(人教2011课标版)九年级物理全册第20章《电与磁》第3节《电磁铁_电磁继电器》课件.ppt

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1、义义 务务 教教 育育 教教 科科 书书物理物理 九年级九年级 全一册全一册线圈线圈铁芯铁芯电磁铁电磁铁转换法转换法影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素 视频(1分42秒)如何控制电流相等？如何控制电流相等？控制变量法。控制变量法。 看其吸引大头针的多少。（转换法）看其吸引大头针的多少。（转换法） 用滑动变阻器或者改变电池的个数。用滑动变阻器或者改变电池的个数。 取两个匝数不同的电磁铁进行试验。取两个匝数不同的电磁铁进行试验。 串联。串联。 探究：探究：影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱

2、的因素用什么方法探究？用什么方法探究？怎么比较电磁铁磁性的强弱？怎么比较电磁铁磁性的强弱？怎样改变电磁铁线圈中的电流？怎样改变电磁铁线圈中的电流？怎样改变电磁铁线圈的匝数？怎样改变电磁铁线圈的匝数？小结小结：影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？：影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？ 影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素 通电螺线管的磁性强弱与通电螺线管的磁性强弱与_、 _和和_有关。有关。电流的大小电流的大小线圈的匝数线圈的匝数有无铁芯有无铁芯电磁铁的磁性强弱与下列哪个因素无关电磁铁的磁性强弱与下列哪个因素无关( )( )。 A A电流的强弱电流的强弱 B B电流的方向电流的方向 C C线

3、圈的匝数线圈的匝数 DD有无铁芯定有无铁芯定B影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素（20112011年中考年中考 浙江台州卷）探究影响电磁铁磁性强浙江台州卷）探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如图电路进行实验，每次实验总观察弱的因素时，按如图电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁到电磁铁A A吸引大头针的数目均比吸引大头针的数目均比B B多。此实验说明多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是（影响电磁铁磁性强弱的因素是（ ） A A电流的大小电流的大小 B B线圈的匝数线圈的匝数 C C电流的方向电流的方向 DD电磁铁的极性电磁铁的极性B B看看中考看看中考A AB B线圈的匝数多，

4、说明通过线圈的匝数多，说明通过B B线圈的电流大于通线圈的电流大于通过过A A线圈的电流线圈的电流B B电流相同，匝数多的磁性大电流相同，匝数多的磁性大C C要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片P P向左移动向左移动DD电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强（20112011年中考年中考 内蒙古呼和浩内蒙古呼和浩特卷）某同学用两个相同的大特卷）某同学用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示。在如图所示。在“研究电磁铁研究电磁铁”的实验过程中，当的实验过程中，当S S闭合后

5、，闭合后，下列说法不正确的是（下列说法不正确的是（ ）看看中考看看中考A A影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素(2011(2011鞍山鞍山) ) 在探究在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验中，实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变阻器、两根完实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。电路。 (1)(1)实验中通过观察电磁铁实验中通过观察

6、电磁铁_的不同，的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同。可以判断电磁铁的磁性强弱不同。 (2)(2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数针的个数_(_(填填“增加增加”或或“减少减少”) )，说明电流越，说明电流越_ _，电磁铁磁性越强。，电磁铁磁性越强。 (3)(3)根据图示的情境可知，根据图示的情境可知，_(_(填填“甲甲”或或“乙乙”) )的磁性强，的磁性强， 说明电流一定时说明电流一定时, ,_，电磁铁磁性越强。，电磁铁磁性越强。吸引大头针的数量吸引大头针的数量 增加增加大大甲甲线圈匝数越多线圈匝数越多 看看中考看看中考

