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1、第第3 3节节 电磁铁电磁铁 电磁继电器电磁继电器第二十章第二十章 电电与磁与磁逐点逐点导讲练导讲练课堂课堂小结小结作业作业提升提升学习目标学习目标课时讲解1课时流程2u电磁铁电磁铁u电磁铁的电磁铁的磁性磁性u电磁继电器电磁继电器知识点电磁铁电磁铁知知1 1讲讲感悟新知感悟新知11.定义：把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，定义：把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有当有电流通过时，它会有较强的磁性，没有电流时就失电流通过时，它会有较强的磁性，没有电流时就失去磁性去磁性，这种，这种磁体叫做电磁铁。磁体叫做电磁铁。2.构成：内部插入铁芯的通电螺线管。构成：内部插入铁芯的通电螺线
2、管。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知3.工作原理：电磁铁是根据电流的磁效应和在通电螺线管工作原理：电磁铁是根据电流的磁效应和在通电螺线管中中插入插入铁芯后磁场将大大增强的原理来工作的。铁芯后磁场将大大增强的原理来工作的。(1)通电通电螺线管中插入铁芯磁性增强的原因：螺线管通电螺线管中插入铁芯磁性增强的原因：螺线管通电后后具有具有磁性，这时内部的铁芯被磁化，两个磁场叠加，磁性，这时内部的铁芯被磁化，两个磁场叠加，使使磁性磁性比原来螺线管的磁性强。比原来螺线管的磁性强。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(2)电磁铁电磁铁的铁芯一般用铁来做，因为电磁铁在实际应用中的铁芯一般用铁来做，因为电磁铁在实际应用中
3、，通常通常情况下要求得失磁性自由，铁是软磁性材料，情况下要求得失磁性自由，铁是软磁性材料，符合符合这样这样的要求。的要求。4.应用：电磁起重机、磁浮列车、电铃、电磁继电器等。应用：电磁起重机、磁浮列车、电铃、电磁继电器等。不能用钢，钢是硬磁性材料，不能用钢，钢是硬磁性材料，被磁化后磁性能长期保持。被磁化后磁性能长期保持。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知知识链接知识链接电磁铁的出现：电磁铁的出现：电流的磁效应电流的磁效应通电直导线周围通电直导线周围有磁场有磁场(磁性弱磁性弱)通电螺线管类似通电螺线管类似条形磁体条形磁体(磁性磁性强强)电磁铁电磁铁(磁性磁性可以更可以更强强)感悟新知感悟新知知知1
4、1练练通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是是()A.铁芯本身具有磁性铁芯本身具有磁性B.插入铁芯，使电流增大了插入铁芯，使电流增大了C.插入铁芯，相当于增加了线圈的匝数插入铁芯，相当于增加了线圈的匝数D.螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性的共同作用螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性的共同作用例 1感悟新知感悟新知知知1 1练练解题秘方：解题秘方：本题考查的是电磁铁磁性强弱的问题。由本题考查的是电磁铁磁性强弱的问题。由电磁铁电磁铁的构成深入分析其磁性增强的原因。的构成深入分析其磁性增强的原因。解析：解析：通电螺线管周围存在磁场，当铁芯插入其中后通
5、电螺线管周围存在磁场，当铁芯插入其中后，铁芯被磁化，又形成一个磁场，两个磁场相互叠加，铁芯被磁化，又形成一个磁场，两个磁场相互叠加，使磁性增强。，使磁性增强。感悟新知感悟新知知知1 1练练方法技巧：方法技巧：核心要素分析法。由定义可知，电磁铁的核心要素分析法。由定义可知，电磁铁的构成最主要构成最主要的是在线圈中插入了铁芯，而铁芯是磁性的是在线圈中插入了铁芯，而铁芯是磁性材料，通电材料，通电螺线管螺线管具有磁性，能将铁芯磁化，由此进具有磁性，能将铁芯磁化，由此进一步分析一步分析。答案：答案：D 感悟新知感悟新知知知1 1练练1-1.中考中考安徽安徽 小林将小林将导线绕在一根铁钉上导线绕在一根铁钉
6、上，制成，制成电磁铁，电磁铁，与电池与电池接通接通后，如图后，如图1 所示，所示，铁钉铁钉的尖端的尖端为为_(填填“N”或或“S”)极极。N知识点电磁铁的磁性电磁铁的磁性知知2 2讲讲感悟新知感悟新知21.探究电磁铁磁性强弱的影响因素探究电磁铁磁性强弱的影响因素(1)实验实验方法方法实验探究中通过电磁铁吸引大头针实验探究中通过电磁铁吸引大头针数目数目(或或小铁钉小铁钉等等)的的多少多少，来比较电磁铁磁性的强弱。这种方法为转换法。，来比较电磁铁磁性的强弱。这种方法为转换法。影响电磁铁磁性强弱的因素有多个，在探究磁性强弱影响电磁铁磁性强弱的因素有多个，在探究磁性强弱与与其中其中一个因素的关系时，运
