2017春九年級(jí)物理全冊(cè)第20章電與磁第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器課件新版新人教版.ppt

1、第二十章 電與磁,第3節(jié) 電磁鐵 電磁繼電器,例1,分析電磁繼電器問題的基本思路(規(guī)律方法),如圖20 - 54所示是一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬器”的工作原理圖,光控開關(guān)接收到紅光時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合,壓敏電阻若同時(shí)受到車的壓力,其阻值變小,電磁鐵的磁性因電路中電流的改變而變(填“強(qiáng)”或“弱”),當(dāng)電流變化到一定值時(shí),銜鐵與觸點(diǎn)(填“1”或“2”)接觸,電控照相機(jī)工作,拍攝違規(guī)車輛.,解析根據(jù)題意可知,當(dāng)信號(hào)燈紅燈亮?xí)r,光控開關(guān)自動(dòng)閉合,控制電路接通,當(dāng)壓敏電阻受到汽車壓力時(shí),電阻變小,控制電路中的電流增強(qiáng),電磁鐵具有磁性,當(dāng)電流變化到一定值時(shí),吸引銜鐵,銜鐵與觸點(diǎn)2接觸,工作電路中的照相機(jī)和電源連通,

2、照相機(jī)開始工作.,【解題歸納】此題通過一個(gè)自動(dòng)控制電路來考查電磁繼電器的應(yīng)用,使物理知識(shí)服務(wù)于社會(huì).分析這類自動(dòng)控制作用的電磁繼電器的工作原理,通常按下面的程序進(jìn)行:控制元件或開關(guān)處于什么狀態(tài)控制電路的通斷電磁鐵有無磁性是否吸引銜鐵工作電路的通斷.,2,強(qiáng),1.黃勇豪家的小型養(yǎng)雞場用電熱孵化機(jī)孵化小雞,但很擔(dān)心半夜停電.為此他設(shè)計(jì)了一個(gè)停電提醒器(如圖所示),需要時(shí)把它的插頭插入電源插座并閉合開關(guān)S即可.如果停電,因?yàn)榫€圈(填“得到”或“失去”)磁性,銜鐵就會(huì)被(填“吸合”或“拉起”),電鈴就發(fā)聲提醒主人.,失去拉起提示:正常情況下,電磁鐵有磁性,吸引銜鐵與靜觸點(diǎn)B接觸,綠燈亮;如果停電,則電

3、磁鐵失去磁性,銜鐵在彈簧的作用下被拉起,與靜觸點(diǎn)A接觸,電鈴工作.,失去,拉起,電磁鐵磁性強(qiáng)弱的理解(易錯(cuò)點(diǎn)),例2,解析電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電磁鐵線圈的匝數(shù)多少和通過電磁鐵線圈的電流強(qiáng)弱有關(guān);匝數(shù)越多,電流越強(qiáng),電磁鐵的磁性就越強(qiáng).此題中電磁鐵的線圈匝數(shù)不能任意改變,但可以通過移動(dòng)滑片P來改變通過電磁鐵線圈的電流,電磁鐵的磁性也隨之改變.開關(guān)的通斷只能決定電磁鐵磁性的有無,而不能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱.故正確答案為B.,如圖20 - 55所示,關(guān)于此電磁鐵的電路,下列說法正確的是() A.電磁鐵的磁性強(qiáng)弱,可由開關(guān)S來控制 B.電磁鐵的磁性強(qiáng)弱,可由滑片P來控制 C.電磁鐵的磁性強(qiáng)弱只取決于線圈

4、的匝數(shù),線圈的匝數(shù)不變,電磁鐵的磁性強(qiáng)弱也不變 D.電磁鐵的磁性強(qiáng)弱只取決于電磁鐵本身的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)不變,電磁鐵的磁性強(qiáng)弱也不變,B,2.某同學(xué)在做“探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中,使用兩個(gè)相同的大鐵釘繞制成電磁鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如圖所示,閉合開關(guān)后,下列說法中正確的是() A.要使電磁鐵磁性增強(qiáng),應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng) B.電磁鐵能吸引的大頭針越多,表明它的磁性越強(qiáng) C.電磁鐵B線圈匝數(shù)多,所以通過B的電流較小 D.若將兩電磁鐵上部靠近,會(huì)相互吸引,B,例1,解析該自動(dòng)控制電路的光敏電阻R0與定值電阻R串聯(lián),當(dāng)人靠近到一定距離時(shí),從光電傳感器上發(fā)射的紅外線經(jīng)人體反射后被接收器接收,接收器

