电磁铁及其应用专题.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电磁铁及其应用专题一、一周知识概述本周我们将学习8.3电磁继电器、扬声器，8.4电动机，它们都是应用了电磁铁的知识。应该说以上三类用电器中电磁铁是主要组成成份之一，还需添加一些辅助设备，但是不可或缺的，同学们看看电磁铁是怎样在其中工作的。二、重难点解析（一）、电磁继电器的构造和原理1、电磁继电器的结构电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，是低电压、弱电流的电路。工作电路包括高压电源、电动机（或其他用电器）和电磁继电器触点等，是高电压、强电流的电路。2、电磁继电器的工作原理电磁继电器的核心是电磁铁，它实质

2、上就是由电磁铁控制的开关，在电路中起自动开关的作用。由于工作电路的高电压、强电流对人体有危险，所以用电磁继电器中低压电路的通与断来间接地控制高压工作电路的通与断。可见，理解电磁继电器的作用关键是理解电磁铁的作用。例1、如图所示，当工作电路发生故障而断路时，指示灯就发光报警；故障排除后，工作电路接通，提示灯就熄灭。试分析其原理。思维方式：据电磁铁的特点和作用分析解答：因为电磁铁上的线圈与工作电路相通，所以当工作电路断开时，电磁铁失去磁性，衔片在弹簧弹力作用下离开电磁铁，使控制电路中的灯泡接通而发光。工作电路接通后，电磁铁吸引衔片，使控制电路切断，灯泡熄灭。例2、肖刚同学在学习了电磁继电器后，为银

3、行金库设计了一个自动防盗报警装置如图，当盗贼踏上踏板时，值班室里的警铃响起来，试说明理由分析与解答：电磁继电器实质上是一个由电磁铁控制工作电路通断的开关肖刚设计的自动防盗报警装置在无人踩踏板时，控制电路中的上踏板与下面的静触点分离(相当于开关断开)，电磁铁无磁性，弹簧通过杠杆把衔铁拉上去，使警铃电路的触点开关断开，警铃电路断开警铃不响；当盗贼踏上踏板时，控制电路中的上踏板与下面的静触点接触(相当于闭合开关)，电磁铁通电具有磁性，把衔铁吸下来，使警铃电路的触点开关闭合，警铃电路连通，警铃通电工作，铃响报警（二）、安培力及其方向1、磁场对电流有安培力作用前面已经学过，磁场的基本性质是对放入其中的磁

4、体有力的作用。磁体与磁体之间发生的相互作用，是通过磁体之间的磁场发生的。通有电流的导体周围也存在磁场，将一个磁体靠近通电导体，即放入电流的磁场中，磁体受到磁力的作用。因为力的作用是相互的，所以通电导体会受到磁铁的作用力。这种相互作用也是通过磁场而发生的。因此，磁场对电流产生力的作用。这种磁场对电流的作用力叫做安培力。2、安培力的方向安培力的方向跟导体中电流方向和磁感线的方向相关。具体来说，安培力的方向既跟电流的方向垂直，又跟磁感线方向垂直。例3、如图所示，一束电子从左到右从狭缝穿出，穿过磁场时受到磁场力的作用向纸外偏转。则：（1）若将两个磁极对调，电子束将如何偏转？（2）若磁极不变，而把电子束

5、换成带正电的粒子束，将如何偏转？思维方式：据安培力方向与电流方向和磁感线方向的关系分析。解答：定向运动的电子束形成电流，这一电流在磁场中将受到安培力作用，从而使电子束发生偏转。（1）若将两个磁极对调，则磁感线方向反向，电子束受力将与原来反向，偏转方向也反向，即向纸内偏转。（2）若磁极不变，将电子束换成带正电粒子束，则电流方向反向，粒子将向纸内偏转。例4、如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上(1)如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向_；(2)如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向_；(3)如果同时对调磁极位置和改变

