探究電磁鐵的磁性 教學(xué)課件

電磁鐵與自動(dòng)控制16.3探究電磁鐵的磁性-第十六章16.3探究電磁鐵的磁性新知梳理

應(yīng)用示例課堂小結(jié)課堂反饋課時(shí)作業(yè)第十六章電磁鐵與自動(dòng)控制一電磁鐵新知梳理1．定義：插入________的螺線管稱為電磁鐵。2．結(jié)構(gòu)：鐵芯和線圈。3．原理：利用電流的__________來工作(鐵芯被通電螺線管的磁場(chǎng)磁化，鐵芯的磁場(chǎng)和通電螺線管的磁場(chǎng)共同作用，使磁性明顯增強(qiáng))。鐵芯磁效應(yīng)二影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素新知梳理1．探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素(1)實(shí)驗(yàn)器材：匝數(shù)不同的電磁鐵、滑動(dòng)變阻器、電流表、電源、導(dǎo)線、開關(guān)、大頭針。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①按圖16－3－1甲連接好電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中的電流變化，比較在電流較大和較小兩種情況下，電磁鐵所吸引_____________。大頭針的數(shù)目新知梳理圖16－3－1②按圖乙將兩個(gè)匝數(shù)不同的電磁鐵串聯(lián)接入電路，通電時(shí)比較它們吸引___________________。大頭針的數(shù)目新知梳理(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性就越________；當(dāng)電流一定時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性就越________。(4)評(píng)估交流：①電磁鐵磁性強(qiáng)弱是通過比較電磁鐵吸引大頭針的____________來反映的，像這樣用易觀測(cè)的物理現(xiàn)象或物理量來認(rèn)識(shí)或顯示不易觀測(cè)的物理現(xiàn)象或物理量的研究方法，叫做____________。強(qiáng)強(qiáng)數(shù)目多少轉(zhuǎn)換法新知梳理②由于影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素不止一個(gè)，實(shí)驗(yàn)中要控制電流相等或匝數(shù)相同，運(yùn)用了_________________。③在圖甲所示的實(shí)驗(yàn)中可通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，多次探究電流大小對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響；也可以在圖乙所示的實(shí)驗(yàn)中，通過換用不同匝數(shù)的電磁鐵，多次探究線圈匝數(shù)對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響，使得到的規(guī)律具有普遍性?？刂谱兞糠ㄐ轮崂?．影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)、線圈中電流的大小有關(guān)。線圈的匝數(shù)越多，通過的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。新知梳理3．電磁鐵的特點(diǎn)(1)磁性的有無可由電流的________來控制。(2)磁性的強(qiáng)弱可由電流的________和線圈的________來調(diào)節(jié)。(3)磁極可由電流的________來控制。通斷大小匝數(shù)方向三電磁鐵的應(yīng)用新知梳理應(yīng)用：電磁起重機(jī)、電鈴、磁浮列車等都應(yīng)用了電磁鐵。類型一影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素應(yīng)用示例例1為探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關(guān)，小強(qiáng)同學(xué)作出了以下猜想：猜想A：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒有磁性；猜想B：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)；猜想C：外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。應(yīng)用示例為了檢驗(yàn)上述猜想是否正確，小強(qiáng)所在的實(shí)驗(yàn)小組通過交流與合作設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：用漆包線（表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線）在大鐵釘上繞若干圈，制成簡(jiǎn)單的電磁鐵。如圖16－3－2所示為實(shí)驗(yàn)中觀察到的四種情況。圖16－3－2應(yīng)用示例根據(jù)小強(qiáng)的猜想和實(shí)驗(yàn)，完成下面的填空：(1)通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多少的不同，來判斷它的____________，這種將不能直接觀察到的現(xiàn)象變成可以觀察到的現(xiàn)象的方法是________法，在所學(xué)的實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)?jiān)倥e一例：__________________________________________________________________________________________________________。磁性強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換探究鼓面振動(dòng)發(fā)聲的實(shí)驗(yàn)中,在鼓面上撒一些碎紙屑,通過觀察碎紙屑的跳動(dòng)來放大鼓面的振動(dòng)（合理即可）應(yīng)用示例(2)通過比較________________兩種情況，可以驗(yàn)證猜想A是正確的。(3)通過比較__________兩種情況，可以驗(yàn)證猜想B是正確的。(4)通過比較圖d中甲、乙兩電磁鐵，發(fā)現(xiàn)猜想C不全面，應(yīng)補(bǔ)充：________________。b、ca、b(或a、c)當(dāng)電流相同時(shí)應(yīng)用示例[解析]