5、中的光敏電阻R0阻值減小,兩端電壓減小,電路電流變大,電磁繼電器磁性增強(qiáng),銜鐵被吸下燈泡發(fā)光;電源左端是正極,因此電磁鐵的下端是電流流進(jìn)端,根據(jù)安培定則,右手四指順著電流方向握住螺線管后,大拇指指向下端,為N極,則上端是S極.,實(shí)際應(yīng)用題(2016黃岡中考)如圖20 - 56所示是某賓館走廊廊燈的自動(dòng)控制電路,走廊入口上方安裝有反射式光電傳感器,當(dāng)人靠近到一定距離時(shí),從光電傳感器上發(fā)射的紅外線經(jīng)人體反射后被接收器接收,接收器中的光敏電阻R0阻值減小,定值電阻R兩端的電壓,同時(shí)電磁鐵磁性,工作電路接通,燈泡發(fā)光,圖中電磁鐵的上端是極.,增大,增強(qiáng),S,例2,解析由圖知:羊群在羊圈中時(shí),電磁鐵通電

6、有磁性,吸引銜鐵,使動(dòng)觸點(diǎn)拉離靜觸點(diǎn),電鈴所在電路斷開,電鈴不響.當(dāng)羊逃出羊圈沖斷漆包線時(shí),電磁鐵斷路不通電,彈簧將動(dòng)觸點(diǎn)拉至靜觸點(diǎn),電鈴所在報(bào)警電路接通,電鈴響,發(fā)出報(bào)警聲.,實(shí)際應(yīng)用題如圖20 - 57所示是小明為張大爺設(shè)計(jì)的“看羊自動(dòng)報(bào)警器”,羊圈周圍由一圈細(xì)漆包線包圍著,由圖可知:當(dāng)羊群在羊圈中時(shí),電磁鐵(填“有”或“無”)磁性,電鈴(填“響”或“不響”);當(dāng)羊逃出羊圈沖斷漆包線時(shí),電磁鐵磁性,電鈴.,有,不響,無,響,例3,說理題如圖20 - 58所示是一種防汛報(bào)警器的原理圖.S是觸點(diǎn)開關(guān),B是一個(gè)漏斗形的竹片圓筒,里面有浮子A,請(qǐng)你說明這種報(bào)警器的工作原理.,答案其工作原理為:水面

7、升至警戒水位時(shí),浮子A上升使觸點(diǎn)開關(guān)S接通,左邊電路有電流,電磁鐵吸引銜鐵而使右邊電路接通,指示燈亮而發(fā)出警報(bào).,解析電磁繼電器相當(dāng)于指示燈電路的開關(guān),當(dāng)水面升高到警戒水位時(shí),浮子A隨著上升,觸點(diǎn)開關(guān)S接通,電磁繼電器線圈通電而具有磁性,吸引銜鐵,指示燈電路接通,燈亮達(dá)到報(bào)警的目的.,例4,電路設(shè)計(jì)題為了防止糧食倉庫內(nèi)谷物緩慢氧化積聚熱量過多而釀成火災(zāi),用如圖20 - 59所示帶金屬絲的水銀溫度計(jì)和電磁繼電器安裝成自動(dòng)報(bào)警器.正常情況下綠燈亮,當(dāng)倉內(nèi)溫度升高到100 時(shí)紅燈亮,同時(shí)電鈴響.試按此要求把各元件連成電路.,解析根據(jù)題中要求,將溫度計(jì)、控制電源、電磁繼電器的線圈串聯(lián)成控制電路.紅燈和

8、電鈴并聯(lián)后再和工作電源、電磁繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)1、靜觸點(diǎn)3串聯(lián),再將綠燈和工作電源、電磁繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)1、靜觸點(diǎn)2串聯(lián)組成工作電路.,答案如圖20 - 60所示.,例5,探索創(chuàng)新題小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過熱自動(dòng)報(bào)警電路”,如圖20 - 61甲所示.將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方,當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí),繼電器的上觸點(diǎn)接觸,下觸點(diǎn)分離,指示燈亮;當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時(shí),繼電器的下觸點(diǎn)接觸,上觸點(diǎn)分離,警鈴響.圖甲中繼電器的供電電壓U1=3 V,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0為30 .當(dāng)線圈中的電流大于等于50 mA時(shí),繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響.圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像. (

