第二節(jié)探究：通電螺線管外部磁場的方向2第十八章磁及其相互作用滬科版2024物理觀念了解電磁鐵的結(jié)構(gòu)及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，能利用電磁鐵的知識解決生活中的實(shí)際問題?？茖W(xué)思維經(jīng)歷分析電磁鐵、電磁繼電器的結(jié)構(gòu)及其工作原理的過程，發(fā)展分析推理能力。科學(xué)探究通過制作簡易的電磁起重機(jī)，培養(yǎng)提出和解決問題、總結(jié)歸納的科學(xué)探究能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任結(jié)合電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體會物理學(xué)的應(yīng)用價值，關(guān)注科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的影響。核心素養(yǎng)

永磁體和電磁鐵都是重要的電磁元件，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？電磁鐵又有哪些優(yōu)越性？有什么重要的應(yīng)用？問題導(dǎo)入電磁鐵：把導(dǎo)線繞成螺線管，再在螺線管內(nèi)插入鐵芯，當(dāng)有電流通過時，它會有較強(qiáng)的磁性。我們把這種磁體叫作電磁鐵。螺線管鐵芯U形電磁鐵電磁鐵電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用工作原理電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)來工作的。在螺線管的內(nèi)部插入鐵芯通電后，鐵芯在螺線管的磁場中被磁化，兩磁場疊加，使電磁鐵的磁性大大增強(qiáng)。螺線管的磁場+鐵芯的磁場螺線管的磁場電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用電磁鐵磁極極性的判斷電磁鐵的磁極極性與通電螺線管的磁極極性是一致的，可運(yùn)用安培定則來判定。電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用（1）提出問題：電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)?（2）猜想與假設(shè)：①電磁鐵只有在線圈中通有電流時才有磁性，猜想電流的大小應(yīng)該會影響電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。②構(gòu)成電磁鐵的主要部件是線圈，猜想線圈的形狀和匝數(shù)可能會影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。1.探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用（3）實(shí)驗(yàn)方法①控制變量法：控制電磁鐵線圈的匝數(shù)不變，改變線圈中電流的大小?？刂齐姶盆F線圈的電流不變，改變線圈匝數(shù)。②轉(zhuǎn)換法：根據(jù)電磁鐵吸引鐵釘或曲別針等數(shù)量的多少來判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用把電磁鐵、電源（帶開關(guān)）、滑動變阻器、電流表等組成串聯(lián)電路。（4）實(shí)驗(yàn)器材與電路電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用①按照電路圖，把滑動變阻器、電流表和一定匝數(shù)的電磁鐵串聯(lián)起來，移動變阻器的滑片P，改變電路中的電流。觀察電磁鐵吸引曲別針的數(shù)目有什么變化。（5）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用②把三個匝數(shù)不同的電磁鐵串聯(lián)在電路中，觀察電磁鐵吸引曲別針的數(shù)目有什么變化。C電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)①中，通過電磁鐵的電流越大，吸引曲別針的數(shù)目越多，說明電磁鐵的磁性越強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)②中，線圈匝數(shù)多的c電磁鐵吸引曲別針的數(shù)目最多，說明c電磁鐵的磁性比a與b電磁鐵的磁性強(qiáng)。（6）分析論證（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)論線圈匝數(shù)一定時，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；電流一定時，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用電磁鐵的應(yīng)用（1）電磁鐵可以直接對磁性物質(zhì)有吸引力的作用主要應(yīng)用在電鈴、電磁起重機(jī)、電磁剎車裝置和許多自動控制裝置上。全自動洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水閥門，衛(wèi)生間里感應(yīng)式?jīng)_水器的閥門，也都是由電磁鐵控制的。電磁起重機(jī)電鈴耳麥、喇叭電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)：（1）可以通過電流的通斷來控制其磁性的有無。（2）可以通過改變電流的方向來改變其磁極的極性。（3）可以通過改變電流的大小或線圈匝數(shù)的多少來控制其磁性的強(qiáng)弱。電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用（2）電磁鐵的另一個應(yīng)用是產(chǎn)生強(qiáng)磁場?，F(xiàn)代技術(shù)上很多地方需要的強(qiáng)磁場都是由電磁鐵提供的，如磁懸浮列車、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、磁療設(shè)備、測量儀器、研究微觀粒子用的加速器等。2003年，上海浦東機(jī)場磁懸浮鐵路成為我國第一條正式投入運(yùn)營的磁懸浮鐵路，最高速度可達(dá)500km/h以上。電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用在生產(chǎn)技術(shù)中，一些大型機(jī)器在工作時的電流大，電壓高，人們直接控制或操作是很危險的，那怎么才能控制這些強(qiáng)大的電流？原來人們使用了電磁繼電器，下面學(xué)習(xí)電磁繼電器的工作原理。電磁繼電器概念電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路通斷的裝置。電磁繼電器實(shí)質(zhì)上是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。電磁繼電器電磁繼電器的構(gòu)造與工作電路主要有電磁鐵、銜鐵、彈簧、動觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)等組成。（1）控制電路：電磁鐵、銜鐵、彈簧、低壓電源、開關(guān)等.（2）受控電路：高壓電源、電動機(jī)、動、靜觸點(diǎn).電磁繼電器

