第二十章電與磁§20.3電磁鐵電磁繼電器2022年課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)結(jié)合具體實(shí)例，了解電磁鐵在生活中的應(yīng)用1．【重點(diǎn)】通過實(shí)驗(yàn)探究了解電磁鐵的工作特點(diǎn)。知道電磁鐵磁性有無可以利用電流通斷來控制。磁性強(qiáng)弱可以用電流大小、線圈匝數(shù)來調(diào)節(jié)。電磁鐵極性可以通過改變電流方向控制。2．【重點(diǎn)】了解電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，如電磁起重機(jī)、電鈴、磁懸浮列車、空氣開關(guān)。3．知道電磁繼電器的工作原理2．實(shí)驗(yàn)1：探究電磁鐵的特點(diǎn)(1)電磁鐵通電時(shí)_____(選填“能”或“不能”)吸引大頭針，斷電時(shí)_______(選填“能”或“不能”)吸引大頭針。說明電磁鐵通電時(shí)_____磁性，斷電時(shí)_____磁性。做一做知識(shí)點(diǎn)1電磁鐵1．內(nèi)部插有鐵芯的螺線管叫做_________。與永久磁體對(duì)比，電磁鐵有怎樣的特點(diǎn)呢？通過以下實(shí)驗(yàn)研究一下。電磁鐵能不能有無(2)把一個(gè)小磁針放在電磁鐵的一端，通電后通過觀察小磁針的指向判斷電磁鐵該端的極性。然后改變電磁鐵中的電流方向，觀察到小磁針的指向與剛才_(tái)______(選填“相同”或“相反”)，說明電磁鐵的磁極方向___________(選填“發(fā)生改變”或“不變”)。相反發(fā)生改變3．探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：(1)提出問題：電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可能與哪些因素有關(guān)？你將如何驗(yàn)證你的猜想呢？(2)猜想：電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可能與___________、___________有關(guān)。電流強(qiáng)弱線圈匝數(shù)(3)實(shí)驗(yàn)方法：①當(dāng)一個(gè)物理量可能同時(shí)受多個(gè)因素影響時(shí)，要采用___________法進(jìn)行探究；②實(shí)驗(yàn)中需要比較電磁鐵磁性強(qiáng)弱，但電磁鐵磁性強(qiáng)弱不易直接測(cè)量。因此可以用_______法的思維，通過觀察________________________判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱。電磁鐵________________，反映其磁性越強(qiáng)。

控制變量轉(zhuǎn)換

電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)吸引大頭針越多4．實(shí)驗(yàn)2：探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)思路：應(yīng)保持___________相同，改變電流大小，再通過觀察電磁鐵_________________從而判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱有沒有發(fā)生改變。而為了方便改變電流大小，可用_____________與電磁鐵串聯(lián)，把如圖實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整。線圈匝數(shù)吸引大頭針數(shù)目滑動(dòng)變阻器(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①連接實(shí)驗(yàn)電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電路電流為0.1A，觀察此時(shí)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目；②移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流變?yōu)?.5A，觀察此時(shí)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目。(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：步驟②電磁鐵能吸引大頭針的數(shù)目_______步驟①。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：___________相同時(shí)，電流越大，電磁鐵磁性越_____。多于線圈匝數(shù)強(qiáng)5．實(shí)驗(yàn)3：探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)思路：應(yīng)保持_______相同，改變線圈匝數(shù)，再通過觀察電磁鐵_________________判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱有沒有發(fā)生改變。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：電流吸引大頭針數(shù)目 ①連接實(shí)驗(yàn)電路，此時(shí)選擇接入50匝的線圈，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電路電流為0.2A，觀察此時(shí)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目；②在電路中改接入100匝的線圈的電磁鐵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流為0.2A，觀察此時(shí)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目。(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：步驟②中電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多于步驟①電流相同時(shí)，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)。6．電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒有磁性。電磁鐵的這個(gè)特點(diǎn)在生活中應(yīng)用廣泛。(1)電磁起重機(jī)：電磁鐵安裝在吊車上，通電后吸起大量鋼鐵，移動(dòng)到另一個(gè)位置后切斷電流，電磁鐵_______磁性，鋼鐵被放下。(2)電鈴：開關(guān)閉合，電磁鐵_____磁性，吸引_______，帶動(dòng)鈴錘敲擊鈴?fù)氚l(fā)聲。銜鐵被吸下的同時(shí)，彈性片與螺釘分離導(dǎo)致斷電，電磁鐵_____磁性，彈性片把銜鐵拉起，又和螺釘接觸而通電，如此反復(fù)，鈴錘不斷敲擊鈴?fù)?，發(fā)出鈴聲。想一想失去有銜鐵無?結(jié)論1

