人教版九年級(jí)物理 第二十章電與磁第3節(jié)電磁鐵 電磁繼電器 教案

第二十章 第3節(jié)：電磁鐵 電磁繼電器電磁鐵、電磁繼電器【考點(diǎn)精講】一、電磁鐵1. 電磁鐵：定義內(nèi)部插入鐵芯的螺線(xiàn)管原理電流的磁效應(yīng)，通電螺線(xiàn)管插入鐵芯后磁場(chǎng)大大增強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)（特點(diǎn)）磁性有無(wú)由通斷電來(lái)控制；磁極由電流方向來(lái)控制；磁性強(qiáng)弱由電流大小、線(xiàn)圈匝數(shù)來(lái)控制應(yīng)用電磁繼電器、電動(dòng)機(jī)、電話(huà)【注意】如果帶有鐵芯的螺線(xiàn)管沒(méi)有通電，此時(shí)它沒(méi)有磁性，但仍屬于電磁鐵；電磁鐵的鐵芯應(yīng)該是“軟鐵”，即電磁鐵斷電，其鐵芯的磁性會(huì)消失；利用了電流的磁效應(yīng)來(lái)工作，即將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2. 探究影響磁性強(qiáng)弱的因素磁性強(qiáng)弱與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系：（控制電流相等）磁性強(qiáng)弱與電流的關(guān)系：（控制線(xiàn)圈匝數(shù)不變）結(jié)論：線(xiàn)圈匝數(shù)越多，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)方法：控制變量法；轉(zhuǎn)換法二、電磁鐵的應(yīng)用電磁繼電器： 實(shí)質(zhì)由電磁鐵控制的開(kāi)關(guān)原理用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作和自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和觸點(diǎn)作用不僅可保證操作人員的安全，而且可實(shí)現(xiàn)遙控和生產(chǎn)自動(dòng)化自動(dòng)水位顯示器【典例精析】 例題1 如圖所示，在電磁鐵正上方用彈簧掛著一條形磁鐵，開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)滑片P從a端向b端滑動(dòng)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ）A. 電流表示數(shù)變小，彈簧長(zhǎng)度變短B. 電流表示數(shù)變小，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)C. 電流表示數(shù)變大，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng) D. 電流表示數(shù)變大，彈簧長(zhǎng)度變短思路導(dǎo)航：根據(jù)安培定則可知電磁鐵的上端為N極，與磁鐵相排斥，當(dāng)電路中滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端向b端滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流變大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，彈簧長(zhǎng)度變短。答案：D例題2 如圖是小明研究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素”的裝置圖，它是由電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、帶鐵芯的螺線(xiàn)管和自制的針式刻度板組成。通過(guò)觀(guān)察指針B偏轉(zhuǎn)角度的大小來(lái)判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。在指針下方固定一物體A，當(dāng)用導(dǎo)線(xiàn)a與接線(xiàn)柱2相連，閉合開(kāi)關(guān)后，指針B發(fā)生偏轉(zhuǎn)。用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將實(shí)物圖連接完整。指針下方的物體A應(yīng)由（ ）材料制成。A. 銅 B. 鐵 C. 鋁 D. 塑料當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電磁鐵左端應(yīng)為磁極的 極。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向 滑動(dòng)時(shí)（填“左”或“右”），指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(huì) （填“變大”或“變小”）；保持滑片P位置不變，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)a由接線(xiàn)柱2改為與接線(xiàn)柱1相連，閉合開(kāi)關(guān)后，可發(fā)現(xiàn)指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(huì) （填“變大”或“變小”）。