电磁铁电磁继电器人教版九年级物理 知识精细梳理与培优拓展提升.docx

电磁铁 电磁继电器 【学习目标】1.了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理；2.知道影响电磁铁磁性强弱的因素；3.了解电磁铁在生活中的广泛应用；4.了解电磁继电器的结构和工作原理；5.初步认识电磁学知识的实际应用知识导图】【基础知识】知识点一、电磁铁1.概念用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性我们把这种磁体叫做电磁铁2.电磁铁的构造如图所示，电磁铁主要由线圈和铁芯（由软铁制成，不能用钢，因钢磁化后磁性不易消失）构成当线圈通过电流时产生磁场，而铁芯可以可以圈产生磁场时被磁化，产生与螺线管的磁场方向一致的磁场，大大增强了电磁铁的磁性3.电磁铁极性的判断插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系拓展培优：常见的电磁铁多数成U型，目的是使电磁铁的两个磁极能同时吸引物体，增大其吸引力典例1】如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（　　）。

A．在圆筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 D．将电源正负极互换知识点二、电磁铁的磁性1.探究-电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关实验目的探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验猜想影响电磁铁磁性强弱的因素可能是线圈中的电流大大小、电磁铁线圈匝数的多少（用控制变量法）实验器材电源、开关、滑动变阻器、电流表、两个规格相同的大铁钉、导线和若干大头针设计电路图进行实验（1）将导线绕在铁钉上做成简易电磁铁，并将其置于足量的大头针的上方；（2）连接好电路，使滑动变阻器接入电路的阻值适中，闭合开关，观察到如图甲所示电磁铁吸引大头针较少；移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，观察到如图乙所示电磁铁吸引的大头针增多比较可知，通过电磁铁的电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强；（3）如图丙所示，将导线绕在两个相同的铁钉上，构成两个简易电磁铁的串联电路从图丙可以看出，在电流相同情况下，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强实验结论电磁铁磁性的强弱与线圈中的电流大小以及线圈匝数的多少有关1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强；（2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。

2.电磁铁的特点和应用（1）电磁铁的特点①磁性的有无可通过通断电流来控制；②磁极的极性可通过改变电流的方向来实现；③磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制2）电磁铁在实际生活中的应用①对磁性材料有力的作用主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上；②产生强磁场现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等典例2】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路1）实验中，通过观察_______来判断电磁铁磁性的强弱；（2）根据图示的情景可知，_______（选填“甲”或“乙”）吸引的大头针个数较多，说明电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越_______（选填“强”或“弱”）；当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越_______，电磁铁的磁性越强；（3）根据右手螺旋定则，可判断出乙电磁铁的上端是_______（选填“N”或“S”）极；（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是_______知识点三、电磁继电器1.定义电磁继电器时利用低电压、弱电流的路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路2.构造及工作原理电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分，如图所示控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断3.电磁继电器的应用远离高电压利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等远离有害环境利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制如核电站中的开关等实现自动控制在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制如水位自动报警器、温度自动报警器等典例3】如图甲所示的智能电梯在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的减小而增大当有人走下电梯后，左侧电路中电流______（选填“增大”、“减小”或“不变”），则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变”），电动机的功率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

方法帮】题型一：电磁铁【角度1】电磁铁的构造及工作原理解答此类题目要明确：（1）电磁铁内部插入的铁芯是能够被磁化，且磁性在断电时就消失的软磁体；（2）电磁铁，有电流时由磁性，无电流时无磁性；（3）电磁铁磁性的强弱与电流大小和线圈的匝数的多少有关典例1】如图是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，其中E是电磁铁只利用此装置可以研究电磁铁磁性强弱与______是否有关闭合开关S后，发现电磁铁吸引起少量大头针为了让电磁铁能吸引起更多的大头针，只利用图中的器材，可以将滑动变阻器滑片向______移动选填“左”或“右”）【角度2】实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素【典例2】为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小南用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验1）他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过______来显示电磁铁磁性的强弱；（2）连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到如图甲所示的情景接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图乙所示的情景，比较图甲和乙，可知______图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越______（选填“大”或“小”）磁性越强；（3）实验中还可以改变______来改变电磁铁的磁性强弱。

角度3】按要求连接电磁铁电路（1）根据滑动变阻器对电磁铁强弱的影响正确选择滑动变阻器的接线柱；（2）由小磁针静止时的指向和磁极间的相互作用规律标出电磁铁的N极；（3）根据安培定则标出电磁铁上线圈中电流方向，找出电磁铁上电流的流入端和流出端；（4）把标出电流流入端的电磁铁当作一个已知正、负接线柱的用电器，依次连接各元件即可典例3】将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：（1）电路能改变电磁铁磁性的强弱；（2）使小磁针静止时如图角度4】含电磁铁电路的动态分析（1）电路变化：分析电路中电学量（电流）的变化；（2）电流的变化引起电磁铁磁性如何变化；（3）电磁铁的吸引力如何变化；（4）其他物理量的变化典例4】如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关S2后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是（　　）A．S1断开，滑片P在图示位置；B．S1闭合，滑片P在图示位置；C．S1闭合，滑片P在滑动变阻器最右端；D．S1闭合，滑片P在滑动变阻器最左端题型二：电磁继电器【角度1】电磁继电器的电路连接解题通法（1）区分控制电路和工作电路；（2）分析外部条件的变化引起控制电路中电阻和电流的变化；（3）分析控制电路中电流的变化引起电磁继电器衔铁的动作；（4）分析衔铁动作对工作电路的影响，根据设计要求连接电路。

典例5】自动报警器的工作原理如图所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度达 到金属丝下端所指示的温度时，红色报警灯亮，平时绿灯亮．请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接角度2】电和磁的综合计算【典例6】为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示控制电路中，电压U1=3V，定值电阻R0=50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]（1）随着温度的升高，热敏电阻的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当温度增大到一定值时，衔铁会跳起；（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流______；（3）求工作电路在保温状态下的电功率______；（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率______中考帮】考点一：电磁铁【典例】（2022·包头） 图甲是磁悬浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示电磁铁。

灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光下列说法正确的是（　　）A. 发光的半导体芯片电阻为零；B. 灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理；C. 通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电；D. 通电后电磁铁的下端为S极考点二：电磁继电器【典例】（2022·山西）创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池如图是它的简化装置图，电源电压一定控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水下列分析正确的是（ ）A水位上升时，电磁铁磁性变弱 B水位上升时，通过R0电流变小C水位下降时，R0的电功率变大 D水位下降时，RN的阻值会变大【作业帮】一、基础练（知识巩固）1.如图所示，闭合开关S，滑片P向左移动，则螺线管（　　）A．左端为S极，磁性增强 B．左端为S极，磁性减弱C．左端为N极，磁性减弱 D．左端为N极，磁性增强2.下列有关电和磁的叙述正确的是（ ）A．英国的法拉第发现了电流的磁效应；B．通电螺线管的磁场强弱只与电流大小有关；C．通电螺线管外部磁场的形状与条形磁铁的相似；D．电磁铁中用钢芯代替铁芯效果更好3.如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝下端所指示的温度为90℃，下列说法错误的是（　　）。

A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质；B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的特点；C．报警器中，水银温度计和电磁铁串联在电路中；D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响4.如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图汽车启动时，需将钥匙插入仪表盘上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的。