电磁铁、电磁继电器、电动机、磁生电辅导教案

电磁铁、电磁继电器、电动机、磁生电辅导教案 学生姓名
年 级 九年级 学 科 物理 上课时间
教师姓名 课 题 电磁铁 电磁继电器 电动机 磁生电
教学目标
认识电磁铁和电磁继电器；
理解电动机原理和磁生电现象.
教学过程
教师活动 学生活动
温故知新
1.小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有（ ） ①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近．
A ．①④
B ．②③
C ．①②
D ．②④
2.如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是（ ）
A ．通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B ．发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C ．移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D ．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
3.图中，通电螺线管的左端是（ ）
A ．S 极
B ．负极
C ．正极
D ．N 极
4.如图所示，a 是弹簧下端挂的一根条形磁体（其中
黑色端为N极），b是电磁铁．当开关闭合后，把滑动变阻器的滑片P向右滑动时，关于电磁铁b的磁性强弱和弹簧长度的变化，下列说法中正确的是（）
A．b的磁性增强，弹簧伸长
B．b的磁性减弱，弹簧伸长
C．b的磁性减弱，弹簧缩短
D．b的磁性增强，弹簧缩短
5.如图所示通电螺线管的右侧是____（填“N”或“S”）极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，螺线管的磁性_______（填”增强“、”“不变”、“减弱”）．
6.如图所示，当电源开关接通后，会发现螺线管左侧小磁针的北极会向___（填“上”或“下”）偏转，这说明通电螺线管周围存在________；当滑动变阻器滑片向右滑动时弹簧测力计的示数_______（填“变大”、“变小”或“不变”）．
7.根据小磁针静止时的指向在如图所示中标出通电螺线管的N、S极和电流方向．
课前热身
1.在一次物理探究活动中，小明把一个正在发光的白炽灯放到U形磁铁中间，如图所示，他惊讶地发现灯丝在晃动，关于这种现象，下列说法正确的是（）A．灯丝晃动是一种电磁感应现象
B．灯丝晃动是内能转化成了机械能
C．灯丝晃动是灯丝受到磁铁的吸引作用
D．灯丝晃动是由于磁场对通电灯丝产生力的作用
2.POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利，POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头（如图所示），在使用时，将带有磁条的信用卡在POS 机指定位置刷一下，检热头的线圈中就会产生变化的电流．POS机便可读出磁条上的信息，图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是（）
A. B．
C. D．
遗漏分析
1.电磁感应
2.电动机原理
3.发电机原理
知识精讲
精讲1 电磁铁电磁继电器
1.电磁铁
（1）定义：内部插入铁芯的通电螺线管。

（2）构造――电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。

（3）工作原理：电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。

（4）影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法）：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数的多少
结论1）：在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。

结论2）：电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强。

结论3）：当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。

（5）优点：电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。

即，1）磁性有无由通断电来控制；
2）磁极由电流方向来控制；
3）磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制。

（6）应用：电磁继电器、电话
2.电磁继电器
（1）结构：电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和触点。

（2）实质：由电磁铁控制的开关。

（3）基本工作原理：如图所示，是一个利用电磁继电器来操纵电动机的电路。

其中电源E1、电磁铁线圈、开关S1组成的控制电路；而电源E2、电动机M、开关S2和触点、开关S组成工作电路。

当S1闭合时，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁将衔铁吸下，触点开关接通，电动机便转动起来；当断开S1时，电磁铁中失去电流，电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁上升，触点开关断开，电动机停止运转。

（4）作用：使用继电器不仅可保证操作人员的安全，而且能帮助人们实现遥控和生产自动化。

电话：组成：话筒、听筒。

基本工作原理：振动、变化的电流、振动。

例：如图所示，是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合．下列说法正确的是（）
A．电磁继电器与发电机工作原理相同
B．电磁继电器与电动机工作原理相同
C．电磁铁工作时，上端为S极
D．当有人闯入保密室时，b灯亮
变式一：小利同学观察到学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，两盏标有“36V”灯泡就会正常发光．图所示是小利设计的四个电路，其中可以起到消防应急灯作用的电路是（）
A. B.
C.
D.
精讲2 电动机
1．磁场对电流的作用：通电导体在磁场里要受到力的作用。