經(jīng)過(guò)對(duì)電磁鐵的研究，可得出結(jié)論是：當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)一定時(shí)，通過(guò)電磁鐵的電流越大，電磁鐵磁性 ；當(dāng)通過(guò)電磁鐵的電流一定時(shí)，電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)越 ，磁性越 。 思路導(dǎo)航：（1）滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)該是“一上一下”；（2）磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)；（3）利用安培定則判斷N、S極；（4）通過(guò)偏轉(zhuǎn)的角度來(lái)反映磁性的強(qiáng)弱，這是利用了轉(zhuǎn)換法；（5）電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與線(xiàn)圈的匝數(shù)和電流大小有關(guān)。答案：滑動(dòng)變阻器金屬桿右端（或左端）與開(kāi)關(guān)左端相連 B N（北） 右（左） 變?。ㄗ兇螅?變大 越強(qiáng) 多（少） 強(qiáng)（弱）【總結(jié)提升】（答題時(shí)間：45分鐘）電磁鐵、電磁繼電器1. 某同學(xué)在做“探究電磁鐵”實(shí)驗(yàn)中，使用兩個(gè)相同的大鐵釘繞制成電磁鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A. 要使電磁鐵磁性增強(qiáng)，應(yīng)將變阻器的滑動(dòng)片向右滑動(dòng)B. 電磁鐵能吸引的大頭針越多，表明它的磁性越強(qiáng)C. 電磁鐵B線(xiàn)圈匝數(shù)多，所以通過(guò)B的電流較小D. 若將兩電磁鐵上部靠近，會(huì)相互吸引2. 要增強(qiáng)電磁鐵的磁性，可采用的方法是（ ）A. 增大線(xiàn)圈中的電流B. 減少線(xiàn)圈的匝數(shù)C. 降低線(xiàn)圈兩端的電壓D. 改變線(xiàn)圈中的電流方向3. 電磁繼電器的作用之一是通過(guò)控制低壓電路的通斷間接地控制高壓電路的通斷。關(guān)于如圖所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 連有電動(dòng)機(jī)的電路是低壓控制電路B. 連有電動(dòng)機(jī)的電路是高壓工作電路 C. 圖示電路的主要優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約用電 D. 圖示電路的主要優(yōu)點(diǎn)是為了操作方便4. 如圖所示為一種溫度自動(dòng)報(bào)警電器的原理圖，在水銀溫度計(jì)的頂端封入一段金屬絲，以下說(shuō)法正確的是（ ）來(lái)源:學(xué)*科*網(wǎng)Z*X*X*KA. 溫度升高至74時(shí)，L1亮燈報(bào)警B. 溫度升高至74時(shí)，L2亮燈報(bào)警C. 溫度升高至78時(shí)，L1亮燈報(bào)警D. 溫度升高至78時(shí)，L2亮燈報(bào)警5. 如圖是溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖，它運(yùn)用了許多物理知識(shí)。以下說(shuō)法中不正確的是（ ）A. 溫度計(jì)中的水銀是導(dǎo)體B. 溫度計(jì)是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)工作的C. 報(bào)警器中的電磁鐵運(yùn)用了電流的熱效應(yīng)D. 電磁繼電器是一種電路開(kāi)關(guān)6. 如圖所示的自動(dòng)控制電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，工作電路的情況是（ ）A. 燈亮，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)，電鈴響B(tài). 燈亮，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)，電鈴不響C. 燈不亮，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電鈴響D. 燈亮，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電鈴響7. 探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關(guān)，小曼同學(xué)作出以下猜想：猜想A：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒(méi)有磁性猜想B：通過(guò)電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)猜想C：外形相同的螺線(xiàn)管，線(xiàn)圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)為檢驗(yàn)上述猜想是否正確，小曼所在小組通過(guò)交流與合作設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：用漆包線(xiàn)（表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線(xiàn)）在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡(jiǎn)單的電磁鐵。下圖所示的a、b、c、d為實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到的四種情況。