(1)實(shí)驗(yàn)中電磁鐵磁性的強(qiáng)弱無法用眼睛直接觀察,可以通過觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的多少,來判斷它磁性的強(qiáng)弱,吸引的大頭針越多,電磁鐵的磁性越強(qiáng);運(yùn)用的研究方法是轉(zhuǎn)換法;在探究鼓面振動(dòng)發(fā)聲的實(shí)驗(yàn)中,在鼓面上撒一些碎紙屑,通過觀察碎紙屑的跳動(dòng)來放大鼓面的振動(dòng),也是運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。(2)猜想A中,電磁鐵通電時(shí)有磁性,斷電時(shí)沒有磁性,讀圖可知,圖a、b(或a、c)中兩電磁鐵相同,一個(gè)通電能吸引大頭針,一個(gè)不通電不能吸引大頭針,符合要求。應(yīng)用示例(3)猜想B中,通過電磁鐵的電流越大,它的磁性越強(qiáng),通過觀察圖中滑動(dòng)變阻器的位置可以判斷,同樣的電磁鐵,b中的電流小、吸引大頭針少,c中的電流大,吸引大頭針多,符合要求。(4)圖d中的兩電磁鐵是串聯(lián)在一起的,因此,通過它們的電流是相同的,這是影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的重要因素,故應(yīng)補(bǔ)充為外形相同的螺線管,當(dāng)電流相同時(shí),線圈的匝數(shù)越多,它的磁性越強(qiáng)。應(yīng)用示例改變電磁鐵磁性強(qiáng)弱的方法(1)當(dāng)線圈匝數(shù)不變時(shí)，增大電流則磁性增強(qiáng)，減小電流則磁性減弱。(2)當(dāng)通過線圈的電流不變時(shí)，增加線圈匝數(shù)則磁性增強(qiáng)，減少線圈匝數(shù)則磁性減弱。方法指導(dǎo)類型二電磁鐵的應(yīng)用應(yīng)用示例例2如圖16－3－3所示是直流電鈴的工作原理示意圖，鈴錘與銜鐵一端固定，銜鐵與彈簧片相連，在自然情況下彈簧片是和螺釘接觸的。閉合開關(guān)，電磁鐵具有__________從而吸引銜鐵，鈴錘敲擊鈴?fù)氚l(fā)聲，同時(shí)彈簧片與螺釘________導(dǎo)致斷電，此時(shí)電磁鐵釋放銜鐵，彈簧片又和螺釘__________，使電路接通，鈴?fù)氚l(fā)聲，如此往復(fù)循環(huán)。圖16－3－3磁性分離接觸應(yīng)用示例[解析]通電時(shí),電磁鐵中有電流通過,電磁鐵具有磁性,銜鐵被吸引過來,使鈴錘擊打鈴?fù)氚l(fā)出聲音,同時(shí)彈簧片與螺釘分離,電路斷開,電磁鐵失去磁性,此時(shí)電磁鐵釋放銜鐵,彈簧片又和螺釘接觸使電路通電,鈴?fù)氚l(fā)聲,如此往復(fù)循環(huán)。應(yīng)用示例電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)電磁鐵與永磁體相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)電磁鐵的磁性有無可以控制；(2)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以控制；(3)電磁鐵的磁場(chǎng)方向可以控制。方法指導(dǎo)課堂小結(jié)電磁鐵原理：電流的磁效應(yīng)螺線管中插入鐵芯影響磁性強(qiáng)弱的因素：電流大小和線圈匝數(shù)。電流越大，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)應(yīng)用課堂反饋1.將鐵芯插入通電螺線管中，鐵芯被________，產(chǎn)生了________，于是通電螺線管周圍既有________產(chǎn)生的磁

