九年级物理下册 第十六章 第三节 电磁铁课件 鲁科版五四制

第三节电磁铁一、电磁铁1.结构：_____和螺线管状的_____。2.特点：有电流通过时有_____,没有电流通过时没有_____。铁棒导线磁性磁性二、怎样使电磁铁的磁性强1.铁芯有无：(1)有铁芯时,磁性_____;(2)无铁芯时,磁性_____。2.电流大小：在线圈匝数一定时,通过的电流_____,磁性越强。3.线圈匝数：在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数_____,磁性越强。4.应用：电磁起重机等。增强减弱越大越多三、电磁继电器1.构造：由_______、_____、弹簧组成。2.构成：由_________电路和_________电路两部分构成。3.实质：利用_______来控制工作电路的一种开关。4.作用：利用_______、_______电路间接地控制_______、_______电路。电磁铁衔铁低压控制高压工作电磁铁低电压弱电流高电压强电流探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中,注意观察电磁铁吸引曲别针数量的变化,并结合探究过程,思考以下问题：1.电磁铁磁性强弱可能与多个因素有关,在设计实验时,需运用的探究方法是________。某同学按照这种探究方法设计出的实验电路图如图,则在实验中,他是通过比较________来比较电磁铁磁性的强弱的。提示：如果一个物理量同时与多个因素有关,当多个因素同时发生变化时,无法判断是哪个因素影响,故在探究时,只需要改变一个物理量,其他物理量都控制不变,这种物理方法称为控制变量法。因为电磁铁磁性的强弱可能与线圈的匝数、通过线圈电流的大小等因素有关,因此设计实验电路时,要分别探究其中一个因素的影响情况。实验中,为了比较电磁铁磁性的强弱,是通过比较电磁铁吸引曲别针的数量来比较的,电磁铁吸引曲别针的数量越多,说明电磁铁的磁性越强。参考答案：控制变量法吸引曲别针的数量2.在上面的电路图中,对比甲、乙两图,不变的因素是____________________;变化的因素是__________________;可以得出的结论是______________________。提示：甲图为一个通电螺线管,乙图为螺线管插入铁芯后制成的简单电磁铁。比较两图可知,线圈的匝数相同,滑动变阻器滑片位置相同,即电路中电流相同,变化的因素是螺线管内是否插入铁芯。对比实验现象可知,甲图中吸引曲别针的数量少于乙图,故可得出结论：匝数相同的电磁铁的磁性比螺线管的磁性强。参考答案：电流大小、匝数有无铁芯电流大小和匝数相同的电磁铁的磁性比螺线管的磁性强3.在上面的电路图中,对比乙、丙两图,不变的因素是____________________;变化的因素是__________________;可以得出的结论是______________。提示：乙图与丙图电路图是完全相同的,但是在这两个图中,不变的因素是线圈的匝数,变化的因素是电路中的电流大小。从图中可以看出电流变大时,电磁铁吸引曲别针的数量增加,故可得出结论：线圈匝数相同时,通入电磁铁的电流越大,它的磁性越强。参考答案：匝数、有铁芯电流大小线圈匝数相同时,通入电磁铁的电流越大,它的磁性越强4.在上面的电路图中,对比丁图中两个电磁铁,不变的因素是________________;变化的因素是________________;可以得出的结论是_______________。提示：对比丁图中的两个电磁铁,可以发现两个电磁铁是串联的,这样就达到了通过两个电磁铁电流相等的目的,但是两个电磁铁线圈的匝数是不同的。从图中可以看出在电流相等的情况下,线圈匝数越多,电磁铁吸引曲别针的数量越多,故可得出结论：在电流一定时,线圈的匝数越多,它的磁性越强。参考答案：电流大小、有铁芯匝数在电流一定时,线圈的匝数越多,它的磁性越强5.综合上面实验过程,请思考：本实验中滑动变阻器的作用是什么?实验中能否将铁钉换成钢钉或铜钉?