7、影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素看看中考看看中考（20112011年中考年中考 安徽省卷）通电直导线的周围存在磁安徽省卷）通电直导线的周围存在磁场，若将一根长导线沿一个方向绕成螺线管，插入铁场，若将一根长导线沿一个方向绕成螺线管，插入铁芯后，就制成了一个电磁铁。关于电磁铁的磁性强弱，芯后，就制成了一个电磁铁。关于电磁铁的磁性强弱，以下说法正确的是（以下说法正确的是（ ） A A电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关 B B电磁铁的磁性强弱与电流大小无关电磁铁的磁性强弱与电流大小无关 C C导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互导线绕成螺线管后，每匝线圈产

8、生的磁场相互抵消，故磁性减弱抵消，故磁性减弱 D D导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互叠加，故磁性增强叠加，故磁性增强 D D影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素看看中考看看中考（20112011年年 湖北恩施卷）在研究电磁铁时，小华连接湖北恩施卷）在研究电磁铁时，小华连接了如图所示的电路。若闭合开关，将滑动变阻器的滑了如图所示的电路。若闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动，可能出现的情况是（片向左移动，可能出现的情况是（ ） A A电磁铁电磁铁A A端为端为S S极极 B B电磁铁的磁性减弱电磁铁的磁性减弱 C C小磁针小磁针S S极

9、指向上方极指向上方 DD小磁针小磁针N N极指向极指向B B端端B影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素（20132013日照）小明在日照）小明在“探究通电螺线管外部磁场的方探究通电螺线管外部磁场的方向向”实验中，设计的部分电路如图乙所示，请根据要求实验中，设计的部分电路如图乙所示，请根据要求在答题卡上用笔画线代替导线将图中的电路补充完整。在答题卡上用笔画线代替导线将图中的电路补充完整。要求：要求：小磁针的指向满足如图所示的方向；小磁针的指向满足如图所示的方向； 滑动变阻器滑动变阻器的滑片向的滑片向A A段移动后，通电螺线管的磁性减弱；原有段移动后，通电螺线管的磁性减弱；原有导线不得

10、更改。导线不得更改。SN影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素看看中考看看中考（20112011年中考年中考 广东茂名卷）如图所示是小明探究广东茂名卷）如图所示是小明探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是（措施中能使电磁铁磁性增强的是（ ） A A滑片滑片P P向右移动，其他条件不变向右移动，其他条件不变 B B滑片滑片P P向左移动，其他条件不变向左移动，其他条件不变C C开关开关S S由由1 1扳到扳到2 2，其他条件不变，其他条件不变 DD电源的正负极对调，其他条件不变电源的正负极对调，其他条件不

11、变B CB C影响电磁铁磁性强弱的因素影响电磁铁磁性强弱的因素（20112011枣庄）如图所示是小明研究枣庄）如图所示是小明研究“影响电影响电磁铁磁性强弱因素磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针针式刻度板组成。通过观察指针B B偏转角度的偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体定一物体A A，当用导线，当用导线a a与接线柱与接线柱2 2相连，闭合相连，闭合开关后，指针不发生偏转。开关后，指针不发生偏转。

12、（1 1）用笔画线代替导线将实物图连接完整；）用笔画线代替导线将实物图连接完整；（2 2）指针下方的物体）指针下方的物体A A应由应由_材料制成；材料制成； A A铜；铜；B B铁；铁；C C铝；铝；D D塑料。塑料。（3 3）当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的）当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的 _极；极；（4 4）实验发现：当滑动变阻器的滑片）实验发现：当滑动变阻器的滑片P P向向 _滑动时（填滑动时（填“左左”或或“右右”），指针），指针B B偏转的角度将会偏转的角度将会 _（填（填“变大变大”或或“变小变小”）；）；保持滑片保持滑片P P的位置不变，当导线的位置不变，当导线a a由接线