6、电流方向，导线ab受力向_。解：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反如果电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向不变由以上分析可知：(1)如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向下；(2)如果仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向下；(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向上（三）、直流电动机的构造和原理1、直流电动机的工作原理所谓电动机，就是用直流电源给电动机供电，由电动机输出机械能来带动其他机器工作。因此，从能量转化角度来看，电动机是将电能转化为机械能的装置

7、。电动机通电后之所以会运转，其原理就是通电线圈在磁场中受力而转动。2、直流电动机的结构根据直流电动机的工作原理，直流电动机应由磁极和线圈组成。此外还应有一个很重要的部分，这就是换向器。根据前面的分析，为了使电动机中的线圈通过平衡位置后，继续向前转动，而不至于又返回到平衡位置，则当线圈每次通过平衡位置后，应及时改变线圈中电流的方向。但直流电动机使用的是直流电源，这就需要利用换向器来及时改变线圈中的电流方向。3、直流电动机的功率直流电动机工作时，若所加电压为U，通过的电流为I，则电动机消耗的电功率为P0=UI；若输出的机械功率为P，则电动机损失的功率P=P0P.例5、一台直流电动机，额定电压是36

8、V，正常工作时通过的电流是15A，它的效率是80%。求电动机正常工作时输出的机械功率和损失的功率各多大？思维方式：明确各种功率的物理意义，选择适当公式计算。解答：电动机正常工作时消耗的电功率为P=UI=3615=540(W)因为效率所以输出机械功率P机=P有用=P=0.8540=432(W)损失功率P损=PP机=540432=108(W)中考解析一、中考要求1、掌握电磁继电器是由两部分组成：工作电路和控制电路，对工作电路的连接电路图要熟练。2、通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向有关。3、电动机的原理及工作过程。二、中考新题例说例1、（2001，南京市）如图是王强同学在研究性学习的

9、活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内。观察电路可知，这个报警器的工作原理是：有人踩踏板时_，无人踩踏板时_。解答：电磁铁有磁性，电铃电路工作，铃响报警；电磁铁无磁性，灯泡电路工作，灯亮安全。例2、（2001，成都市）如图所示的装置是用来演示（ ）A电流的磁场B电磁感应现象C磁场对通电导线的作用D电磁铁原理解析：开关闭合时，AB导体中有电流，且在磁场中受力会滚动，应是磁场对电流的作用，即对通电导体的作用。答案：C例3、（2002，安徽省）在下述情况发生的过程中，电能转化为机械能的是（ ）A电动机运转B电熨斗熨烫衣服C发电机发电D蓄电池向外供电答案：A课

10、外拓展判断安培力方向的左手定则实验表明，安培力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关，其关系可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，将左手放入磁场中，让磁感线从手掌穿入，使伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指的指向就是安培力的方向，如下图所示，磁感线方向垂直纸面向外，导线中电流方向顺纸向下，根据左手定则，伸开左手，手掌平行纸面且向里，四手反映电流方向向下，这时大拇指指向左，即安培力F的方向向左。磁感线方向、电流方向、安培力方向三者中，已知任意两个方向，便可由左手定则来判断第三个方向。在磁感线方向和电流方向两者中，只改变其中一个方向，安培力的方向便改

11、变；若两个方向同时变成反向，则安培力方向不变。 在线测试考试说明：测试时间限制仅针对A卷 A卷开始测试窗体顶端一、选择题1、电磁继电器中，电磁铁所接电源（ ）A一定是低压控制电源B一定是高压工作电源C可能是低压控制电源，也可能是高压工作电源D以上说法都不对2、如图所示，当工作电路发生故障而断开时，铃响报警。故障排除后工作电路接通时，绿灯和白灯亮，铃不响，则图中（ ）Aa是电铃 Bb是电铃Cc是电铃 Da是绿灯3、通电导线在磁场中受到的安培力方向（ ）A跟电流方向垂直，跟磁感线方向垂直B跟电流方向平行，跟磁感线方向平行C跟电流方向垂直，跟磁感线方向平行D跟电流方向平行，跟磁感线方向垂直4、在下图