提示：在电学实验中,电路一般都要连接滑动变阻器,并且在闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,防止电路中电流过大而烧坏电路,起到保护电路的作用;在本实验中,由于需要改变线圈中的电流,故本实验中滑动变阻器还有改变电路中电流大小的作用。电磁铁的“铁芯”必须使用软铁类的软磁性材料。因为软铁容易被磁化,磁性也容易消失,而钢具有保持磁性的性质,钢被磁化后会成为永磁体,更不能使用铜、铝等非磁性材料,这些材料起不到增强电磁铁磁性的作用。参考答案：保护电路和改变电路中电流的大小不能【归纳提升】电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数及电流大小两个因素有关,故在叙述影响电磁铁磁性强弱的结论时,“在××相同(一定)时”这个前提条件不可忽略。【拓展延伸】庞大的电磁铁在冶金工厂里,可以看到搬运十分重的重物的电磁起重机。这种起重机在举起和移动铁块的工作上对铸钢厂和这一类的工厂做了相当大的贡献,几十吨重的大铁块或机器零件,都不必捆扎就能很方便地用这种磁铁起重机来搬运,铁片、铁丝、铁钉、废铁和别的各种铁料,用其他方法来搬运都很麻烦,用了电磁起重机,就能不装箱不打包,很方便地搬来搬去。在图甲和图乙中,可以看到磁铁的这种有效的功用。要收集和搬运一堆堆的铁片是非常麻烦的,可是像图甲所画的强大的电磁起重机却能够同时收集和搬运它们。这里的好处不但是力量经济了,并且工作简化了。在图乙中可以看到电磁起重机搬运装在木桶里的铁钉,一次竟可以举起6桶!有一家冶金工厂在不久以前使用了4台电磁起重机,每一台起重机可以一下子搬运10根铁轨,这些起重机就代替了200个工人的体力劳动。在起重机工作的时候,用不着担心这些重物在上面缚得牢不牢,只要电磁铁的线圈里电流不停,那就一块碎片也不会从上面落下来。看不见的磁力比坚固的螺钉和链条都可靠。可是如果线圈里因为某种原因断了电,那就必然要闯祸了,这样的事故,从前曾经发生过。我们从一本技术杂志里可以读到这样一则消息：“在美国一家工厂里,电磁铁举着用车皮装来的铁块,准备把它们投进炉里,突然尼亚加拉瀑布的发电站出了事故断了电,巨大的金属块从电磁铁上掉下来,整个砸在工人头上。为了避免再发生类似的不幸事件,并且为了节省电能的消耗,就在电磁铁上装了特别的装置,在要运输的物件被磁铁提起来以后,就有些坚固的钢爪从旁边落下来紧紧地扣住它们,随后重物就由这些爪提着,而电流在搬运的时候却可以中断一会。”图甲和图乙所画的这两台电磁起重机,直径都有1.5米,每台起重机能提起16吨重物(一节货车),一台这样的电磁起重机一昼夜可以搬运重物600吨以上,有一些电磁起重机一下子能提起75吨重物,也就是提起整个机车。看了电磁起重机的工作情况以后,有的读者可能会有一种想法：如果使用电磁起重机来搬运灼热的铁块,那该多方便啊!可惜这只有在一定的温度里才能这样做,因为灼热的铁是不能磁化的。磁铁被加热到800摄氏度就会失去磁性。现代的金属加工技术广泛地使用着电磁铁来支持住和移动钢、铁和铸铁的制件,人们已经造成了几百种不同的卡盘、工作台和别种装置,大大地简化和加速了金属加工过程。【针对训练】为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁,如图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。(1)通过比较________两种情况可知电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性;(2)比较图________和________可知,匝数相同时,电流越大磁性越强;(3)由图__________可知：当电流一定时,匝数越多,磁性越强。【教你解题】分析题目的关键点关键点1：磁性有无的判断,能否吸引铁钉。关键点2：两两分析变化因素和不变化因素。【精讲精析】(1)比较甲、乙两图,螺线管匝数相同,乙中有电流,电磁铁吸引铁钉,故可知电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性;(2)由题图可知,乙图和丙图螺线管的匝数相同,丙图电流大于乙图的电流,丙图吸引的铁钉比乙图多。