第3节　电磁铁　电磁继电器


【新课导思】在废旧钢铁回收站和炼钢车间常常利用电磁起重机。铁片、铁丝、废铁等铁料,不装箱不打包利用电磁起重机就能很方便地收集和搬运。电磁起重机的工作原理是怎样的呢?


【目标导学】1.能描述电磁铁,说明电磁铁的特点和工作原理。2.能通过实验得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。3.能说明电磁继电器的结构及其工作原理,了解电磁继电器在生产、生活中的应用。


【自主预习】1.电磁铁:(1)结构:_______和_____。(2)特点:有电流通过时有_____,没有电流通过时失去_____。螺线管铁芯磁性磁性


(3)影响电磁铁磁性强弱的因素:①匝数一定时,_____越大,磁性越强。②电流一定时,外形相同的螺线管,_____越多,磁性越强。(4)应用:___________、_______、_______、电铃、电磁继电器、磁浮列车等。电流匝数电磁起重机电动机发电机


2.电磁继电器:(1)结构:_______、_____、弹簧、触点等。(2)工作电路构成:_________电路和_________电路。(3)实质:利用_______来控制工作电路的一种开关。(4)作用:利用_______________电路的通断来间接地控制_______________电路的通断。 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


知识点一电磁铁1.提出问题:电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关呢?2.猜想与假设:________________________________。提示:可能与线圈中的电流大小和线圈的匝数有关(或其他猜想)



3.设计与进行实验(1)把滑动变阻器、电流表和一定匝数的线圈(内部有铁钉)串联起来,通过开关接到电源上。(2)调整变阻器的滑片,改变电路中的电流,观察通入0.6A、1.0A和1.2A的电流时,电磁铁吸引曲别针的数目。


(3)改换不同匝数的螺线管,调整变阻器的滑片,观察通入0.6A、1.0A和1.2A的电流时,电磁铁吸引曲别针的数目。


4.实验数据及分析:序号电流表示数I/A线圈匝数/匝吸引曲别针个数10.650221.050331.250440.6100451.0100561.21008


分析实验数据,你可得出的实验结论:(1)分析1、2、3(或4、5、6)组数据可得出结论:__________________________________________________。(2)分析1、4(或2、5或3、6)组数据可得出结论:__________________________________________________。


提示:(1)分析1、2、3(或4、5、6)组数据可知,线圈的匝数相同,通过线圈中的电流越大时,电磁铁吸引的曲别针个数越多,说明电磁铁的磁性越强,故可得出结论:线圈匝数一定时,通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强。(2)分析1、4(或2、5或3、6)组数据可知,电流大小相同,线圈的匝数越多,电磁铁吸引的曲别针个数越多,说明电磁铁的磁性越强,故可得出结论:通过线圈的电流一定时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强。


参考答案:(1)线圈匝数一定时,通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强(2)通过线圈的电流一定时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强


5.交流与讨论(1)实验中是如何判断电磁铁磁性强弱的?这是利用了哪种物理学研究方法?实验中还利用了哪种研究方法?参考答案:观察电磁铁吸引曲别针的个数　转换法　控制变量法


(2)实验中滑动变阻器的作用是什么?提示:在电路中,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,起到保护电路的作用。在探究匝数一定,磁性强弱与电流大小的关系时,利用滑动变阻器来改变电路中的电流。参考答案:保护电路,改变电路中的电流


(3)探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时,还可怎样设计电路控制电流相等?提示:串联电路中各处的电流都相等,故将不同匝数的电磁铁串联接在同一电路中,可控制电流相等。参考答案:在同一电路中,将不同匝数的电磁铁串联


【示范题1】(2017·金华中考)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,下列相关说法不正确的是　(　　) A.电磁铁A、B上方都是S极B.通过电磁铁A和B的电流相等C.电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性D.向右移动滑片P,电磁铁A、B磁性都减弱


【精讲精析】由安培定则可知,电磁铁A的上方为N极,B的上方为S极,故A错误;由题图可知,电磁铁A和B串联接入电路中,所以电流相等,故B正确;电磁铁A和B的电流相同,由题图可知A的线圈匝数多于B的线圈匝数,A的磁性强于B的磁性,故C正确;向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电流减小,电磁铁A、B磁性都减弱,故D正确。故选A。答案:A


据线圈匝数多少判断磁性强弱,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
【微点拨】(1)线圈匝数不变时,电流变化,磁性强弱变化,电流越大,电磁铁磁性越强。(2)电流大小不变时,根