13、柱由接线柱2 2改为与接线柱改为与接线柱l l相连，闭合相连，闭合开关后，可发现指针开关后，可发现指针B B偏转的角度将会偏转的角度将会_（填（填“变大变大”或或“变变”）；）；（5 5）经过对电磁铁的研究，可得出的结论是：当线圈匝数一定时，通过）经过对电磁铁的研究，可得出的结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性电磁铁的电流越大，电磁铁磁性_越强；当通过电磁铁的电流一定越强；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越时，电磁铁线圈的匝数越 _，磁性越，磁性越_。看看中考看看中考B BN左左变大变大变大变大越强越强多多强强探究电磁铁的磁性 视频(3分26秒)电磁铁的优点：电

14、磁铁的优点：（20112011烟台）电磁铁与永磁体相比烟台）电磁铁与永磁体相比, ,其优点是：磁性其优点是：磁性的有无可以通过的有无可以通过_来实现；磁性的强来实现；磁性的强弱可以通过弱可以通过_来控制；磁极的极性来控制；磁极的极性变换可以通过变换可以通过_来实现。来实现。电流的通断电流的通断 改变电流的方向改变电流的方向 改变电流的大小改变电流的大小电流的通断电流的通断 改变电流的大小改变电流的大小改变电流的方向改变电流的方向 电磁铁的应用 视频(1分03秒)电磁铁的应用电磁铁的应用同名磁极相互排斥同名磁极相互排斥电磁铁的应用：电磁铁的应用：电磁继电器电磁继电器实质实质 1. 1.电磁继电器

15、是由电磁继电器是由_、_、_和和_组成。组成。 电磁铁电磁铁衔铁衔铁弹簧弹簧触点触点2.2.利用电磁继电器可以实现由低电压、弱利用电磁继电器可以实现由低电压、弱电流来控制电流来控制_、_的工作电路，的工作电路，还可以实现还可以实现_和和_。高电压高电压强电流强电流远距离操纵远距离操纵自动控制自动控制3. 3. 电磁继电器就是利用电磁继电器就是利用 来控来控制工作电路的一种开关制工作电路的一种开关。电磁铁电磁铁S1MS2S控制电路控制电路工作电路工作电路当开关当开关S S1 1闭合时，电磁铁通电产生闭合时，电磁铁通电产生_，将衔铁将衔铁_,_,开关开关S S的触点的触点_，工作电路在有，工作电路

16、在有_通过，电动机便转动起来。通过，电动机便转动起来。磁性磁性吸下吸下接通接通电流电流（20112011无锡）如图所示，电无锡）如图所示，电磁继电器能通过低压控制电路磁继电器能通过低压控制电路间接地控制高压工作电路下间接地控制高压工作电路下列说法正确的是（）列说法正确的是（）A A连有电动机的电路是低压控制电路连有电动机的电路是低压控制电路 B B电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关断的开关 C C利用电磁继电器主要是为了节约用电利用电磁继电器主要是为了节约用电 D D利用电磁继电器主要是为了操作方便利用电磁继电器主要是为了操作方便看看中考看

17、看中考B B（20102010烟台）图所示的是恒温箱的简易电路图其烟台）图所示的是恒温箱的简易电路图其工作原理是，接通工作电路后，电热丝加热，箱内温工作原理是，接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当箱内温度达到温度计金属丝度升高，当箱内温度达到温度计金属丝A A所指的温度所指的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，工时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，工作电路作电路_，电热丝停止加热当，电热丝停止加热当箱内温度低于金属丝箱内温度低于金属丝A A所指的温度时，控制电路断开，所指的温度时，控制电路断开，衔铁被衔铁被_，工作电路再次工作，电热丝加热，工作电路再次工作，电热丝加

18、热，从而保持恒温箱内温度恒定。从而保持恒温箱内温度恒定。断开（或停止工作）断开（或停止工作）弹簧拉起弹簧拉起看看中考看看中考（20132013营口）小清同学利用电磁继电器设计了一个自营口）小清同学利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，动恒温加热鱼缸，如图所示，A A为一段软导线，左侧的为一段软导线，左侧的温度计是电接点水银温度计，温度计是电接点水银温度计，B B为一个小型电热器，其为一个小型电热器，其铭牌如表所示该装置能使鱼缸中的水温大致保持在铭牌如表所示该装置能使鱼缸中的水温大致保持在 _，用水银温度计是因为水银是，用水银温度计是因为水银是_，装置某次，装置某次连续正常工作连续