根據(jù)小曼的猜想和實(shí)驗(yàn)，完成下面的填空：（1）通過(guò)觀(guān)察電磁鐵 ，可判斷它磁性的強(qiáng)弱。（2）通過(guò)比較 兩種情況，可以驗(yàn)證猜想A是正確的。（3）通過(guò)比較 兩種情況，可以驗(yàn)證猜想B是正確的。（4）通過(guò)比較d中甲、乙兩電磁鐵，發(fā)現(xiàn)猜想C不全面，應(yīng)補(bǔ)充 。（5）小曼做完實(shí)驗(yàn)又提出了一個(gè)新的問(wèn)題：若將d中甲的鐵釘去掉，那么甲、乙吸引大頭針數(shù)目是否還是甲多乙少呢？于是進(jìn)一步猜想：D. 甲多乙少 E. 甲少乙多 F. 甲一個(gè)也不吸引 G. 無(wú)法判定你認(rèn)為她的猜想最有理由成立的是 ；（填字母）并陳述你的理由 。8. 如圖所示，是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的研究“影響通電螺線(xiàn)管磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)電路圖?！皫煛敝拍?，大體是從先秦時(shí)期的“師長(zhǎng)、師傅、先生”而來(lái)。其中“師傅”更早則意指春秋時(shí)國(guó)君的老師。說(shuō)文解字中有注曰：“師教人以道者之稱(chēng)也”?！皫煛敝x，現(xiàn)在泛指從事教育工作或是傳授知識(shí)技術(shù)也或是某方面有特長(zhǎng)值得學(xué)習(xí)者?！袄蠋煛钡脑獠⒎怯伞袄稀倍稳荨皫煛薄！袄稀痹谂f語(yǔ)義中也是一種尊稱(chēng)，隱喻年長(zhǎng)且學(xué)識(shí)淵博者?！袄稀薄皫煛边B用最初見(jiàn)于史記，有“荀卿最為老師”之說(shuō)法。慢慢“老師”之說(shuō)也不再有年齡的限制，老少皆可適用。只是司馬遷筆下的“老師”當(dāng)然不是今日意義上的“教師”，其只是“老”和“師”的復(fù)合構(gòu)詞，所表達(dá)的含義多指對(duì)知識(shí)淵博者的一種尊稱(chēng)，雖能從其身上學(xué)以“道”，但其不一定是知識(shí)的傳播者。今天看來(lái)，“教師”的必要條件不光是擁有知識(shí)，更重于傳播知識(shí)。要練說(shuō)，得練聽(tīng)。聽(tīng)是說(shuō)的前提，聽(tīng)得準(zhǔn)確，才有條件正確模仿，才能不斷地掌握高一級(jí)水平的語(yǔ)言。我在教學(xué)中，注意聽(tīng)說(shuō)結(jié)合，訓(xùn)練幼兒聽(tīng)的能力，課堂上，我特別重視教師的語(yǔ)言，我對(duì)幼兒說(shuō)話(huà)，注意聲音清楚，高低起伏，抑揚(yáng)有致，富有吸引力，這樣能引起幼兒的注意。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)有的幼兒不專(zhuān)心聽(tīng)別人發(fā)言時(shí)，就隨時(shí)表?yè)P(yáng)那些靜聽(tīng)的幼兒，或是讓他重復(fù)別人說(shuō)過(guò)的內(nèi)容，抓住教育時(shí)機(jī)，要求他們專(zhuān)心聽(tīng)，用心記。平時(shí)我還通過(guò)各種趣味活動(dòng)，培養(yǎng)幼兒邊聽(tīng)邊記，邊聽(tīng)邊想，邊聽(tīng)邊說(shuō)的能力，如聽(tīng)詞對(duì)詞，聽(tīng)詞句說(shuō)意思，聽(tīng)句子辯正誤，聽(tīng)故事講述故事，聽(tīng)謎語(yǔ)猜謎底，聽(tīng)智力故事，動(dòng)腦筋，出主意，聽(tīng)兒歌上句，接兒歌下句等，這樣幼兒學(xué)得生動(dòng)活潑，輕松愉快，既訓(xùn)練了聽(tīng)的能力，強(qiáng)化了記憶，又發(fā)展了思維，為說(shuō)打下了基礎(chǔ)。（1）增大通電螺線(xiàn)管的電流，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向 （選填“左”或“右”）移動(dòng)?！皫煛敝拍?，大體是從先秦時(shí)期的“師長(zhǎng)、師傅、先生”而來(lái)。其中“師傅”更早則意指春秋時(shí)國(guó)君的老師。說(shuō)文解字中有注曰：“師教人以道者之稱(chēng)也”。“師”之含義，現(xiàn)在泛指從事教育工作或是傳授知識(shí)技術(shù)也或是某方面有特長(zhǎng)值得學(xué)習(xí)者?！袄蠋煛钡脑獠⒎怯伞袄稀倍稳荨皫煛薄！袄稀痹谂f語(yǔ)義中也是一種尊稱(chēng)，隱喻年長(zhǎng)且學(xué)識(shí)淵博者?！袄稀薄皫煛边B用最初見(jiàn)于史記，有“荀卿最為老師”之說(shuō)法。慢慢“老師”之說(shuō)也不再有年齡的限制，老少皆可適用。只是司馬遷筆下的“老師”當(dāng)然不是今日意義上的“教師”，其只是“老”和“師”的復(fù)合構(gòu)詞，所表達(dá)的含義多指對(duì)知識(shí)淵博者的一種尊稱(chēng)，雖能從其身上學(xué)以“道”，但其不一定是知識(shí)的傳播者。今天看來(lái)，“教師”的必要條件不光是擁有知識(shí)，更重于傳播知識(shí)。（2）下表是該組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的記錄：通電螺線(xiàn)管中有無(wú)鐵芯無(wú)鐵芯有鐵芯線(xiàn)圈匝數(shù)50匝50匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456電流/A0.81.21.50.81.21.5吸引大頭針的最多數(shù)目/枚000358同學(xué)們發(fā)現(xiàn)無(wú)鐵芯組實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有吸引起大頭針，那么通電螺線(xiàn)管到底有沒(méi)有磁性呢?