2019_2020学年九年级物理全册20.3电磁铁电磁继电器学案含解析新版新人教版.doc

第3节 《电磁铁 电磁继电器》导学案
【学习目标】
1. 了解什么是电磁铁，知道电磁铁的特性和工作原理及其应用；
2. 通过实验探究了解影响电磁铁磁性强弱的因素；
3. 了解电磁继电器的结构和工作原理，了解电磁继电器在生产生活中的应用。
【学习重点】：
1. 电磁铁的特性和工作原理及其应用
2. 影响电磁铁磁性强弱的因素
【学习难点】：
了解电磁继电器的结构和工作原理。
【自主预习】
1.电磁铁就是内部插入_铁芯_的通电螺线管。电磁铁工作原理：电流的_磁_效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大_增强_。
2.电磁铁磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制。
3.电磁继电器实质是由电磁铁控制的_开关__。可以用控制 低压电路的通断间接控制高压电路，还可以利用电磁继电器进行远距离操纵和自动控制．
【合作探究】
探究一：电磁铁
演示实验：取一个带有铁芯的螺线管、一些大头针，将螺线管通电，靠近大头针，观察发生的现象，然后断开电路，观察发生的现象。
现象表明：螺线管通电时有磁性 ，断电时无磁性。
1.我们把插入铁芯的通电螺线管内叫电磁铁。

2.为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？
电磁铁的原理：铁棒插入通电螺线管，铁芯被__磁化，形成_磁体也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有__螺线管_产生的磁场，又有_铁芯产生的磁场，因而磁场大大增强了。
探究二：电磁铁的磁性
1、猜想与假设：影响电磁铁磁性强弱的因素有：(1)　电流的大小;(2)线圈匝数的多少。
2、实验设计：

(1)电磁铁的磁性是看不见摸不着的,可通过　吸引铁钉的个数 来判断,这种方法是　转换法 。
(2)电磁铁的磁性强弱可能与多个因素有关,在探究时,需利用控制变量法。
①探究电磁铁磁性与线圈中电流的关系
思路：需控制　线圈匝数 不变,改变　电路中的电流　。故电路中可连入　滑动变阻器　。
②探究电磁铁磁性与线圈匝数的关系
思路：控制　电流　相同,改变　线圈匝数　。
实验数据及分析：

3.分析实验数据,你可得出的实验结论是
(1)与电流的关系：线圈匝数相同时,通过线圈的电流越大,磁性越强;
(2)与线圈匝数的关系：通过线圈的电流相同时,线圈匝数越多,磁性越强。
4.电磁铁的优点：
（1）电磁铁的磁性有无可以通过接通或断开电流的通断来控制；
（2）电磁铁磁极的极性可以通过改变 电流的 方向来控制；
（3）电磁铁的磁性强弱可以通过改变通入电磁铁电流的大小或线圈匝数来控制。
5电磁铁的应用：电磁起重机、电铃、电报机、磁悬浮列车、发电机、电动机和电磁继电器。
探究三：电磁继电器
1.安全用电知识告诉我们：不靠近高压带电体。所以用手直接控制强大的电流或操作高压电路是很危险的，我们用电磁继电器解决这个问题。
2.电磁继电器的构造：主要是 电磁铁 、衔铁、弹簧、（动、静）触点等。它由低压 控制 电路和高压工作电路两部分电路构成。

3.电磁继电器的实质：
电磁继电器实质上就是一种利用电磁铁来控制工作电路的一种 开关 .
可实现用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路或进行远距离操作。
4.电磁继电器的工作原理：控制电路通电时，电磁铁 有磁性 ，将衔铁吸下来，动触点B与 A 分开，与 C 接通，工作电路接通；控制电路断电时，电磁铁失去磁性 ，弹簧将电磁继电器的衔铁拉起来，动触点B与 C 分开，与 A 接通，_切断工作电路。
【精讲点拨】
1、电磁铁(1)电磁铁磁性的有无,可由通断电来控制;(2)电磁铁磁性的强弱,可 由电流大小和线圈匝数来决定(3)电磁铁的极性,可由电流方向来控制.电磁铁磁性判断:安培定则。
2、电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时,把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合,电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。
【归纳整理】

【当堂练习】
1.（2019浙江宁波市）在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法错误的是（　　）

A．通过电磁铁A和B的电流相等 B．电磁铁A、B上方的磁极极性不同
C．电磁铁B的磁性强于电磁铁A的磁性 D．向右移动滑片P，电磁铁A、B的磁性都减弱
【答案】B
【解析】A.电磁铁A和B串联在电路中电流相等。说法正确。
B.根据安培定则可以判断A电磁铁的磁极如图红色，B电磁铁的磁极如图蓝色，可以判断A、B上方的磁极极性相同。说法错误。

C.AB电磁铁的电流相同，铁芯相同，B的线圈匝数多，B电磁铁磁性强。说法正确。
D.向右移动滑片，电路电阻变大，电流变小。电磁铁的匝数、铁芯都没有变化，电流都变小，电磁铁磁性都变弱。故选B.
2.(2019年德阳市)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. 灯不亮，电铃响 B. 灯不亮，电铃不响
C. 灯亮，电铃不响 D. 灯亮，电铃响
【答案】A
【解析】由图知道，当控制电路的开关S闭合时，左边控制电路中有电流，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使动触头与下面电路接通，与上面的电路断开，所以，电铃工作，电灯不亮，即只有A正确。
3.（2019 河南）(多选)图为一款“智能照明灯”的电路,灯L天暗时自动发光,天亮时自动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是（ ）

A．电磁继电器利用电磁感应原理工作 B．R2的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时,电压表示数减小 D．若将R1换成阻值稍小的电阻,可缩短灯L的发光时间
【答案】C D
【解析】A．电磁继电器其原理为电生磁，为电流磁效应；
B．由题意得天亮时电磁继电器应将衔铁吸下来，则天亮时电流应增大，故电阻应减小，得R2的阻值随光照强度的增大而减小；
C．当光照强度增强时，R2电阻减小，电压表测R2电压，根据串联分压原理，故电压表示数减小；D．R1换成电阻稍小的电阻，则电磁继电器衔铁更容易被吸下来，当光照不是很强烈时即被吸下来，从而缩短了光照时间。
5.（2019 江苏泰州）如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁____（有/无）磁性，_____（电灯/电铃）通电工作。

【答案】（1）有 ；（2） 电灯。
【解析】当开关S闭合，电路接通时，电磁铁通电，电磁铁有磁性，把衔铁吸引下来，使触点与电灯所在的电路接通，电灯通电工作。
6.（2019 德阳市）一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中，将烧杯置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的________极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）

【答案】 (1). S（南） (2). 增大
【解析】由电路图知道，S闭合后，电流由A流向B，由右手安培定则知道，螺线管的A端为电磁铁的S极；当滑片P向左移动时，接入电路的电阻减少，电路的电流增大，则电磁铁的磁性增强，小球受到的向下的磁场力增大，由平衡条件知道，小球受到的向上的浮力会增大。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。

6