电磁铁~电磁继电器教案

第二十章电与磁

第三节电磁铁电磁继电器

课程解读

一、学习目标：

1. 知道电磁铁的构造和工作原理。

2. 了解电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关，磁极极性与通入的电流方向有关，有无磁性可由通断电流控制。

3. 知道电磁铁的有关应用。

4. 了解电磁继电器的构造及工作原理。

5. 知道电磁继电器的应用。

二、重点、难点：

重点：研究电磁铁的特点，电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系。

难点：电磁继电器的有关应用。

三、考点分析：

1. 考查重点：电磁铁的特点和应用，电磁继电器的构造、工作原理及应用。

2. 题型：填空题、选择题、实验题。

3. 在中考中所占的分值为3-5分，占总分值的4％左右。

知识梳理

一、电磁铁

1. 电磁铁：内部插入铁芯的螺线管。

2. 影响电磁铁磁性强弱的因素：

电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强

3. 优点：电磁铁磁性的有无用通断电来控制，磁性强弱用电流大小来控制；它的南北极用电流方向来控制；使用起来非常方便。

4. 应用：电磁起重机、电铃、发电机、电动机等。

二、电磁继电器

1. 结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、静触点、动触点等组成。

2. 原理：电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。

3. 电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。

4. 电磁继电器的应用：利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的工作；也可以实现远距离操纵和自动控制。如：电铃、水位自动报警器、防盗报警器等。

电铃水位自动报警器

恒温箱报警器防盗报警器

三、电磁阀门

1. 结构：电磁阀由阀体、滑阀、衔铁、电磁线圈等组成。

2. 工作原理：电磁阀车门是通过改变线圈中电流的通断，来实现磁性的有无的，电磁铁的移动带动滑阀移动，完成车门的关闭和打开。

3. 电磁阀的其他应用：燃气热水器的电磁阀门、全自动洗衣机的进、排水系统等。

四、磁悬浮列车

1. 磁悬浮列车的工作原理：磁悬浮列车主要依靠磁场作用来实现支撑、导向、牵引和制动功能。列车运行时，列车上的电磁铁与轨道

线圈产生的磁场发生相互作用使列车受到很大的向上的托力，列车就会浮在轨道的上方。使列车运行的摩擦减小，大大提高车速。

2. 磁悬浮列车的优点：高速、舒适、无噪音、无污染、能耗低。典型例题

知识点一：电磁铁的特点和电磁铁磁性强弱的影响因素

例1. 为什么电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多？电磁铁的铁芯起什么作用？能用铜芯或铝芯代替吗？为什么？

思路分析：

1）题意分析：本题考查电磁铁的特点

2）解题思路：通电螺线管的内部和外部都存在磁场，当插入铁芯后，铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性，因此电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多。

解答过程：铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性。电磁铁的铁芯起了增强螺线管磁性的作用。不能用铜芯或铝芯代替铁芯，因为铜和铝不是磁性材料，不能磁化，不能成为磁体。

解题后的思考：在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁，它的磁极与通电螺线管的磁极相同，增强了螺线管的磁性。

例2.如图所示，一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，则铁块a_______移动；稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，铁块a向______移动。

思路分析：

1）题意分析：一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，求铁块a的移动情况；稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，求铁块a的移动情况。

2）解题思路：在没有闭合开关S前，电磁铁b没有磁性，铁块

a只受重力作用。闭合开关S后，电磁铁b中有电流通过，电磁铁b 有了磁性，对铁块a有了吸引力，所以铁块a向下移动。当滑动变阻器的滑动头P自右向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，所以电路中的电流增大，电磁铁b的磁性增强，对铁块a的吸引力增大，故铁块a向下移动。

解答过程：向下，下。

解题后的思考：电磁铁的磁性强弱受通过线圈的电流影响。

例3. 小华同学在做“探究电磁铁”的实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是

（）

A. 要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动

B. 电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C. 电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大

D. 若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引

思路分析：

1）题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验

2）解题思路：A选项滑片向右滑动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱；B选项通过吸引大头针的多少来判断磁性强弱，正确；C选项两个电磁铁串联电流相同，电磁铁B磁性较强是因为线圈匝数多；D选项根据安培定则，两个电磁铁的上端都为N极，会相互排斥。

解答过程：B

解题后的思考：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强。

例4.为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：

猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；

猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；

猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：

用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上缠绕若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的不同。

（2）通过比较两种情况，可以验证猜想A是正确的。

（3）通过比较两种情况，可以验证猜想B是正确的。

（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充。

思路分析：

1）题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验的操作。

2）解题思路：本实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少