力的方向跟电流方向和磁感线方向有关。

2．通电线圈在磁场中，当线圈平面与磁感应线不垂直时，磁场
力会使线圈转动；当线圈平面与磁感应线垂直时，也会受到磁场
力的作用，但不会转动，这一位置叫做平衡位置。

3．直流电动机：用直流电源供电的电动机。

（1）原理：电动机是根据通电线圈在磁场中转动的基本原理制成的。

（2）能量转化：电能转化为机械能。

（3）构造：直流电动机模型主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、换向器和电刷四部分组成，其中，最简单的换向器是两个彼此绝缘的金属半环，它的作用是当通电线圈由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向，以保持线圈的持续转动。

（4）优点：电动机构造简单，控制方便(转速可由电流大小来控制，转动方向可由电流方向和磁极的位置来控制)，体积小，效率高，功率可大可小，不像内燃机那样污染环境，广泛地用于社会生活中。

例：如图示，把导线ab放在磁场里，闭合开关，发现通电导线ab向右运动，则（）A．对调电源正负极，ab向左运动
B．调换上下磁极和电源正负极，ab保持静止
C．调换蹄形磁体上下磁极，ab向右运动
D．调换开关的两个接线柱，ab向左运动
变式一：如图所示的实验装置中，当闭合开关S时，导体棒AB水平向左运动．下列关于此现象的说法正确的是（）
A．换用磁性更强的磁铁，AB将向右运动
B．该实验说明了发电机的工作原理
C．该实验说明通电导体周围存在磁场
D．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
精讲3 磁生电
1．电磁感应现象：英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。

2．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。

(1)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。

(2)感应电流的产生条件：
a.电路必须是闭合电路；
b.只是电路的一部分导体在磁场中；
c.这部分导体做切割磁感线运动。

3.发电机：
（1）原理――发电机是根据电磁感应现象制成的。

（2）构造――交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。

例：如图所示是发电机线圈在磁场中转动一圈的过程中经过的四个位置，电路中有感应电流的是（）
A.甲和乙 B．丙和丁 C．甲和丙 D．乙和丁
变式一：如图所示，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，
下列现象描述正确的是（）
A．导线ab竖直向上运动时，电流表指针会偏转
B．导线ab竖直向下运动时，电流表指针会偏转
C．导线ab从图中所示位置斜向上运动时，电流表指针不会偏转
D．导线ab分别水平向右和水平向左运动时，电流表指针偏转的方向相反
巩固练习
1.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁．有关电磁铁，下列说法中正确的是（）A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
2.在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路，下列相关说法不正确的是（）
A．电磁铁A、B上方都是S极
B．通过电磁铁A和B的电流相等
C．电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性
D．向右移动滑片P，电磁铁A、B磁性都减弱
3.如图所示的用电器中，利用电动机工作的是（）
A．电扇B．
电灯
C．
电热水壶
D．
电饭锅
4.关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是（）
A．可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系
B．可以研究发电机的工作原理
C．可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系
D．该装置实验过程中使机械能转化为电能
5.如图所示，在蹄形磁体的磁场中悬挂一根铜棒，铜棒的两端a、b通过导线跟开关、电流表连接．开关闭合后（）
A．只要铜棒ab在磁场中运动，电流表指针就会偏转
B．只改变铜棒运动方向时，电流表指针的偏转方向改变
C．只改变磁场方向时，电流表指针的偏转方向不变
D．同时改变磁场方向和铜棒运动方向时，电流表指针的偏转方向改变
6.如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块A时，灯____ 亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是___ ，灯____ 亮．
7.如图所示，这是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0阻值减小，电磁铁磁性____，工作电路接通，灯泡发光，图中电磁铁的上端是_____极．
8.如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场．
（1）闭合开关，由于磁场对_____有力的作用，线圈会转动；线圈在磁场中_____（选填“能”或“不能”）持续转动．
（2）将电源和开关换成小量程电流表，缓慢转动线圈，发现电流表的指针左右摆动，说明线圈在磁场中转动时产生了_____（选填“直流”或“交流”）电，根据此原理可制成______ 机．
9.如图所示的实验装置中，当导体棒AB竖直向上运动时，灵敏电流计的指针___偏转，让导体棒AB水平向右运动，灵敏电流计的指针____偏转（以上两空均选填“会”或“不会”），（选填“电动机”或“发电机”）_________是应用电磁感应原理制成的．
课堂小结
1.发电机和电动机的区别
（1）结构：发电机无电源；电动机有电源。

（2）工作原理：交流发电机是根据电磁感应原理工作的；
电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。