所以由乙、丙可以看出电流越大,磁性越强;(3)图丁两个螺线管串联,所以电流大小相同,B线圈匝数比A线圈匝数多,B吸引的铁钉比A多,所以由图丁可以看出,当电流一定时,匝数越多,磁性越强。答案：(1)甲、乙(2)乙丙(3)丁1.电磁铁的铁芯应用软铁的目的是()A.能长期保持磁性B.磁化后磁性容易消失C.容易判断电磁铁的极性D.容易改变电磁铁的极性【解析】选B。电磁铁要求通电时有磁性,断电时没有磁性,用软铁做铁芯可以达到这一目的;若用钢或永磁体做铁芯,通电时有磁性,但断电后磁性不会消失,不符合使用要求。2.在“研究电磁铁”的实验中,有一个步骤是：改变电磁铁的接线,使通电线圈的匝数增多,同时调节变阻器滑片,使电流保持不变。观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化,这一步骤的实验目的是研究电磁铁的磁性()A.跟电流通断的关系B.跟电流大小的关系C.跟电流方向的关系D.跟线圈匝数的关系【解析】选D。在用控制变量法“研究电磁铁”的实验中,控制电流保持不变,使通电线圈的匝数增多,观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化。目的是研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系。故选D。3.(2012·宁夏中考)某同学连接如图所示电路研究电磁铁的磁性。为了让铁钉吸引大头针的数目增多,以下措施中可行的是()A.将滑片向左端滑动B.将滑片向右端滑动C.减少铁钉上所绕线圈的匝数D.去掉一节干电池【解析】选B。影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈匝数的多少。在其他条件一定时,I越大,电磁铁磁性越强,当滑片向右端滑动时,I增大,电磁铁磁性增强。4.如图所示的四个选项中,应用到电磁铁的是()【解析】选C。电磁铁是利用电流的周围有磁场制成的,只有C选项是通电之后产生磁场,故选C。5.(2011·威海中考)在图中所示的自动控制电路中,当控制电路的开关S闭合时,工作电路的情况是()A.灯亮,电铃响B.灯亮,电铃不响C.灯不亮,电铃不响D.灯不亮,电铃响【解析】选D。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。当控制电路的开关S闭合时,电磁铁有磁性,把工作电路的衔铁吸下来,于是工作电路中的D电铃响,灯L熄灭,故选D。6.某同学探究电磁铁的特性,连成了如图所示的电路,如果想改变电路中的电流,可以通过调节______来实现。通过观察电磁铁吸起大头针的多少可判断电磁铁磁性的________。【解析】由欧姆定律可知,电压一定时,电流跟电阻成反比。由图可知,电路的总电压不变,移动滑动变阻器的滑片时,电路中的电阻发生变化,电流也将随着变化;磁铁吸引铁、镍的性质叫做磁性,磁铁的磁性越强,吸引的磁性物质越多,所以通过观察电磁铁吸引大头针的多少可判断电磁铁磁性的强弱。答案：滑动变阻器强弱7.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,如图将导线绕在两个完全相同的铁钉上,制成简易的电磁铁甲和乙,通电后发现甲吸引大头针的个数多,说明甲线圈的匝数______(选填“多”或“少”);当滑片P向A端移动时,甲的磁性将______(选填“增强”或“减弱”)。【解析】由于甲、乙电磁铁是串联的,所以通过的电流是相等的,由题图可以发现甲吸引的大头针多,说明甲电磁铁的磁性强,线圈的匝数多。当滑片P向A端移动时,电阻变小,电流增大,通过电磁铁的电流增强,甲电磁铁的磁性增强。答案：多增强8.如图所示,开关闭合后,铁钉的上端是________极(选填“N”或“S”),当滑片向左移动时,铁钉吸引大头针的数目将________(选填“增加”或“减少”)。【解析】由安培定则可以判定铁钉被磁化后,其上端是N极;当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,故铁钉吸引大头针的数目将增加。答案：N增加