初中物理人教版九年級全冊第二十章電與磁第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器

第3節(jié)電磁鐵電磁繼電器課時導學案【學習目標】1．能描述電磁鐵，說明電磁鐵的工作原理。2．通過實驗探究知道電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系。3．能說明電磁繼電器的結構及工作原理，了解電磁繼電器在生產、生活中的應用。重點：實驗研究電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關。難點：電磁繼電器的工作原理及其應用?！咀灾鲗W習】電磁鐵1、觀察課本P129圖，實驗演示：取一根鐵釘，讓它接觸大頭針，發(fā)現不能吸引，將漆包線繞在上面制成線圈，通電后發(fā)現它能夠吸引大頭針了。斷開開關，可以看到大頭針又掉下來了。此現象說明了什么？答案：插入鐵釘的通電螺線管具有磁性，并且有電流通過時有磁性，沒有電流時就失去磁性。

2、把一根導線繞成螺線管，再在螺線管內插入鐵芯，當有電流通過有磁性。這種磁鐵就叫電磁鐵。你能總結出電磁鐵磁性的特點嗎？答案：電磁鐵有電流通過時有磁性，沒有電流時就失去磁性。3、生活中你知道電磁鐵有哪些應用？答案：電冰箱、吸塵器、電磁起重機、電鈴中有電磁鐵。溫馨提示：電磁鐵實際上是一個帶鐵芯的螺線管。二、影響電磁鐵磁性強弱的因素

1、猜想與假設：影響電磁鐵磁性強弱的因素有：(1)電流的大小;(2)線圈匝數的多少。2、實驗設計：(1)電磁鐵的磁性是看不見摸不著的量,可通過吸引鐵釘的個數來判斷,這種方法是轉換法。(2)電磁鐵的磁性強弱可能與多個因素有關,在探究時,需利用控制變量法。①探究電磁鐵磁性與線圈中電流的關系思路：需控制線圈匝數不變,改變電路中的電流。故電路中可連入滑動變阻器。②探究電磁鐵磁性與線圈匝數的關系思路：控制電流相同,改變線圈匝數。實驗數據及分析：分析實驗數據,你可得出的實驗結論是(1)與電流的關系：線圈匝數相同時,通過線圈的電流越大,磁性越強;(2)與線圈匝數的關系：通過線圈的電流相同時,線圈匝數越多,磁性越強。溫馨提示：電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數及電流大小兩個因素有關,故在敘述影響電磁鐵磁性強弱的結論時,“在××相同(一定)時”這個前提條件不可忽略。三、電磁繼電器

觀察課本P131圖結合電磁鐵的特點及其應用,回答下列問題：1.根據電磁鐵的特點,觀察通電后,電磁繼電器的工作過程。答案：當有電流通過線圈,銜鐵就被吸合到電磁鐵上,此時,C觸點與上端金屬片的B觸點接通,工作電路就工作。2、填一填：電磁鐵通電時,具有__磁性___,吸引__銜鐵___,使動觸點和靜觸點接觸,工作電路_閉合____;電磁鐵斷電時,電磁鐵失去_磁性____,__彈簧___把銜鐵拉起來,_切斷___工作電路。3.根據電磁繼電器的工作原理分析工人利用其可以實現哪些操作?電磁繼電器的實質是什么?答案：可實現用低電壓、弱電流控制高電壓、強電流的工作電路或進行遠距離操作。電磁繼電器的實質是一種利用電磁鐵來控制工作電路的開關?！竞献鹘涣鳌?.通電螺線管中插入鐵芯后，為什么磁性明顯加強了？答案：鐵芯被磁化成為磁體。2、電磁鐵的鐵芯要用軟鐵,能不能用鋼或鋁、銅？【點撥】電磁鐵的“鐵芯”必須使用軟鐵類的軟磁性材料。因為軟鐵容易被磁化,磁性也容易消失,而鋼具有保持磁性的性質,鋼被磁化后會成為永磁體,更不能使用銅、鋁等非磁性材料,這些材料起不到增強電磁鐵磁性的作用。答案：不能【效果展示】1、下列裝置中，沒有用到電磁鐵的是（

D）A．電磁起重機

B．電磁繼電器

C．電鈴

D．電熱毯2、關于電磁鐵的敘述中,錯誤的是(D)A.通電螺線管中插入鐵芯就構成了電磁鐵B.電磁鐵的鐵芯用的是鐵棒而不是鋼棒C.電磁鐵通電時有磁性,斷電時沒有磁性D.電磁鐵的磁極方向不能用安培定則判斷3、（2023懷化）4、電磁鐵實際上就是一個帶有鐵芯的螺線管,其磁性的有無可以由通斷電流來控制。5、(2023莆田)如圖是一種“闖紅燈違規(guī)證據抓拍模擬器”的工作原理圖，光控開關接收到紅光時會自動閉合，壓敏電阻受到壓力時其阻值會變小。當紅燈亮后，且車輛壓到壓敏電阻上時，電磁鐵的磁性因電路中電流的改變而變強（填“強”或“弱”），吸引銜鐵與觸點2（填“1”或“2”）接觸，電控照相機工作，拍攝違規(guī)車輛。6、2023濟南舜耕中學段考）小明用如圖所示的裝置探究電磁鐵磁性的強弱跟哪些因素有關。(1)下表是小明的實驗記錄,根據表中數據回答下列問題：電磁鐵(線圈匝數)100匝50匝實驗次數123456電流/A吸引大頭針的數量711145810①通過比較第3和第6兩次實驗,可知電磁鐵的磁性強弱跟線圈匝數有關。②電磁鐵的磁性強弱除了跟線圈匝數有關外,還跟電流的大小有關。(2)實驗中,小明通過觀察