（3）能量转化:交流发电机是由机械能转化为电能
（4）电动机是由电能转化为机械能。

2.电磁感应和磁场对电流的作用的区别：
强化提升
1．某同学用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示．在“研究电磁铁”的实验过程中，当S闭合后，下列说法不正确的是（）
A．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
B．要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片P向左移动
C．B线圈的匝数多，说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流
D．电流相同，匝数多的磁性大
2．如图是一种温度自动报警器的原理图，制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连，说法正确的是（）
A．当温度计达到90℃时，报警装置会响铃，同时红灯亮
B．当温度计达到90℃时，报警装置会响铃，同时绿灯亮
C．当温度计达到85℃时，报警装置会响铃，同时绿灯亮
D．当温度计达到85℃时，报警装置会响铃，同时红灯亮
3．小乐在研究“磁场对通电导体作用”时采用如图所示实验，通电后发现导体棒向右摆动，要使通电导体棒的悬线向右的摆角增大．以下操作中可行的是（）
A．增大导体棒中的电流 B．减少磁铁的数量
C．颠倒磁铁磁极的上下位置 D．改变导体棒中的电流方向
4．如图为直流电动机的工作原理．以下相关的分析中正确的是（）
A．将电源和磁铁的两极都同时对调，线圈会反方向转动
B．电动机工作过程中，消耗电能全部转化为机械能
C．电动机工作过程中，线圈中也产生感应电流
D．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变
5．如图所示，在蹄形磁体的磁场中悬挂一根铜棒，铜棒的两端a、b通过导线跟开关、电流表连接．开关闭合后（）
A．只要铜棒ab在磁场中运动，电流表指针就会偏转
B．只改变铜棒运动方向时，电流表指针的偏转方向改变
C．只改变磁场方向时，电流表指针的偏转方向不变
D．同时改变磁场方向和铜棒运动方向时，电流表指针的偏转方向改变
6．为了防止考试作弊，监考人员会利用手柄式金属探测器对考生进行检查（如图所示），当探测线圈靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会在金属导体中产生涡电流，如果能检测出这种变化，并把它转换成声音信号，根据声音有无，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体了．以下设备中也是利用该原理工作的是（）
A．电动机 B．电磁铁
C．电铃 D．动圈式话筒
7．小明去超市，当他站在电梯上时电梯运动较快，走下电梯后发现电梯运运动会变慢．小明通过自己学习了解其电路如图所示（R是一个压敏电阻），他分析：当人走下电梯后，压敏电阻的阻值变大，则电磁铁的可磁性变___ （填“强”或“弱”），衔铁与触点（填“1“或“2”）接触，电动机转速变（填“大“或“小“）．
8．如图所示，闭合开关，观察到铝杆AB运动起来，说明磁场对电流有作用，利用该原理可制成（发电机、电动机），将磁体两极对调，观察AB 的运动方向，这是为了探究力的方向与关系．
9．课堂上，老师做了如图所示的演示实验．闭合开关，让导体ab向左运动，观察到灵敏电流计的指针发生，这现象说明闭合电路的一部分导体，做磁感线运动，导体中能产生电流；机就是利用这种原理制成的．
10．如图所示，桌面上放一单匝团合线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体．当磁体竖直向下运动时，线圈中产生感应电流，若保持磁体不动，线圈竖直向上运动靠近磁体，线圈中（均选填“会”、“不会”或“无法判断是否”）产生感应电流，你判断的依据：．
课后作业
第一天:
1．为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实践，如图所示，下列说法中正确的是（）
A．要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向右滑动
B．用电磁铁吸引大头针的数目显示它的磁性强弱
C．两电磁铁的线圈串联是为了探究磁性强弱与电流的关系
D．B线圈的匝数多，说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流
2．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图．实验发现，闭合S1，S2后，在滑片P向左滑动的过程中，则下列说法正确的是（）
A．指示灯明显变亮，电磁铁的右端为S极
B．指示灯明显变暗，电磁铁的磁性减弱
C．巨磁电阻的电阻值随磁场的增强而增大
D．指示灯明显变暗，电磁铁的右端为S极
3．如图所示的四个实验中，研究电动机工作原理的是（）
A．B．
C.D．
4．如图为直流电动机的基本构造示意图．以下相关的分析中正确的是（）A．电动机是利用电磁感应的原理工作的
B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向
5．科研人员研制的少儿“发电鞋”如图所示．鞋的内部安装了
磁铁和线圈．当少儿走动时，会驱动磁性转子转动，线圈中产
生电波，使得彩灯闪烁，提高了安全性，下列说法正确的是
（）
A．发电鞋是利用电流磁效应原理制成的
B．发电鞋工作时将电能转化为机械能
C．发电鞋是利用电磁感应原理制成的
D．发电鞋是利用通电线圈在磁场里受力转动制成的
6．图是探究感应电流产生条件的实验装置，磁体和铜棒均水平放置，闭合开关，当铜棒水平向右运动时，小量程电流表G的指针向右偏转，为使电流表指针向左偏转，下列方法可行的是（）
A．使铜棒竖直向下运动
B．使铜棒竖直向上运动
C．将磁体的N、S极对调，仍使铜棒水平向右运动
D．保持铜棒静止不动，使磁体水平向左运动
7．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电流通过电磁铁的线圈产生，电铃响起，发出报警信号，电磁铁的a端为极，若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将______（选填“升高”或“降低”）．
8．如图所示，线圈abcd在磁场中受力转动，经过甲、乙两位置：
（1）甲图在ab段导线的电流方向是（选择“由a到b”、“由b到a”）；（2）线圈由甲图的位置转到乙图的位置后，能不能靠磁场力继续顺时针转动至少
半圈？（选填“能”或“不能”）．
（3）小明将装置换成丙图，绕圈经过丙图、丁图的位置，导线ab所受磁场力的方向（选填“相同”或“相反”），你判断的依据是．
（4）若把图甲中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热．此过程机械能先转化为能再转化为能．
9．某同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向移动，发现导体棒cd也随之运动起来，则cd棒能运动的原因是．
10．如图所示，闭合开关，当导体ab向右运动时，电流表指针
向左偏转，那么当ab向左运动时，电流表指针向偏转，
如果将磁体两极的位置对调，ab向右运动时，电流表指针向
偏转，此过程转化为电能．
第七天：
1.如图所示的四个装置可以用来演示物理现象或工作原理，下列表述正确的是（）
A．甲图可演示发电机工作原理B．乙图可演示电动机工作原理
C．丙图可演示电生磁现象D．丁图可演示电磁感应现象
2.如图是一个课外兴趣小组自制的“温度自动报警器”原理图。