7、用了控制变量法。一个因素的关系时，运用了控制变量法。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知(2)实验设计实验设计在探究磁性强弱与线圈匝数的关系时，要保证电流相等在探究磁性强弱与线圈匝数的关系时，要保证电流相等，将将两个线圈串联；两个线圈串联；在探究磁性强弱与电流大小的关系时，采用只观察一个在探究磁性强弱与电流大小的关系时，采用只观察一个线圈线圈，用滑动变阻器改变电流的办法，用滑动变阻器改变电流的办法。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知(3)实验实验结论：线圈匝数一定时，通入的电流越大，结论：线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁电磁铁的的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，线圈磁性越强；电流一定时，外
8、形相同的螺线管，线圈匝匝数数越多，电磁铁的磁性越强。越多，电磁铁的磁性越强。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知2.对实验结论的相关研究对实验结论的相关研究(1)分析分析电磁铁的特点，可参照通电螺线管的特点来分析。电磁铁的特点，可参照通电螺线管的特点来分析。(2)实验实验结论的应用：增强电磁铁磁性强弱的常用方法：结论的应用：增强电磁铁磁性强弱的常用方法：增大线圈中的电流；增大线圈中的电流；增加线圈的匝数。增加线圈的匝数。(3)拓展拓展：电磁铁的磁性强弱实质上与多种因素有关。：电磁铁的磁性强弱实质上与多种因素有关。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知实验操作图解实验操作图解通过串联探究电磁通过串联探究电磁铁
9、磁性铁磁性强弱与强弱与线圈线圈匝数匝数的关系，如图的关系，如图2所所示示。探究电磁铁磁性探究电磁铁磁性强弱强弱与电流大小与电流大小的的关系关系时，可采用如图时，可采用如图3所所示的示的操作。操作。感悟新知感悟新知知知2 2练练小明用如图小明用如图4 所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关。些因素有关。例2感悟新知感悟新知知知2 2练练(1)下下表是小明的实验记录，根据表中数据回答问题：表是小明的实验记录，根据表中数据回答问题：线圈匝数线圈匝数100匝匝50匝匝实验次数实验次数123456电流电流/A0.61.21.50.81.01.5吸引大头针的数量吸引
10、大头针的数量/枚枚711145810感悟新知感悟新知知知2 2练练通过比较通过比较第第_和第和第_两两次实验可知电磁铁的次实验可知电磁铁的磁性强弱磁性强弱跟线圈匝数有关。跟线圈匝数有关。电磁铁的磁性强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟电磁铁的磁性强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟 _有关有关。(2)实验实验中，小明通过中，小明通过观察观察_来来判判断电磁铁磁性的强弱。断电磁铁磁性的强弱。36电流的大小电流的大小电磁铁吸引大头针的数量电磁铁吸引大头针的数量感悟新知感悟新知知知2 2练练解题秘方解题秘方：由控制变量法的设计要求指导分析。由控制变量法的设计要求指导分析。解析：解析：题中，研究电磁铁磁性强弱与线
11、圈匝数的关系，题中，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，则对比则对比组中线圈匝数应组中线圈匝数应不同不同(故故应从线圈为应从线圈为100 匝和匝和50 匝的匝的实验实验中各选一中各选一组组)，而电流大小应而电流大小应相同相同(第第3 次次和第和第6 次实验次实验中电流中电流大小相同，均为大小相同，均为1.5 A)，可见，可见，第第3 和第和第6 两次实验两次实验满足满足要求。要求。感悟新知感悟新知知知2 2练练方法规律：方法规律：由实验数据归纳结论：由线圈匝数相由实验数据归纳结论：由线圈匝数相同、同、电流不同电流不同的几次实验数据归纳电磁铁磁性强的几次实验数据归纳电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