電磁鐵吸引大頭針的多少

來判斷電磁鐵磁性的強弱?！局銓W習】1、電磁鐵的特點（1）電磁鐵磁性可有可無：通過電流有無控制.（2）電磁鐵磁性可大可?。和ㄟ^改變電流大小或線圈匝數多少控制.（3）電磁鐵磁極可以改變：通過改變電流方向控制.2、電磁鐵的應用——電磁繼電器：(1)種類：①一種有兩個觸點——靜觸點和動觸點各一個,如圖甲,多用于簡單的控制電路中,是一個控制電路通斷的開關。②另一種有三個觸點——兩個靜觸點,一個動觸點,如圖乙,多用于復雜的自動控制電路中,它的動、靜觸點相當于一個單刀雙擲開關,能實現的是電路的切換：當電磁鐵有磁性時,電磁鐵吸引銜鐵,接通一個電路;當電磁鐵無磁性時,彈簧拉起銜鐵,斷開一個電路同時接通另一個電路。(2)相關電路設計。①控制電路：電磁鐵通過開關與電源相連。②工作電路：根據題意,確定各元件的連接方式,將繼電器的每對動、靜觸點看成一個開關,有時看成一個單刀雙擲開關。知識擂臺【課時達標】選題測控表知識點題號電磁鐵1、2、4、5、7、9、10、11電磁繼電器2、3、6、8、121.某同學在一個空心紙管上繞了一些漆包線，為了使導線通電產生的磁場明顯增強，可以采用的辦法是(B)A.拆去若干圈導線，使所繞導線的電阻減小一些B.在空心紙管內部放入一個盡量粗一些的鐵芯C.再多繞幾圈導線，并在空心紙管內放入一個銅芯D.在空心紙管內部放入任意材料的金屬都可以【解析】拆去若干圈導線，使所繞導線的電阻減小一些，若電源電壓不變，電流會大一些，但線圈的匝數減少，故無法判斷其磁性增強還是減弱，A錯；在空心紙管內部放入一個盡量粗一些的鐵芯，由于鐵芯被磁化，鐵芯的磁性和螺線管的磁性的共同作用會使其磁性明顯增強，B正確；銅芯是非磁性材料，不會影響電磁鐵磁性的強弱，多繞幾圈導線，不會使其磁場明顯增強，C錯；只有在空心管內放入磁性材料(如鐵)，才能使電磁鐵的磁性增強，若放入銅、鋁等非磁性材料不會使電磁鐵的磁性增強，D錯。2.（2023蘭州）3、（2023煙臺）4、小華同學在做“探究電磁鐵”實驗中，使用兩個相同的大鐵釘繞制成電磁鐵進行實驗，如圖所示，下列說法中正確的是（B）A．要使電磁鐵磁性增強，應將變阻器的滑動片向右滑動B．電磁鐵能吸引的大頭針越多，表明它的磁性越強C．電磁鐵B磁性較強，所以通過它的電流較大D．若將兩電磁鐵上部靠近，會相互吸引解析：電磁鐵的磁性強弱與電流大小和線圈匝數的多少有關。電流越大，線圈匝數越多，則其磁性越強。磁性的強弱無法用肉眼直接看出來，可以通過它對外表現的性質來判斷。本題中是通過鐵釘吸引大頭針的多少來比較的。在D選項中，要利用安培定則來判斷出兩電磁鐵上部的磁極，A的上端為N極，B的上端也為N極，所以它們是相互排斥的。電磁鐵B的磁性較強是因為B的線圈匝數多。由題圖可以看出A和B兩個電磁鐵是串聯(lián)的，所以電流大小是相同的。5、（2023湖州）解析：通過開關的斷開和閉合，探究電流的有無對電磁鐵磁場有無的影響；通過調節(jié)滑動變阻器改變電流，探究電流的大小對電磁鐵磁場強弱的影響；不同匝數的兩電磁鐵串聯(lián)，可探究線圈匝數對電磁鐵磁場強弱的影響。6、（2023龍巖）解析：7、（2023德州）如圖所示，電路中Rx為壓敏電阻，阻值隨所受壓力增大而減小，開關S閉合后，螺線管的上端相當于電磁鐵的_S_極；當壓力增大時，電磁鐵的磁性會_增強__。8、（2023沈陽）下水井蓋的丟失給人們出行帶來了安全隱患。為提示路人注意安全，小明設計了如圖所示的電路，電路中利用一元硬幣代替鐵質井蓋是因為兩者都屬于_導體___（填“絕緣體”或“導體”）。當井蓋丟失時，燈泡發(fā)光報警，當電磁鐵的線圈中有電流通過時，繼電器的動觸點與__下_（填“上”或“下”）靜觸點接觸，電磁鐵的上端是_N__極。