12、中，两平行直导线中电流方向相反，且电流强度I1I2，导线a受到安培力大小为F1，导线b受到的安培力大小为F2，则（ ）AF1F2且方向相反BF1F2且方向相反CF1=F2且方向相反DF1=F2且方向相同5、直流电动机工作时，线圈经过垂直磁感线的位置时（ ）A线圈受力平衡，速度为零B线圈受力平衡，速度不为零C线圈受力不平衡，速度为零D线圈受力不平衡，速度不为零6、要想改变直流电动机的转动方向，分别采用了下列措施，其中可行的是（ ）A改变输入电流的方向B改变电动机线圈的位置C改变电动机中磁铁的磁极极性D同时改变电流方向和磁极极性7、如图所示，两根相互平行的直导线a和b，分别通入相反方向的电流时，发

13、现b受到a的排斥力。若将b中电流方向反过来，变为同方向的电流，则（ ）Ab受到a的排斥力Bb受到a的吸引力Cb受到a的作用力D受力但不能判断是排斥还是吸引8、如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（ ）A灯亮，电动机转起来，电铃响B灯亮，电动机转起来，电铃不响C灯不亮，电动机不转，电铃响D灯亮，电动机不转，电铃响9、如图所示，是用电磁继电器控制电路。当开关S闭合后（ ）A甲灯亮 B乙灯亮 C两灯都亮 D两灯都不亮10、下列装置中没有应用电磁铁的是（ ）A电铃 B电磁继电器C电热器 D扬声器11、要改变通电导体在磁场中的受力方向，下列办法中可行的是（ ）A增大通电导体中的电流

14、B减小通电导体两端的电压C改变通电导体中的电流方向D同时改变导体中的电流方向和磁场方向12、要想使一台直流电动机的转速增大一些，下列哪些方法可行（ ）A增大线圈中的电流强度B换用电压较高的直流电源C将磁极对调D加大原来磁场的磁性13、关于直流电动机，下列说法中正确的是（ ）A直流电动机的工作原理是电磁感应现象B直流电动机正常工作时，将电能转化为机械能C直流电动机换向器是由两个彼此绝缘的半铜环组成的D电源的正负极和磁场的方向都改变，直流电动机的转动方向也改变14、在如图所示中关于甲、乙两图正确的说法是（ ）A利用图甲所示实验的原理可制成电动机B利用图甲所示实验的原理可制成发电机C图甲是研究电磁感

15、应现象的装置D图乙研究的现象中可将电能转化为机械能 测试结果第1题答案错误!正确答案为 C第2题答案错误!正确答案为 A第3题答案错误!正确答案为 A第4题答案错误!正确答案为 C第5题答案错误!正确答案为 B第6题答案错误!正确答案为 AC第7题答案错误!正确答案为 B第8题答案错误!正确答案为 B第9题答案错误!正确答案为 B第10题答案错误!正确答案为 C第11题答案错误!正确答案为 C第12题答案错误!正确答案为 ABD第13题答案错误!正确答案为 BC第14题答案错误!正确答案为 A1、根据使用电磁继电器的目的不同，电磁铁既可接低压控制电源，也可接高压工作电源。2、工作电路断开时，电

16、磁铁磁性消失。3、安培力方向既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直。4、a与b间的作用力是相互的，等大反向。5、直流电动机工作时，线圈不停地转动，任何位置速度都不为零，但在线圈平面垂直磁感线的位置时，各边所受安培力等大反向。6、电动机中线圈的转动方向由线圈所受安培力的方向决定。8分析：由图可以看出，这是用一个电磁继电器同时控制两个工作电路的自动控制装置控制电路由电源、开关S和电磁铁组成；工作电路有两个，共用一个电源开关S断开时，电磁铁中无电流没有磁性，弹簧把衔铁拉起，电灯和电动机组成的并联电路连通，电灯亮、电动机转动；电铃电路断开，电铃不响开关S闭合时，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁，使电铃电路连通