19、正常工作2min2min，电热器可放出，电热器可放出_J_J的热的热量。量。看看中考看看中考26导体导体1.321.3210104 4电磁继电器与自动控制 视频(2分16秒)看看中考看看中考（20122012枣庄）小明在参观水库时，看到水枣庄）小明在参观水库时，看到水库的水位自动报警器（如图所示）。他分析库的水位自动报警器（如图所示）。他分析了这个装置的工作原理：由于了这个装置的工作原理：由于A A、B B都是碳棒，都是碳棒，当水位到达乙位置时，当水位到达乙位置时，“控制电路控制电路”接通，接通，电磁铁电磁铁C C产生产生_，吸下衔铁，吸下衔铁DD，此时，此时“工作电路工作电路”中中_灯发光，

20、发出报警信号。灯发光，发出报警信号。红红磁性磁性电磁继电器应用 视频(1分39秒)看看中考看看中考（20122012抚顺）小明在乐购超市看到：电梯上有人时运抚顺）小明在乐购超市看到：电梯上有人时运动得快，没人时运动得慢。如图是小明上网搜索到的这动得快，没人时运动得慢。如图是小明上网搜索到的这种电梯的部分控制电路（种电梯的部分控制电路（R R是一个压敏电阻），并进行是一个压敏电阻），并进行了如下分析：有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，了如下分析：有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性变电磁铁的磁性变_（选填（选填“强强”或或“弱弱”），使衔），使衔铁与触点铁与触点_（选填（选填“1”

21、1”或或“2”2”）接触，通过电动）接触，通过电动机的电流机的电流_（选填（选填“变大变大”或或“变小变小”），电动机），电动机转速变快，使电梯运动变快。转速变快，使电梯运动变快。强强2 2变大变大（20102010佛山）小珩同学在自己房门上安装一个电子佛山）小珩同学在自己房门上安装一个电子锁，图中锁，图中S S是指纹开关，电磁继电器中是指纹开关，电磁继电器中K K是轻质弹簧，是轻质弹簧，L L是电磁铁，是电磁铁，B B是一个带有因定磁极的锁，当锁的磁极是一个带有因定磁极的锁，当锁的磁极S S端插入锁孔端插入锁孔C C中时，门处于锁定状态，如图所示。电中时，门处于锁定状态，如图所示。电磁继电器

22、是根据电流的磁继电器是根据电流的_效应制成的，当开关效应制成的，当开关S S闭闭合时电磁铁合时电磁铁A A端与锁阀定磁极的端与锁阀定磁极的N N端产生相互端产生相互_的的力，门锁处力，门锁处_（填（填“打开打开”或或“锁定锁定”）状态。）状态。看看中考看看中考磁磁吸引吸引打开打开(2011(2011烟台烟台) )如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，设计的自动控制装置，R R是热敏电阻，其阻值随温度是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示已知继电器的线圈电阻变化关系如下表所示已知继电器的线圈电阻R R0 0=10=10，左边电源电压为，左

23、边电源电压为6V6V恒定不变当继电器线恒定不变当继电器线圈中的电流大于或等于圈中的电流大于或等于15mA15mA时，继电器的衔铁被吸时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。合，右边的空调电路正常工作。（1 1）请说明该自动控制装置的工作原理。）请说明该自动控制装置的工作原理。（2 2）计算说明该空调的启动温度是多少？）计算说明该空调的启动温度是多少？（3 3）为了节省电能，将空调启动温度设定为）为了节省电能，将空调启动温度设定为3030，控制电路中需要再串联，控制电路中需要再串联多大的电阻？多大的电阻？（4 4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请）改变控制电路