【解析】一元硬幣是金屬屬于導體，由圖看出當井蓋丟失時，控制電路斷開，電路中無電流，電磁鐵無磁性，銜鐵被彈簧拉起，燈泡發(fā)光報警；當電磁鐵的線圈中有電流通過時，電磁鐵中有電流有磁性，銜鐵被吸下，繼電器的動觸點與下靜觸點接觸，根據安培法則，電磁鐵的上端是N極。9、(2023梧州)在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中，小明用鐵釘制成簡易電磁鐵甲、乙，并設計了如圖所示的電路。（1）實驗中是通過吸引大頭針的數量來顯示電磁鐵磁性的強弱，當滑動變阻器滑片向左移動時，電路中的電流增大（填“增大”、“不變”或“減小”），電磁鐵吸引大頭針的個數增多，說明電流越大，電磁鐵磁性越強。（2）根據圖示的情景可知，電磁鐵甲的上端是南或S極；電磁鐵乙（填“甲”或“乙”）的磁性較強，說明電流一定時，線圈匝數越多，電磁鐵磁性越強；實驗發(fā)現被電磁鐵吸引的大頭針下端是分散的，其原因是大頭針被磁化，同名磁極相互排斥。10、為了探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關,小琴同學用漆包線(表面涂有絕緣漆的導線)在大鐵釘上繞若干匝,制成簡單的電磁鐵,如圖甲、乙、丙、丁為實驗中觀察到的四種情況。(1)通過比較__甲、乙____兩種情況可知電磁鐵通電時有磁性,斷電時沒有磁性;(2)比較圖__乙____和__丙__可知,匝數相同時,電流越大磁性越強;(3)由圖__丁__可知：當電流一定時,匝數越多,磁性越強?！窘馕觥?1)比較甲、乙兩圖,螺線管匝數相同,乙中有電流,電磁鐵吸引鐵釘,故可知電磁鐵通電時有磁性,斷電時無磁性;(2)由題圖可知,乙圖和丙圖螺線管的匝數相同,丙圖電流大于乙圖的電流,丙圖吸引的鐵釘比乙圖多。所以由乙、丙可以看出電流越大,磁性越強;(3)圖丁兩個螺線管串聯(lián),所以電流大小相同,B線圈匝數比A線圈匝數多,B吸引的鐵釘比A多,所以由圖丁可以看出,當電流一定時,匝數越多,磁性越強。11、根據圖中小磁針靜止時的指向，用筆畫線代替導線將如圖所示的實物連線圖補充完整(要求：①小磁針的指向滿足如圖所示方向；②滑動變阻器的滑片向A端移動時通電螺線管的磁性減弱)；標出通電螺線管的N、S極并畫出它的一條磁感線，在磁感線上標明磁場方向?！窘馕觥扛鶕〈裴楴極指向可以判斷通電螺線管左端為S極，故電源正極連接通電螺線管左端，滑動變阻器的滑片向A端移動時通電螺線管的磁性減弱，則說明電阻會變大，故滑動變阻器需連接B接線柱，根據通電螺線管外部磁感線方向從N極到S極畫出磁感線方向答案：如圖所示12、溫度自動報警器的工作原理如圖所示，在水銀溫度計的上方封入一段金屬絲，當溫度達到金屬絲下端所指示的溫度時，紅色報警燈亮，平時綠燈亮。請根據以上要求，用筆畫線代替導線，完成工作電路部分的連接?！窘馕觥侩姶爬^電器電路分為控制電路和工作電路，連接時要注意工作電路和控制電路是相對獨立的。當溫度未達到金屬絲下端所指示的溫度時，電磁鐵電路斷開，電磁鐵無磁性，綠燈電路接通，綠燈亮；當溫度達到金屬絲下端所指示的溫度時，電磁鐵電路接通，電磁鐵有磁性，將銜鐵吸下，綠燈電路斷開，紅燈電路接通，紅燈亮。答案：【對接中考】選題測控表本節(jié)中考常考知識點考查角度題號電磁鐵電磁鐵磁性強弱的決定因素及其實驗探究1、2電磁繼電器電磁繼電器的工作過程31、（2023孝感）張揚同學在探究電磁鐵磁性強弱的實驗中，使用兩個相同的A、B大鐵釘繞制成電磁鐵進行實驗，如右圖所示，下列說法錯誤的是（C）A．滑片P向右滑動，電磁鐵的磁性減弱B．電磁鐵能吸引的大頭針越多，表明它的磁性越強C．電磁鐵A、B的上端均為S極D．該實驗可以探究電磁鐵磁性的強弱與匝數多少的關系2、（2023荊門）如圖所示，閉合開關S，彈簧測力計的示數增大。下列分析正確的是（B）A.c端是S極，a