初中物理备课参考 电磁铁
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第四节 电磁铁
【要点精讲】Байду номын сангаас
一、电磁铁释义：通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电 绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁(electromagnet)。我们通 常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我 们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁 就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的 功率得到了很大的提高。
E、D 接 F，滑片 P 向右移动时，电阻变大，电流减小，螺线管的极性未变而强度减小，弹簧 秤的示数应增大。 2.把图 9-3-15 中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：
图 9-3-15 A.电路能改变电磁铁磁性的强弱； B.使小磁针静止时如图所示。 【答案】如图所示
【解析】要改变电磁铁的磁性强弱，需在电路中串联一个滑动变阻器。根据小磁针的 N 极、S 极，可确定线圈中的电流方向，从而确定电源在电路中的接法。
【典型分析】
1.如图 9-3-9 所示，若要使滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，弹簧秤的示数变小，则变阻器
接入电路的方式可以是 （ ）
图 9-3-9 A.C 接 E，D 接 F B.C 接 E，B 接 F C.A 接 E，D 接 F D.Z 接 E，B 接 F 【答案】B 【解析】弹簧秤的示数大小与通电螺线管的磁极作用有关。弹簧秤的示 数变大还是变小与 通电螺线管的磁性强弱变化有关。当 C 接 E、D 接 F 时，及 A 接 E、B 接 F 时，电路中的电流 不变化，螺线管磁性强弱不 变化。当 C 接 E、B 接 F，滑片 P 向右移动时，可判断螺线管上 部是 S 极，且磁性增强，磁铁受到向上的斥力，且斥力增强 ，弹簧秤的示数减小。当 A 接
六、电磁铁的工作原理及应用：把螺线管紧密地套在一个铁芯上，就构成了一个电磁铁。 七、影响电磁铁磁性强弱的因素： 1. 电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性； 2. 通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强； 3. 在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
【相关链接】
早在 1820 年，丹麦的奥斯特就发现了这一原理。1822 年，法国物理学家阿拉戈和吕萨 克才发现，当电流通过其中有铁块的绕线时，它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁 原理的最初发现。1823 年，斯特金也做了一次类似的实验：他在一根并非是磁铁棒的 U 型 铁棒上绕了 18 圈铜裸线，当铜线与伏打电池接通时，绕在 U 型铁棒上的铜线圈即产生了密 集的磁场，这样就使 U 型铁棒变成了一块“电磁铁” 。这种电磁铁上的磁能要比永磁能大放 多倍，它能吸起比它重 20 倍的铁块，而当电源切断后，U 型铁棒就什么铁块也吸不住，重 新成为一根普通的铁棒。
斯特金的电磁铁发明，使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景，这一发明很快在英 国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。
1829 年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，临朐昌盛磁电绝缘导 线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将 它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把 电能转化为磁能的能力。到了 1831 年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并 不大，但它能吸起 1 吨重的铁块
二、电磁铁的分类 1.按电流分： (1)交流电磁铁 (2)直流电磁铁 2.按用途分 (1)牵引电磁铁 (2)框架式电磁铁 (3)自保持电磁铁 (4)吸盘电磁铁 (5)管状式电磁铁[1] 三、电磁铁优点 电磁铁有许多优点：电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流 的强弱或线圈的匝数来控制；也可改变电阻控制电流大小来控制磁性大小；它的磁极可以由 改变电流的方向来控制，等等。即：磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方 向可以改变，磁性可因电流的消失而消失。 四、电磁铁应用 1.电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁 起重机、磁悬浮列车、电磁流量计等。 2.电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主 要可分成以下五种： （1）牵引电磁铁──主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制 任务。 （2）起重电磁铁──用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。 （3）制动电磁铁──主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。 （4）自动电器的电磁系统──如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱 扣器及操作电磁铁等。 （5）其他用途的电磁铁──如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。 五、奥斯特实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场；电流的磁场方向跟电流 方向有关。 那么通电螺线管也应该存在磁场，实验表明通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一 样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。在判断通电螺线管的磁极是，用右手螺旋 定则：判断螺线用安培，右手紧握螺线管。电流方向四指指，N 极指向拇指端。
【中考案例】
1.(2012 江苏苏州)开关 S 闭合后，小磁针静止时的指向如图 9-3-8 所示。由此可知 （）
图 9-3-8 A.a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电 源正极 B.a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源负极 C.b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源正极 D.b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源负极 【答案】D 【解析】根据磁极性质可以判断通电螺线管 b 端为 N 极，再根据安培定则判定电流方向是从 c 经通电螺线管回到 d 的。故选项 D 正确。 2.（2012 河南通州）关于电磁铁的叙述中不正确的是（ ） A.通过的电流大的那个电磁铁其磁性不一定大 B.通过的电流大、线圈匝数少的那个电磁铁其磁性一定强 C .线圈匝数多的那个电磁铁其磁性不一定强 D.铁芯相同、线圈匝数多且通过的电流大的那个电磁铁其磁性一定强 【答案】B 【解析】电磁铁的磁性强弱与插入的铁芯、所通电流的大小及线圈匝数的多少三个因素有关。