12、弱与电流大小的关系；由；由电流大小相同、线圈匝电流大小相同、线圈匝数不同的几次实验数据归纳电磁数不同的几次实验数据归纳电磁铁磁性铁磁性强弱与线强弱与线圈匝数的关系。圈匝数的关系。感悟新知感悟新知知知2 2练练2-1.中考中考 海南海南 某实验某实验小组用自制小组用自制电磁铁探究电磁铁探究影响电磁铁影响电磁铁磁性磁性强弱强弱的因素。他们用的因素。他们用相同的相同的漆包线和铁钉绕漆包线和铁钉绕制成制成两两个电磁铁个电磁铁A 和和B，B铁铁钉上绕有更多匝数钉上绕有更多匝数的线圈的线圈，实，实验装置如图验装置如图5所所示。示。感悟新知感悟新知知知2 2练练(1)如如图甲，图甲，闭合闭合开关开关，电磁铁
13、，电磁铁A 的的钉尖钉尖是是_(填填“N”或或“S”)极极；将滑动变阻器的；将滑动变阻器的滑片滑片P 向右向右移动，能移动，能吸引吸引_(填填“更多更多”“不变不变”或或“更少更少”)的大头针的大头针。S更更少少感悟新知感悟新知知知2 2练练(2)如如图乙，把图乙，把电磁铁电磁铁A 和和B 串联，闭合串联，闭合开关开关，多次，多次移动滑动变阻器移动滑动变阻器的滑的滑片片P，发现电磁铁发现电磁铁B总能总能吸引更多的大头吸引更多的大头针针，通过，通过比较，得出的比较，得出的结论是结论是_。电流电流相同相同时时，线圈的匝数越多，电磁铁的，线圈的匝数越多，电磁铁的磁磁(3)电磁铁在生活中应用广泛，请举
14、一例：电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：_。性性越强越强电铃电铃知识点电磁继电器电磁继电器知知3 3讲讲感悟新知感悟新知31.结构：电磁铁、衔铁、弹簧和触点。结构：电磁铁、衔铁、弹簧和触点。2.制作原理：利用电流的磁效应工作。制作原理：利用电流的磁效应工作。3.实质：电磁继电器实质上相当于工作电路的开关。实质：电磁继电器实质上相当于工作电路的开关。知知3 3讲讲感悟新知感悟新知4.作用作用(1)利用利用低电压、弱电流电路来控制高电压、强电流电路低电压、弱电流电路来控制高电压、强电流电路，以以保证工作人员的安全。保证工作人员的安全。(2)实现实现各种自动控制：远距离自动控制、光自动控制、各种自动
15、控制：远距离自动控制、光自动控制、温温度自动控制度自动控制等。等。5.工作原理表述：通常控制电路和工作电路分别表述。工作原理表述：通常控制电路和工作电路分别表述。知知3 3讲讲感悟新知感悟新知结构图解结构图解电磁继电器的电磁继电器的结构结构如图如图6 所示。所示。感悟新知感悟新知知知3 3练练如图如图7 所示的是恒温箱的简易电路图所示的是恒温箱的简易电路图。例 3感悟新知感悟新知知知3 3练练其其工作原理工作原理是接通是接通工作电路后，电热丝加热，箱内温工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当箱内温度度升高，当箱内温度达到达到金属丝金属丝A 所指的温度时，所指的温度时，控控制电路制电路_，衔铁
16、被吸下，衔铁被吸下，工作工作电路断开，电热丝电路断开，电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝停止加热。当箱内温度低于金属丝A 所所指的指的温度时，温度时，控制电路控制电路_，衔铁衔铁被被_，工作电路再次工作电路再次工作工作，电热，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。接通接通断开断开弹簧弹簧拉起拉起感悟新知感悟新知知知3 3练练解题秘方：解题秘方：电磁继电器的电路可分为控制电路和工作电磁继电器的电路可分为控制电路和工作电路两电路两部分，一般先分析控制电路的工作情况，再分部分，一般先分析控制电路的工作情况，再分析工作电路析工作电路的工作的工作情况。情况。感悟新知感悟新知知知3 3练练解析：解析：如图，接通工作电路后，电热丝加热，箱内温如图，接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高度升高，当，当温度计中的水银柱上升到与金属丝温度计中的水银柱上升到与金属丝A 接触接触时，由于水银是时，由于水银是导体导体，控制电路接通，电磁铁有磁性，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，则工作，衔铁被吸下，则工作电路断开电路断开，电热丝停止加热，电热丝停止加热，当温度低于当温