閉合低壓控制電路中的開關(guān)S，電流通過電磁鐵的線圈產(chǎn)生磁性，把銜鐵B吸下來，使動觸點(diǎn)D與靜觸點(diǎn)E接觸，受控的高壓電路閉合，電動機(jī)M工作。斷開開關(guān)S，線圈中的電流消失，電磁鐵的磁性消失，銜鐵B在彈簧的作用下與電磁鐵分離，使觸點(diǎn)D、E脫開，受控電路斷開，電動機(jī)停止工作.電磁繼電器的工作原理電磁繼電器電磁繼電器的應(yīng)用（1）利用電磁繼電器可以通過控制低電壓、弱電流電路的通斷來間接地控制高電壓、強(qiáng)電流工作電路的通斷，使人遠(yuǎn)離高壓環(huán)境；（2）利用電磁繼電器可以使人遠(yuǎn)離高溫、有毒等環(huán)境，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制；（3）在電磁繼電器控制電路中接入對溫度、壓力或光照敏感的元件，利用這些元件操縱控制電路的通斷，可以實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力或光的自動控制，如電鈴、防盜報警、防汛報警、溫度自動控制、空氣開關(guān)自動控制等。電磁繼電器應(yīng)用實(shí)例——（1）溫度自動報警器制作水銀溫度計時在玻璃管中封入一段金屬絲，當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指的溫度時，電鈴就響起來，發(fā)出報警信號。說明它的工作原理。電磁繼電器右圖是直流電鈴的原理圖。銜鐵B與彈性片A相連，電源斷開時，彈性片是和螺釘接觸的。接通電源后電磁鐵吸引銜鐵，敲擊鈴?fù)氚l(fā)聲，但同時彈性片與螺釘分離導(dǎo)致斷電，電磁鐵失去磁性后彈性片又和螺釘接觸而通電，如此往復(fù)。弄懂原理后，請你在右圖所示的繼電器上把電源連在電路里，使它成為一個電鈴。應(yīng)用實(shí)例——機(jī)械電鈴工作原理電磁繼電器解析：如圖所示。電磁繼電器應(yīng)用實(shí)例——水位自動報警器原理當(dāng)水位上漲時，水與金屬A接觸，由于水（不純凈）是導(dǎo)體，使控制電路接通，電磁鐵吸引銜鐵，使動觸點(diǎn)與下面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路接通，則紅燈發(fā)光；當(dāng)水位下降時，使控制電路斷開，電磁鐵失去磁性，彈簧拉著銜鐵使動觸點(diǎn)與上面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路接通，則綠燈亮。電磁繼電器電磁繼電器磁性強(qiáng)弱電磁鐵內(nèi)部帶鐵芯的通電螺線管稱為電磁鐵.利用電流的磁效應(yīng)來工作的.電磁鐵線圈的匝數(shù)越多、電流越大，電磁鐵的磁性就越強(qiáng).①可通過電流的通斷來控制其磁性的有無.②可通過改變電流方向來改變其磁極的極性.③可通過改變電流的大小或線圈匝數(shù)的多少

來控制