【要点精讲】Байду номын сангаас
一、电磁铁释义：通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电 绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁(electromagnet)。我们通 常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我 们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁 就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的 功率得到了很大的提高。
E、D 接 F，滑片 P 向右移动时，电阻变大，电流减小，螺线管的极性未变而强度减小，弹簧 秤的示数应增大。 2.把图 9-3-15 中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：
图 9-3-15 A.电路能改变电磁铁磁性的强弱； B.使小磁针静止时如图所示。 【答案】如图所示
【解析】要改变电磁铁的磁性强弱，需在电路中串联一个滑动变阻器。根据小磁针的 N 极、S 极，可确定线圈中的电流方向，从而确定电源在电路中的接法。
【典型分析】
1.如图 9-3-9 所示，若要使滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，弹簧秤的示数变小，则变阻器
接入电路的方式可以是 （ ）
图 9-3-9 A.C 接 E，D 接 F B.C 接 E，B 接 F C.A 接 E，D 接 F D.Z 接 E，B 接 F 【答案】B 【解析】弹簧秤的示数大小与通电螺线管的磁极作用有关。弹簧秤的示 数变大还是变小与 通电螺线管的磁性强弱变化有关。当 C 接 E、D 接 F 时，及 A 接 E、B 接 F 时，电路中的电流 不变化，螺线管磁性强弱不 变化。当 C 接 E、B 接 F，滑片 P 向右移动时，可判断螺线管上 部是 S 极，且磁性增强，磁铁受到向上的斥力，且斥力增强 ，弹簧秤的示数减小。当 A 接
六、电磁铁的工作原理及应用：把螺线管紧密地套在一个铁芯上，就构成了一个电磁铁。 七、影响电磁铁磁性强弱的因素： 1. 电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性； 2. 通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强； 3. 在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
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早在 1820 年，丹麦的奥斯特就发现了这一原理。1822 年，法国物理学家阿拉戈和吕萨 克才发现，当电流通过其中有铁块的绕线时，它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁 原理的最初发现。1823 年，斯特金也做了一次类似的实验：他在一根并非是磁铁棒的 U 型 铁棒上绕了 18 圈铜裸线，当铜线与伏打电池接通时，绕在 U 型铁棒上的铜线圈即产生了密 集的磁场，这样就使 U 型铁棒变成了一块“电磁铁” 。这种电磁铁上的磁能要比永磁能大放 多倍，它能吸起比它重 20 倍的铁块，而当电源切断后，U 型铁棒就什么铁块也吸不住，重 新成为一根普通的铁棒。
斯特金的电磁铁发明，使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景，这一发明很快在英 国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。
1829 年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，临朐昌盛磁电绝缘导 线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将 它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把 电能转化为磁能的能力。到了 1831 年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并 不大，但它能吸起 1 吨重的铁块
二、电磁铁的分类 1.按电流分： (1)交流电磁铁 (2)直流电磁铁 2.按用途分 (1)牵引电磁铁 (2)框架式电磁铁 (3)自保持电磁铁 (4)吸盘电磁铁 (5)管状式电磁铁[1] 三、电磁铁优点 电磁铁有许多优点：电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流 的强弱或线圈的匝数来控制；也可改变电阻控制电流大小来控制磁性大小；它的磁极可以由 改变电流的方向来控制，等等。即：磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方 向可以改变，磁性可因电流的消失而消失。 四、电磁铁应用 1.电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁 起重机、磁悬浮列车、电磁流量计等。 2.电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主 要可分成以下五种： （1）牵引电磁铁──主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制 任务。 （2）起重电磁铁──用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。 （3）制动电磁铁──主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。 （4）自动电器的电磁系统──如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱 扣器及操作电磁铁等。 （5）其他用途的电磁铁──如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。 五、奥斯特实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场；电流的磁场方向跟电流 方向有关。 那么通电螺线管也应该存在磁场，实验表明通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一 样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。在判断通电螺线管的磁极是，用右手螺旋 定则：判断螺线用安培，右手紧握螺线管。电流方向四指指，N 极指向拇指端。
【中考案例】
1.(2012 江苏苏州)开关 S 闭合后，小磁针静止时的指向如图 9-3-8 所示。由此可知 （）
图 9-3-8 A.a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电 源正极 B.a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源负极 C.b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源正极 D.b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源负极 【答案】D 【解析】根据磁极性质可以判断通电螺线管 b 端为 N 极，再根据安培定则判定电流方向是从 c 经通电螺线管回到 d 的。故选项 D 正确。 2.（2012 河南通州）关于电磁铁的叙述中不正确的是（ ） A.通过的电流大的那个电磁铁其磁性不一定大 B.通过的电流大、线圈匝数少的那个电磁铁其磁性一定强 C .线圈匝数多的那个电磁铁其磁性不一定强 D.铁芯相同、线圈匝数多且通过的电流大的那个电磁铁其磁性一定强 【答案】B 【解析】电磁铁的磁性强弱与插入的铁芯、所通电流的大小及线圈匝数的多少三个因素有关。