9、1)由圖乙可知,當(dāng)環(huán)境溫度為40 時(shí),熱敏電阻阻值為.當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值將,繼電器的磁性將(后兩空填“增大”“減小”或“不變”). (2)圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱相連,指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱相連(均填“A”或 “B”). (3)圖甲中線圈下端P的磁極是(填“N”或“S”)極. (4)請(qǐng)計(jì)算說明,環(huán)境溫度在什么范圍內(nèi)時(shí),警鈴報(bào)警.,解析(1)從圖乙中可以看出,當(dāng)溫度為40 時(shí),對(duì)應(yīng)的熱敏電阻的阻值為70 ,且從圖像的變化趨勢看,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,則控制電路中的電流將變大,電磁鐵的磁性將增大.(2)根據(jù)題設(shè)條件可知,警鈴工作時(shí),繼電器的下觸點(diǎn)接觸,故接線柱C應(yīng)

10、與接線柱B相連,同理可知,指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連.(3)根據(jù)安培定則容易判斷出線圈的上端為N極,下端為S極.(4)當(dāng)線圈中的電流為50 mA時(shí),繼電器的銜鐵剛好被吸合,警鈴響,此時(shí)控制電路的總電阻為 =60 ,則熱敏電阻的阻值為R=R總-R0=60 -30 =30 ,結(jié)合圖乙可以判斷出此時(shí)熱敏電阻的溫度為80 .再結(jié)合前面的分析可知,只有當(dāng)熱敏電阻的溫度大于等于80 ,警鈴才會(huì)報(bào)警.,例5,探索創(chuàng)新題小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過熱自動(dòng)報(bào)警電路”,如圖20 - 61甲所示.將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方,當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí),繼電器的上觸點(diǎn)接觸,下觸點(diǎn)分離,指示燈亮;當(dāng)環(huán)境溫度超過

11、某一值時(shí),繼電器的下觸點(diǎn)接觸,上觸點(diǎn)分離,警鈴響.圖甲中繼電器的供電電壓U1=3 V,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0為30 .當(dāng)線圈中的電流大于等于50 mA時(shí),繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響.圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像. (1)由圖乙可知,當(dāng)環(huán)境溫度為40 時(shí),熱敏電阻阻值為.當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值將,繼電器的磁性將(后兩空填“增大”“減小”或“不變”). (2)圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱相連,指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱相連(均填“A”或 “B”). (3)圖甲中線圈下端P的磁極是(填“N”或“S”)極. (4)請(qǐng)計(jì)算說明,環(huán)境溫度在什么范圍內(nèi)時(shí),警鈴報(bào)警.,70,減

12、小,增大,B,A,S,當(dāng)線圈中的電流等于50 mA時(shí),繼電器的銜鐵剛好被吸合,警鈴報(bào)警.此時(shí)控制電路總 電阻 =60 , 熱敏電阻的阻值為R=R總-R0=60 -30 =30 ,由圖像可知,此時(shí)t=80 ,所以當(dāng)溫度t大于等于80 時(shí)警鈴報(bào)警.,例6,實(shí)驗(yàn)探究題如圖20 - 62所示是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的研究“影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)電路圖. (1)增大通電螺線管的電流,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向(填“左”或 “右”)移動(dòng). (2)下表是該組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的記錄: 同學(xué)們發(fā)現(xiàn)無鐵芯組實(shí)驗(yàn)中沒有吸引起大頭針,那么通電螺線管到底有沒有磁性呢?他們通過其他方法驗(yàn)證了這幾次實(shí)驗(yàn)中通電螺線管都是有磁性的.他們采用的方法可能是 .(寫出一種即可) (3)在與同學(xué)們交流討論時(shí),另一組的同學(xué)提出一個(gè)新問題:“當(dāng)線圈中的電流和匝數(shù)一定時(shí),通電螺線管的磁性強(qiáng)弱是否還與線圈內(nèi)的鐵芯大小(粗細(xì))有關(guān)?”現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯,請(qǐng)根據(jù)你的猜想并利用本題電路,寫出你驗(yàn)證猜想的簡要操作方案: .,按本題電路圖接好電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片于一定的位置,首先放入大的鐵芯,觀察大頭針被吸引的數(shù)目,記錄數(shù)據(jù);再放入小的鐵芯,觀察大頭針被吸引的數(shù)目,記錄數(shù)據(jù),兩者進(jìn)行比較.,左,將大頭針換成小磁針,(或者用細(xì)鐵屑等),解析(1)為增大通電螺線管的電流,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器連入電