1．電磁鐵構(gòu)造：由鐵芯和螺線管組成。2．電磁鐵工作原理：利用電流的_____效應(yīng)工作。3．優(yōu)點(diǎn)：(1)磁性有無可以利用電路_______來控制。(2)磁性強(qiáng)弱可以用___________、___________來調(diào)節(jié)。(3)電磁鐵極性可以通過改變___________控制。4．應(yīng)用：電磁起重機(jī)、電鈴、磁懸浮列車、空氣開關(guān)。磁通斷電流大小線圈匝數(shù)電流方向7．小明利用鐵釘制作了一個(gè)電磁鐵，閉合開關(guān)，鐵釘吸起了幾個(gè)大頭針，(如圖)螺線管上端為____(選填“N”或“S”)極。若使電磁鐵吸引大頭針的個(gè)數(shù)增多，可將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____移動(dòng)。練一練N左8．如圖所示，請(qǐng)將螺線管、滑動(dòng)變阻器接入電路中，使開關(guān)閉合后，螺線管與條形磁鐵相互排斥，滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)會(huì)使斥力變小。1．電磁繼電器的構(gòu)造如圖，虛線框部分是一個(gè)電磁繼電器，主要組成部分是_________、_______、_______、觸點(diǎn)。想一想知識(shí)點(diǎn)2電磁繼電器電磁鐵彈簧銜鐵2．電磁繼電器的工作原理：閉合控制電路中的開關(guān)，電流通過電磁鐵的線圈，電磁鐵_____(選填“有”或“沒有”)磁性，從而把_______吸引下來，帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)____接觸，電動(dòng)機(jī)所在電路_______(選填“接通”或“斷開”)，同時(shí)燈所在電路_______(選填“接通”或“斷開”)。當(dāng)斷開控制電路的開關(guān)時(shí)，電磁鐵線圈中的電流消失，電磁鐵_______(選填“有”或“沒有”)磁性，彈簧將_______拉起，使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)____接觸，電動(dòng)機(jī)所在電路_______(選填“接通”或“斷開”)，同時(shí)燈所在電路_______(選填“接通”或“斷開”)。3．電磁繼電器實(shí)質(zhì)上就是一種利用_________來控制工作電路的一種_______。有銜鐵B接通斷開沒有銜鐵A斷開接通電磁鐵開關(guān)4．每年夏季，贛江都會(huì)漲水。小明根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示的水位自動(dòng)報(bào)警裝置。當(dāng)水位上升到與金屬片A接觸時(shí)，控制電路接通，工作電路中_______(選填“燈亮”或“鈴響”)，通電螺線管下端為____(選填“N”或“S”)極。練一練鈴響N5．如圖所示是一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。制作水銀溫度計(jì)時(shí)，在玻璃管的兩端分別封入一段金屬絲。電池的兩極分別與金屬絲相連，當(dāng)溫度達(dá)到與電池正極相連的金屬絲下端所指的溫度時(shí)，電鈴就響起來，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。下列說法正確的是(

)A．溫度計(jì)中的水銀是絕緣體B．電鈴響時(shí)，電磁鐵右端是N極C．溫度降低到74℃以下，電鈴響D．電鈴響且滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電磁鐵磁性減弱B?結(jié)論2電磁繼電器實(shí)質(zhì)上是一種利用_________來控制工作電路的開關(guān)。它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強(qiáng)電流，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。電磁鐵重難點(diǎn)1電磁鐵的應(yīng)用與動(dòng)態(tài)電路分析【典例1】法國科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和徳國科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)巨磁電阻(GMR)效應(yīng)，榮獲了2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁、電之間信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度。如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖。(1)通電螺線管的右端是____極。(2)閉合開關(guān)S2，指示燈不亮，再閉合開關(guān)S1，指示燈發(fā)光，由此可知：巨磁電阻的大小與___________有關(guān)。S磁場(chǎng)強(qiáng)弱【典例1】法國科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和徳國科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)巨磁電阻(GMR)效應(yīng)，榮獲了2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁、電之間信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度。如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖。(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻變小時(shí)，電磁鐵的磁場(chǎng)_______(選填“增強(qiáng)”或“減弱”)。(4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻變小時(shí)觀察到指示燈變得更亮，這說明巨磁電阻的阻值在磁場(chǎng)中隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而_____(選填“增大”“不變”或“減小”)。增強(qiáng)減小【典例2】如圖所示的電路中，磁敏電阻R的阻值隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而明顯減小。將電磁鐵一端靠近磁敏電阻R，閉合開關(guān)S1、S2，下列說法正確的是(

)A．通電螺線管右端為N極，左端為S極B．在通電螺線管中插入鐵芯，電壓表示數(shù)增大C．當(dāng)R1的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)減小D．當(dāng)R1的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)增大C?重難點(diǎn)撥電流越大，電磁鐵磁性越強(qiáng)。典例1中閉合開關(guān)S2，指示燈不亮，說明電流比較小，巨磁電阻阻值比較大，但再閉合開關(guān)S1，指示燈發(fā)光，由此可知巨磁電阻的阻值變小了，可見磁場(chǎng)越強(qiáng)，巨磁電阻的阻值阻值越小。這類題目要綜合運(yùn)用電磁鐵的特點(diǎn)和歐姆定律進(jìn)行分析。重難點(diǎn)2電磁繼電器的應(yīng)用【典例3】如圖所示為車庫積水自動(dòng)報(bào)警器原理圖，圖中A、B位置可以安裝電鈴或LED燈，要求車庫沒有積水時(shí)，LED燈亮，車庫有積水時(shí)，電鈴響。電鈴工作時(shí)利用了電流的_____效應(yīng)，它應(yīng)該安裝在圖中的____(選填“A”或“B”)位置；LED燈是利用_________(選填“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”)材料制成的。磁B半導(dǎo)體【典例4】如圖所示是某科技小組設(shè)計(jì)的一種溫度自動(dòng)控制報(bào)警裝置電路圖，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，報(bào)警裝置就會(huì)響鈴，當(dāng)溫度低于90℃時(shí)，綠燈亮，電鈴不響。(1)請(qǐng)根據(jù)科技小組的設(shè)計(jì)要求完成電路圖。(2)當(dāng)圖中左方電源正負(fù)極不小心