他們通過(guò)其他方法驗(yàn)證了這幾次都是有磁性的。他們采用的方法可能是 。（寫(xiě)出一種即可）（3）在與同學(xué)們交流討論時(shí)，另一組的同學(xué)提出一個(gè)新問(wèn)題：“當(dāng)線(xiàn)圈中的電流和匝數(shù)一定時(shí)，通電螺線(xiàn)管的磁性強(qiáng)弱是否還與線(xiàn)圈內(nèi)的鐵芯大?。ù旨?xì)）有關(guān)?”現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯，請(qǐng)根據(jù)你的猜想并利用本題電路，寫(xiě)出你驗(yàn)證猜想的簡(jiǎn)要操作方案。電磁鐵、電磁繼電器1. B 解析：電流越大，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)，只有將變阻器的滑片向左移動(dòng)，電路中的電流才會(huì)變大，故A錯(cuò).A線(xiàn)圈和B線(xiàn)圈串聯(lián)，電流相等，故C錯(cuò)。因?yàn)槔p繞方式和電流方向均相同，兩個(gè)電磁鐵上部極性相同，會(huì)相互排斥，故D錯(cuò)。這道試題考查了如何利用轉(zhuǎn)化法、控制變量法“研究電磁鐵”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象和結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以通過(guò)是否吸引大頭針判斷電磁鐵有無(wú)磁性；當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)不變時(shí)，只改變電流大小，通過(guò)吸引數(shù)目不同的大頭針，可以研究磁性與電流的關(guān)系；當(dāng)電流相同時(shí)，通過(guò)觀(guān)察吸引大頭針的數(shù)目不同，可研究磁性與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系。2. A 解析：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有兩個(gè)，一是電流的大小，二是線(xiàn)圈的匝數(shù)，要增大磁性，可增大電流或增加線(xiàn)圈的匝數(shù)。減少線(xiàn)圈匝數(shù)、降低線(xiàn)圈兩端的電壓，都會(huì)使磁性減弱，故B、C錯(cuò)誤，若改變電流方向，只能使磁極改變，不會(huì)影響磁性，故D錯(cuò).選A。3. B 解析：本題中，電磁鐵、開(kāi)關(guān)、電源組成控制電路；電動(dòng)機(jī)、電源、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)組成工作電路。在電磁繼電器中控制電路是低壓電路，工作電路是高壓電路，因而“有電動(dòng)機(jī)的電路”是工作電路，因此A選項(xiàng)錯(cuò)。圖示電路是利用電磁繼電器控制電動(dòng)機(jī)的工作，目的是用低電壓、弱電流來(lái)控制電動(dòng)機(jī)電路（高電壓、強(qiáng)電流）電路的通斷，而不是為了“節(jié)約用電”或“操作方便”，因而選項(xiàng)C、D是錯(cuò)誤的。4. D 解析：這是一道應(yīng)用電磁繼電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的題目。由圖可知：當(dāng)溫度升高到78時(shí)，溫度計(jì)內(nèi)的水銀上升到與上面的金屬絲線(xiàn)頭接觸的位置，接通控制電路，電磁鐵具有磁性，吸引銜鐵向下，從而接通燈L2所在的工作電路，斷開(kāi)L1所在電路，使燈L1熄滅，燈L2發(fā)光報(bào)警。選項(xiàng)A、B中的引發(fā)報(bào)警的溫度讀錯(cuò)了。5. C 解析：本題溫度報(bào)警器的原理是：當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度升高時(shí)，溫度計(jì)中的水銀受熱膨脹，液面上升，當(dāng)與導(dǎo)線(xiàn)接觸時(shí)，左邊控制電路接通，電流通過(guò)螺線(xiàn)管，電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵，右邊的工作電路接通，電鈴發(fā)聲.可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。6. B 解析：開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電磁鐵中無(wú)電流沒(méi)有磁性，彈簧把銜鐵拉起，電燈和電動(dòng)機(jī)組成的并聯(lián)電路連通，電燈亮、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；電鈴電路斷開(kāi)，電鈴不響。開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電磁鐵通電有磁性，吸下銜鐵，使電鈴電路連通，電鈴響；電燈和電動(dòng)機(jī)電路斷開(kāi)，燈不亮，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)