場(chǎng)，又有________________產(chǎn)生的磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)共同作用，使電磁鐵的磁性大大增強(qiáng)。磁化磁場(chǎng)電流被磁化后的鐵芯課堂反饋2．如圖16-3-4所示是探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)示意圖，圖中I1＜I2＝I3。圖16-3-4課堂反饋(1)觀察圖甲與圖乙兩個(gè)電磁鐵可知，當(dāng)____________相同時(shí)，通過電磁鐵的電流越________，它的磁性就越強(qiáng)。(2)觀察圖乙和圖丙兩個(gè)電磁鐵可知，當(dāng)通過線圈的________相同時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，它的磁性就越________。(3)結(jié)論：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有______________和________________。線圈匝數(shù)大電流強(qiáng)電流的大小線圈匝數(shù)的多少課堂反饋3．課外活動(dòng)時(shí)有幾名同學(xué)討論后得出，電磁鐵兩端的極性與下面的條件有關(guān)，你認(rèn)為其中正確的是(

) A．電磁鐵兩端的極性是由線圈的匝數(shù)決定的 B．電磁鐵兩端的極性是由電流的方向決定的 C．電磁鐵兩端的極性是由插入線圈中鐵芯的方向決定的 D．電磁鐵兩端的極性是由電流的大小決定的B課堂反饋4．在學(xué)習(xí)了電生磁知識(shí)后,小明制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的電磁鐵。如圖16-3-5所示,制作完成后發(fā)現(xiàn)電磁鐵可以吸引大頭針,若想使電磁鐵的吸引能力更強(qiáng)些,則下列方法不可行的是 (

)A.鋼釘上增加線圈匝數(shù)B.電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)C.滑動(dòng)變阻器的滑片向右移D.串聯(lián)一節(jié)干電池圖16-3-5B課堂反饋5．圖16-3-6中的設(shè)備或電器中，其主要工作原理與電磁鐵無關(guān)的是(

)圖16-3-6B課時(shí)作業(yè)一、選擇題1.許多自動(dòng)控制的電路中都安裝有電磁鐵。有關(guān)電磁鐵,下列說法中正確的是 (

)A.電磁鐵的鐵芯,可以用銅棒代替B.電磁鐵的磁極與電流大小有關(guān)C.電磁鐵磁性的強(qiáng)弱只與電流的大小有關(guān)D.電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的D達(dá)標(biāo)鞏固課時(shí)作業(yè)2.如圖16-3-7所示,兩個(gè)電源的規(guī)格相同,當(dāng)開關(guān)S由觸點(diǎn)2轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)1時(shí),螺線管磁性強(qiáng)弱和A端磁極極性變化的情況是鏈接例1方法指導(dǎo)(

)A.磁性增強(qiáng),由S極變?yōu)镹極 B.磁性減弱,由S極變?yōu)镹極C.磁性增強(qiáng),由N極變?yōu)镾極 圖16-3-7

D.磁性減弱,由N極變?yōu)镾極C課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)3.[2020·紹興改編]下列有關(guān)電鈴(如圖16-3-8所示)的說法正確的是 鏈接例1方法指導(dǎo)(