下列说法正确的是
A．减少线圈的匝数可增大电磁铁的磁性
B．减小电源电压能使电磁铁的磁性增强
C．只要温度计内的水银柱升高电铃就发声
D．若a点接电源的正极,通电时电磁铁的左端为S极
3.在如图所示的电路中，闭合开关S后会发现与弹簧相连的条形磁体（颜色深的一极为N极）向左滑动。

则下列分析正确的是（）
A．电磁铁的A端为N极，电源左端为“+”极
B．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
C．当滑动变阻器的滑动片P向左端移动时，弹簧将伸长
D．若滑动变阻器的滑片P不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧将变长
第十四天：
1.下列装置中，利用电流的磁效应工作的是（）
A．电铃B．小小电动机C．动圈式话筒D．手摇发电机
2.如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是（）
A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．发电机的基本原理是电磁感应
C．线圈在转动过程中，感应电流的大小不变
D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
3.下图是某饮水器的原理图。

饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx，当水面到达如图所示的位置，接触开关S1导通。

继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。

以下关于该饮水器工作原理的说法中正确的是（）
A ．热水在加热过程中，继电器开关中电磁铁的右端为N 极
B ．当饮水器内的水加热至沸腾后，继电器线圈中的电流增大
C ．为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，Rx 必须选用阻值随温度升高而变小的热敏电阻
D ．若想降低饮水器的最高温度，可将滑动变阻器R2的滑片向左调节
第二十八天：
1. 如图为我国新型反潜巡逻机．机尾的“棍子”叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流，从而发现潜艇的存在．下图能解释磁异探测器工作原理的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
2.硫化镉(CdS)晶体是一种光敏材料，其电阻随光照强度增大而减小．如图所示，用它和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮．下列说法错误的是
A ．白天流过 CdS 的电流比夜晚大
B ．给路灯供电的电源应接在a 、b 两端
C ．将电阻R 调小些可缩短路灯点亮时间
D
．夏天夜暮降临晚些，要保证在相同日照条件下打开路灯，应将电阻R
调大些
3.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，如图所示．电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力．下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是
A ．
B ．
C ．
D ．
4.如图所示的四个装置可以用来演示科学现象，则下列表述正确的是
A ．可用来演示电磁感应现象
B ．可用来演示电动机的原理
C ．可用来演示电流的磁效应
D ．可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流
大小的关系
5.如图所示的实验，它说明的原理在日常生活和军事领域中有广泛的应用，下列关于它的说法正确的是
A ．该实验说明了发电机原理，这个过程将机械能转化为电能
B ．该实验说明了电动机原理，这个过程将机械能转化为电能
C ．利用该原理制成电磁炮，通电导体即是炮弹，这个过程将电能转化为机械能
D ．利用该原理可制成话筒，将声音的能量转化为电能.。