17、，铃响；电灯和电动机电路断开，灯不亮，电动机不转B正确9、分析：开关S闭合后电磁铁有了磁性就把衔铁吸引下来，结果是甲灯不亮，乙灯亮了10、分析：热水机是利用电流的热效应工作的，选C11、分析：本题考查对通电导线在磁场中受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向之间的关系的理解和掌握解题的关键是明确：当磁感线的方向不变时，电流的方向变得相反，通电导线受力的方向也变得相反；当电流的方向不变，磁感线的方向变得相反，通电导线受力的方向也变得相反当电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向不变12、分析：电动机的转速与磁力的大小有关，对于相同的线圈，每边受的磁力随电流强度、磁场强度增大而增大。故A

18、、B、D三种方法都有可能增大电动机的转速13、分析：直流电动机是在通电时工作的，是将电能转化为机械能的机器，所以选项B是正确的，而A是错误的，为了保证直流电动机中的线圈在一周之内转动的过程中，线圈中的电流方向正好改变，使线圈能沿着同一方向继续转动，必须有一个改变电流方向的装置换向器，换向器必须由两部分组成且彼此绝缘，能随线圈一起转动，所以选项C是正确的，直流电动机的转动方向由电流方向和磁场方向两个方向决定，因此如果同时改变电源正负极和磁场方向，直流电动机的转动方向仍不变，所以选项D不正确。14、分析：选A项。由图甲可知，此实验的现象是导体AB通电后在磁场中受力产生运动，利用该实验的原理可制成的

19、是电动机，故A正确。而B、C是错误的。图乙研究的是电磁感应现象，当开关闭合后，如果导体在磁场中做切割感线运动，电路中产生感应电流，电流表指针摆动，在这一现象中，是机械能转化为电能，所以D错。窗体底端B卷二、填空题15、电磁继电器由_对衔铁的吸、放代替开关控制电路的通断，它是利用电流的_效应工作的。答案16、电磁继电器的作用可描述为：_压电路控制_压电路；_电流控制_电流；_距离控制_距离。答案17、电路元件如图所示，按要求设计一个电路：用一个开关S控制A、B两台电动机。S接通时，B工作；S断开时，A工作。答案 当S接通时，电磁铁有磁性，衔片被电磁铁吸引，依题意要使电动机B工作，则应将电动机B的

20、一端连接触点b，与工作电源构成回路。当S断开时，电磁铁磁性消失，衔铁在弹簧力作用下离开电磁铁，这时要求电动机A工作，则应将电动机A的一端连接触点a。工作电源一端接电动机，另一端始终与衔片相连的触点相连接。18、放在磁场中静止的导体，通入电流后运动起来，这是因为_对通电导体有_作用。答案19、通电线圈放在磁场中，当线圈平面与磁感线_时，所受安培力大小相等，方向相反，相互平衡。答案 磁场；力 提示：磁场对其中的通电导体有安培力作用。20、直流电动机是把_能转化为_能的机器，它是利用通电线圈在_的原理制成的。并且利用_自动改变线圈中的电流方向，使线圈不停地转动。答案 垂直提示：通电线圈平面与磁场方向

21、垂直的位置是线圈的平衡位置。三、综合题14、一台直流电动机，额定电压是220V，正常工作时消耗电功率是8kW，则正常工作时，通过它的电流强度多大？答案 电；机械；磁场中受力发生转动；换向器提示：据电动机的构造和原理分析。36.4A15、如图所示，K为刀闸；N为衔铁，可绕轴O转动；P为电磁铁。当电路中电流过大时，K能自动打开，切断电流起到保护电路的作用。试分析其工作原理。答案当电流不超过正常工作电流时，P的磁性不够强，对N的吸力不够大，电路通电正常工作。当电流过大时，P的磁性增强，对N的吸力增大，使K在弹簧拉力作用下，沿顺时针方向转动而自动切断电流，起到保护电路的作用.精品文档.电磁铁及其应用专题