)圖16-3-8課時(shí)作業(yè)A.電鈴的工作原理是磁極之間的相互作用規(guī)律B.小錘擊打到鈴?fù)霑r(shí),電磁鐵仍具有磁性C.要使鈴聲響度大一些,可適當(dāng)降低電壓D.滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng),電磁鐵的磁性增強(qiáng)[答案]D[解析]電鈴內(nèi)部有一個(gè)電磁鐵,則電鈴的工作原理是電流的磁效應(yīng),故A錯(cuò)誤;開關(guān)閉合后,電磁鐵吸引銜鐵,小錘擊打到鈴?fù)?此時(shí)銜鐵與上面觸點(diǎn)分開,使電路斷開,則電磁鐵失去磁性,故B錯(cuò)誤;要使鈴聲響度大一些,應(yīng)使小錘敲擊鈴?fù)氲牧υ龃?電磁鐵的磁性應(yīng)增強(qiáng),在線圈匝數(shù)不變時(shí),電路中電流應(yīng)增大,所以應(yīng)增大電源電壓,故C錯(cuò)誤;由圖知,滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),其連入電路的電阻減小,則電路中的電流增大,電磁鐵的磁性增強(qiáng),故D正確。課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)4.如圖16-3-9所示,GMR是一個(gè)巨磁電阻,其阻值隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而急劇減小,當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時(shí),下列說法中正確的是(

)A.電磁鐵的右端為N極B.小磁針將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)C.當(dāng)P向左滑動(dòng)時(shí),電磁鐵的磁性增強(qiáng),指示燈變暗D.當(dāng)P向右滑動(dòng)時(shí),電磁鐵的磁性減弱,電壓表的示數(shù)減小D圖16-3-9[解析]根據(jù)右手螺旋定則可知,電磁鐵的左端為N極,右端為S極,根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知,小磁針將會(huì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),故A、B錯(cuò)誤;閉合開關(guān)S1和S2,使滑片P向左滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,左側(cè)電路電流變大,電磁鐵的磁性增強(qiáng),巨磁電阻的阻值減小,右側(cè)電路中電流變大,所以指示燈會(huì)變亮,故C錯(cuò)誤;使滑片P向右滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,左側(cè)電路電流變小,電磁鐵的磁性變?nèi)?巨磁電阻的阻值變大,右側(cè)電路中電流變小,根據(jù)U=IR可知,燈泡兩端的電壓減小,電壓表的示數(shù)變小,故D正確。課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)二、填空題5.某市科技館有機(jī)器人和參觀者下象棋的展臺(tái),機(jī)器人用一根“手指”接觸棋子表面就可以實(shí)現(xiàn)取放棋子(如圖16-3-10所示),其奧秘是“手指”內(nèi)部有電磁鐵。 鏈接例2方法指導(dǎo)圖16-3-10課時(shí)作業(yè)(1)機(jī)器人取放棋子是利用了電磁鐵

(選填“磁性有無”“磁性大小”或“磁極方向”)可以控制的特點(diǎn)。

(2)電磁鐵磁性大小可以通過改變

、

來實(shí)現(xiàn)。

線圈匝數(shù)的多少磁性有無電流的大小[解析](1)根據(jù)機(jī)器人取放棋子的特點(diǎn)可以推斷,它是靠電磁鐵磁性有無來控制“手指”的,當(dāng)通電時(shí)有磁性,將棋子拿起,當(dāng)斷電時(shí)無磁性,將棋子放下;(2)影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素是電流的大小和線圈匝數(shù)的多少。課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)6.[2021·達(dá)州]某同學(xué)將電磁鐵和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路中,如圖16-3-11所示,閉合開關(guān)S后,小磁針靜止時(shí)左端應(yīng)為

極;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)時(shí),電磁鐵的磁性將_________(選填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)。增強(qiáng)圖16-3-11S課時(shí)作業(yè)三、作圖題7.[2021·遼陽(yáng)]如圖16-3-12所示的電路,閉合開關(guān)S,小磁針靜止在圖中位置,請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中標(biāo)出:(1)電源“+”或“-”極;(2)左側(cè)電磁鐵上端磁極;(3)小磁針靜止時(shí)右端磁極。圖16-3-12課時(shí)作業(yè)[答案]如圖所示課時(shí)作業(yè)三、實(shí)驗(yàn)探究題8.在“探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因