拓展】电磁铁的铁芯用软铁而不能用钢制成的原因电磁铁
要求其磁性随着通入电流的大小而发生明显变化,而且
还要求可以通过电流的通断来控制磁性的有
无。软铁容易被磁化,磁性也很容易消失,而钢具有
长期保持磁性的性质,钢被磁化后磁性不消失而成为永
磁体。所以电磁铁的铁芯用软铁而不用钢制成。
【知识


知识点二电磁继电器电磁继电器的构
造如图所示,结合图形思考以下问题:



据电磁铁特点和电磁继电器工作电路,分析工作过
程:在D、E间
加上较低的电压时,电磁铁有_____,衔铁
被_____,_____两个接线柱所连的触点接通,从而使
与____两接线柱相连的工作电路工作;当D、E间
无电压时,电磁铁无磁性,衔铁在弹簧的作用下上升,使_____两
个接线柱所连的触点接通,从而使与______两
接线柱相连的工作电路工作。
1.根


提示:当在D、E间加上较低的电压时,螺线管内有电流通过,电磁铁有磁性,此时衔铁在电磁铁的吸引下被吸下,使B、C两个接线柱所连的触点接通,从而使与B、C两接线柱相连的工作电路工作;当D、E间无电压时,电磁铁无磁性,衔铁在弹簧的作用下上升,使A、B两个接线柱所连的触点接通,从而使与A、B两接线柱相连的工作电路工作。参考答案:磁性　吸下　B、C　　B、C　A、B　　A、B


上分析可见:电磁继电器的实质就是利用____控制工作电路通断的____。参考答案:电磁铁　开关
2.由以


优点?提示:(1)利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断,使人远离高压的危险。(2)利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境,实现远距离控制。(3)在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏
3.交流与讨论电磁继电器在应用上有哪些


感的元件,利用这些元件操纵控制电路的通断,在一定条件下可以实现自动控制。


参考答案:(1)利用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路　(2)实现远距离控制　(3)实现自动控制


中考)如图所示,开关闭合时,电磁铁上
端为N极,下端为S极,在图中
括号内标出控制电路电源的正负极,并将
工作电路图连接完整。要求:开关闭合时,电动机
转,小灯泡不亮;开关断开时,小灯泡亮,电动机不
转。
【示范题2】(2017·天水


【精讲精析】本题考查安培定则的应用和电路的连接。电磁铁上端为N极,下端为S极,根据安培定则可知,电流从螺线管的下端流入,上端流出,故电源的左端为正极,右端为负极;开关闭合时,电磁铁具有磁性,会吸引衔铁,使电动机的电路接通;开关断开时,衔铁在弹簧拉力的作用下与电磁铁分离,使小灯泡的电路接通。


答案:如图所示:


分析电磁继电器的应用实例三步曲(1)“”
分析低压控制电路中开关的类型:①人工控制式(踩踏
、开关等);②液体控制式(恒温箱中的温度计的
水银、水位自动报警器中的水);③红外线控制式;④温
控式(热敏电阻等);⑤光控式(光敏电阻)。
【微点拨】“”


无;衔铁是被吸引还是被弹簧拉起。(3)分析高压工作电路:与衔铁
固定在一起的动触点与
静触点是接通还是断开;高压工作电路的哪一部分接入电路,哪些用电器开
始工作。
(2)分析低压控制电路:控制电路接通或断开时,电磁铁磁性有或


拓展】1.电磁继电器在生产、生活中的应用:(1)汽
车领域:比较常见的继电器有:启动电动机的启
动继电器、喇叭继电器、电动机或发电机断路继电器、
充电电压和电流调节继电器、转变信号的闪光
继电器、灯光亮度控制继电器以及空调控制继电器、
推拉门自动开闭控制继电器、玻璃窗升降控制继电器。
【知识


用电器:空调继电器主要用于控制压缩机电动机、
风扇电动机和冷却泵电动机,以执行相关的控制功
能。(3)工
业控制继电器:主要的控制功能由通用交流继电器
完成。通常由按钮或限位开关驱动继电器。继电器的触点可
以控制电磁阀、较大的启动电机以及指
示灯。
(2)家


要产品技术参数:(1)额
定工作电压:指继电器正常工作时线圈所需要的电压。
根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也
可以是直流电压。(2)直
流电阻:是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过
万能表测量。
2.继电器的主


合电流:是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常
使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器
才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一
般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会
产生较大的电流而把线圈烧毁。
(3)吸


电流:是指继电器产生释放动作的最大电流。当
继电器吸合状态的电流减小到一定程度时,继电器就
会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远小于吸
合电流。(5)触点
切换电压和��