24、的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案你再提出一种方便可行的调节方案随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到流达到15mA15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。使空调电路断开，这样就实现了自动控制。25253030可以将左边电

25、源改为可调压电源可以将左边电源改为可调压电源看看中考看看中考电铃 视频(1分42秒)向左滑动向左滑动电阻变小电阻变小电流变大电流变大磁性变强磁性变强电阻变小电阻变小电流变大电流变大变亮变亮（20102010淮安）如图所示，是演示巨磁电阻（淮安）如图所示，是演示巨磁电阻（GMRGMR）特性）特性的原理示意图开关的原理示意图开关S S1 1、S S2 2闭合时，向左稍微移动滑动变闭合时，向左稍微移动滑动变阻器的滑片阻器的滑片P P，指示灯的亮度明显变亮，指示灯的亮度明显变亮（1 1）滑动变阻器的滑片向左移动，流过电磁铁线圈的电）滑动变阻器的滑片向左移动，流过电磁铁线圈的电流流_ （选填（选填“增大

26、增大”或或“减小减小”），电磁铁周围的），电磁铁周围的磁场磁场_ （选填（选填“增强增强”、“减弱减弱”或或“不变不变”）。）。（2 2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中GMRGMR的阻值显的阻值显著著_ （选填（选填“增大增大”或或“减小减小”），引起），引起GMRGMR阻阻值变化的原因是值变化的原因是_ _。增大增大增强增强减小减小磁场的变化磁场的变化看看中考看看中考（20122012淄博）法国科学家阿尔贝淄博）法国科学家阿尔贝 费尔由于发现了巨费尔由于发现了巨磁电阻（磁电阻（GMRGMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖如）效应，荣获了诺贝尔物理学奖如图是研究

27、巨磁电阻特性的原理示意图实验发现，当图是研究巨磁电阻特性的原理示意图实验发现，当闭合闭合S S1 1，S S2 2后使滑片后使滑片P P向右滑动的过程中，指示灯明向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，则下列说法正确的是（）显变暗，则下列说法正确的是（）A A 、电磁铁右端为、电磁铁右端为N N极极B B 、滑片、滑片P P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强向右滑动过程中电磁铁的磁性增强C C 、巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大、巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大D D 、巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小、巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小C C看看中考看看中考（20112011年中考年中考

28、浙江衢州卷）法国科学家阿尔贝浙江衢州卷）法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家费尔和德国科学家彼得彼得格林贝格尔由于发现了巨磁电阻格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)(GMR)效应，荣获了诺贝尔物理效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明同学设计了如图所示的电路，来研究学奖。小明同学设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答：巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答：（1 1）断开）断开S S1 1，闭合，闭合S S2 2，移动滑动变阻器，移动滑动变阻器R R2 2的的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知，无磁场由此可知，无磁场

29、时时GMRGMR的电阻大小的电阻大小为为 欧；欧；再闭合再闭合S S1 1和和S S2 2，保持，保持R R1 1滑片位置不变，移动滑动变阻器滑片位置不变，移动滑动变阻器R R2 2的滑片，测的滑片，测得两电表的四组数据得两电表的四组数据如下表所示，可计算如下表所示，可计算出有磁场时出有磁场时GMRGMR的的电阻大小；电阻大小；（2 2）通过上述实验，得出的结论是）通过上述实验，得出的结论是_；（3 3）利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步）利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是研究与巨磁电阻大小有关的问题是_。看看中考看看中考实验序号实验序号1 12 23 34 4U U伏伏1.001.001.251.252.002.002.502.50I I安安2 21010-3-32.52.51010-3-34 41010-3-35 51010-3-3实验序号实验序号1 12 23 34 4U U伏伏0.450.450.910.911.501.501.791.79I I安安0.30.31010-3-30.60.61010-3-31 11010-3-31.21.21010-3-3500有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系