或“变小〞〕；②保持滑片P位置不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会〔填“变大〞或“变小〞〕。⑸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,电磁铁磁性；当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越,磁性越。思路导航：〔1〕滑动变阻器的接法应该是“一上一下〞；〔2〕磁体能够吸引铁、钴、镍等物质；〔3〕利用安培定那么判断N、S极；〔4〕通过偏转的角度来反映磁性的强弱,这是利用了转换法；〔5〕电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数和电流大小有关。答案：⑴滑动变阻器金属杆右端〔或左端〕与开关左端相连⑵B⑶N〔北〕⑷①右〔左〕变小〔变大〕②变大⑸越强多〔少〕强〔弱〕【总结提升】〔答题时间：45分钟〕电磁铁、电磁继电器1.某同学在做“探究电磁铁〞实验中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如下图,以下说法中正确的选项是〔〕A.要使电磁铁磁性增强,应将变阻器的滑动片向右滑动B.电磁铁能吸引的大头针越多,说明它的磁性越强C.电磁铁B线圈匝数多,所以通过B的电流较小D.假设将两电磁铁上部靠近,会相互吸引2.要增强电磁铁的磁性,可采用的方法是〔〕A.增大线圈中的电流 B.减少线圈的匝数C.降低线圈两端的电压 D.改变线圈中的电流方向3.电磁继电器的作用之一是通过控制低压电路的通断间接地控制高压电路的通断。关于如下图的电路,以下说法正确的选项是〔〕A.连有电动机的电路是低压控制电路B.连有电动机的电路是高压工作电路C.图示电路的主要优点是可以节约用电D.图示电路的主要优点是为了操作方便4.如下图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,以下说法正确的选项是〔〕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5.如图是温度自动报警器的原理图,它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的选项是〔〕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.电磁继电器是一种电路开关6.如下图的自动控制电路中,当开关S断开时,工作电路的情况是〔〕A.灯亮,电动机转起来,电铃响B.灯亮,电动机转起来,电铃不响C.灯不亮,电动机不转,电铃响D.灯亮,电动机不转,电铃响7.探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关,小曼同学作出以下猜测：猜测A：电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性猜测B：通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强猜测C：外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强为检验上述猜测是否正确,小曼所在小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线〔外表涂有绝缘漆的导线〕在大铁钉上绕制假设干圈,制成简单的电磁铁。以下图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小曼的猜测和实验,完成下面的填空：〔1〕通过观察电磁铁,可判断它磁性的强弱。〔2〕通过比拟两种情况,可以验证猜测A是正确的。〔3〕通过比拟两种情况,可以验证猜测B是正确的。〔4〕通过比拟d中甲、乙两电磁铁,发现猜测C不全面,应补充。〔5〕小曼做完实验又提出了一个新的问题：假设将d中甲的铁钉去掉,那么甲、乙吸引大头针数目是否还是甲多乙少呢？于是进一步猜测：D.甲多乙少E.甲少乙多F.甲一个也不吸引G.无法判定你认为她的猜测最有理由成立的是；〔填字母〕并陈述你的理由。8.如下图,是某学习小组同学设计的研究“影响通电螺线管磁性强弱的因素〞的实验电路图。〔1〕增大通电螺线管的电流,滑动变阻器的滑片应向〔选填“左〞或“右〞〕移动。〔2〕下表是该组同学所做实验的记录：通电螺线管中有无铁芯无铁芯有铁芯线圈匝数50匝50匝实验次数123456电流/A0.81.21.50.81.21.5吸引大头针的最多数目/枚000358同学们发现无铁芯组实验中没有吸引起大头针,那么通电螺线管到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是。〔写出一种即可〕〔3〕在与同学们交流讨论时,另一组的同学提出一个新问题：“当线圈中的电流和匝数一定时,通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小〔粗细〕有关?〞现有大小不同的两根铁芯,请根据你的猜测并利用此题电路,写出你验证猜测的简要操作方案。电磁铁、电磁继电器1.B解析：电流越大,电流产生的磁场越强,只有将变阻器的滑片向左移动,电路中的电流才会变大,故A错.A线圈和B线圈串联,电流相等,故C错。因为缠绕方式和电流方向均相同,两个电磁铁上部极性相同,会相互排斥,故D错。这道试题考查了如何利用转化法、控制变量法“研究电磁铁〞的实验过程、现象和结论。在实验过程中,可以通过是否吸引大头针判断电磁铁有无磁性；当线圈匝数不变时,只改变电流大小,通过吸引数目不同的大头针,可以研究磁性与电流的关系；当电流相同时,通过观察吸引大头针的数目不同,可研究磁性与线圈匝数的关系。2.A解析：影响电磁铁磁性强弱的因素有两个,一是电流的大小,二是线圈的匝数,要增大磁性,可增大电流或增加线圈的匝数。减少线圈匝数、降低线圈两端的电压,都会使磁性减弱,故B、C错误,假设改变电流方向,只能使磁极改变,不会影响磁性,故D错.选A。3.B解析：此题中,电磁铁、开关、电源组成控制电路；电动机、电源、触点开关组成工作电路。在电磁继电器中控制电路是低压电路,工作电路是高压电路,因而“有电动机的电路〞是工作电路,因此A选项错。图示电路是利用电磁继电器控制电动机的工作,目的是用低电压、弱电流来控制电动机电路〔高电压、强电流〕电路的通断,而不是为了“节约用电〞或“操作方便〞,因而选项C、D是错误的。4.D解析：这是一道应用电磁继电器实现自动控制的题目。由图可知：当温度升高到78℃时,温度计内的水银上升到与上面的金属丝线头接触的位置,接通控制电路,电磁铁具有磁性,吸引衔铁向下,从而接通灯L2所在的工作电路,断开L1所在电路,使灯L1熄灭,灯L2发光报警。选项A、B中的引发报警的温度读错了。5.C解析：此题温度报警器的原理是：当周围环境温度升高时,温度计中的水银受热膨胀,液面上升,当与导线接触时,左边控制电路接通,电流通过螺线管,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,右边的工作电路接通,电铃发声.可知,选项C错误。6.B解析：开关S断开时,电磁铁中无电流没有磁性,弹簧把衔铁拉起,电灯和电动机组成的并联电路连通,电灯亮、电动机转动；电铃电路断开,电铃不响。开关S闭合时,电磁铁通电有磁性,吸下衔铁,使电铃电路连通,电铃响；电灯和电动机电路断开,灯不亮,电动机不转。7.〔1〕吸引大头针数目的多少〔2〕ab〔或ac或ad〕〔3〕b