資源簡介

(共32張PPT)
1.3電磁鐵的應用
浙教版八年級科學下冊
第一章 電與磁
把照相機對著北極星附近的星空進行延時攝影，就會得到一張星星繞北極星運動的軌跡照片。通過這張照片，我們能否推斷地球到底是怎樣運動的
電磁鐵產生的磁場很容易控制。磁場的有或無可以用開關來控制，磁場的強弱可以用電流大小來調節，磁場方向的改變可以通過改變電流方向來實現。人們利用電磁鐵的這些特性設計和制造了許多生活和生產用品。
新課導入
一、電磁鐵
帶鐵芯的通電螺線管叫電磁鐵。
(1)電磁鐵的構造:螺線管和鐵芯。
(2)電磁鐵的原理:電磁鐵是利用電流的磁效應原理工作的。將軟鐵棒插入螺線管內部,當線圈通上電流時,螺線管產生磁性,線圈內部的磁場使軟鐵棒磁化為磁鐵,使磁性增強;當電流切斷時,線圈及軟鐵棒的磁性消失。
一、電磁鐵
注意：
電磁鐵的鐵芯要用軟鐵制成，不能用鋼,這是因為電磁鐵要求通電時立即有磁性,斷電后磁性立即消失。常用的電磁鐵大都做成“U”形,使它的兩個磁極能同時吸引物體,吸引力會更強。
一、電磁鐵
(3)影響電磁鐵磁性強弱的因素:
①線圈中電流的大小;②線圈的匝數。
(4)電磁鐵的優點
①電磁鐵磁性的有無可由通斷電流來控制:有電流時有磁性，無電流時無磁性。②電磁鐵磁性的強弱可以通過改變電流大小和線圈匝數來控制:電流越大,磁性越強;線圈匝數越多,磁性越強。
③電磁鐵的磁場方向可由改變電流方向來控制:電流方向改變后,磁場方向改變。
一、電磁鐵
通電螺線管和電磁鐵的異同
名稱 通電螺線管 電磁鐵
構成 導線、纏繞的螺線管、電源 螺線管、鐵芯、電源
磁性 弱 強
磁場方向 在磁體外部,總是從磁體的N極出發,回到S極
例1.如圖所示的物品中用到電磁鐵的是( )
【答案】C
【解答】電磁鐵是利用電流的磁效應來工作的。題目中所給的指南針是利用磁體間的相互作用來工作的。光盤是以光信息作為存儲物的載體用來存儲數據的一種物品。磁卡是利用磁性載體記錄信息，用來標識身份或其他用途的卡片。只有電鈴是利用電磁鐵進行工作的。
二、電磁繼電器
定義：電磁繼電器是一個由電磁鐵控制的自動開關。
2.實質:電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種自動開關。
二、電磁繼電器
3.主要結構:由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點等組成。控制電路:低壓電源、電磁鐵、恢復彈簧、開關等。工作電路:用電器、高壓電源、指示燈、觸點等。
二、電磁繼電器
3.工作原理
①閉合開關→控制電路接通→電磁鐵有磁性→吸引銜鐵→觸點開關與下觸點接通→電動機工作、綠燈亮。②斷開開關→控制電路斷開→電磁鐵磁性消失→彈簧復位→觸點開關與上觸點接通→電動機停止工作、紅燈亮。(如圖1-3-3所示)
二、電磁繼電器
3.工作原理
②斷開開關→控制電路斷開→電磁鐵磁性消失→彈簧復位→觸點開關與上觸點接通→電動機停止工作、紅燈亮。
二、電磁繼電器
4.電磁繼電器的作用:
一是可以實現通過低電壓和弱電流來控制高電壓和強電流,二是可以實現自動控制和遠距離控制。
電磁繼電器的控制電路
探索活動
02
01
1.觀察電磁繼電器。對照電磁繼電器的說明書，認識電磁繼電器上接線柱的位置，并思考說明書上寫著的電流和電壓表示什么意思。
03
2.把電磁繼電器上的線圈接到電源上，組成控制電路。觀察通電和斷電時電磁繼電器的動作情況。注意觀察通電時哪兩個觸點相連，斷電時哪兩個觸點相連。
3.利用另外一個電源和小燈泡組成的工作電路，通過電磁繼電器來控制小燈泡的亮與滅。
04
4.水位自動報警器是利用電磁繼電器工作的裝置，請按以下要求連接圖1-32所示的水位自動報警器電路:當水位在安全位置以下時，綠燈亮;水位到達安全位置上限時，紅燈亮。
思考與討論
圖 1-33 所示為電鈴的工作原理圖,B 為銜鐵,B與彈性片4相連，請根據電磁鐵的工作原理，分析電鈴是如何發出鈴聲的。
思考與討論
圖 1-33 所示為電鈴的工作原理圖,B 為銜鐵,B與彈性片4相連，請根據電磁鐵的工作原理，分析電鈴是如何發出鈴聲的。
例2、如圖是抓拍機動車闖紅燈裝置的工作原理示意圖,光控開關接收到紅燈發出的光會自動閉合,壓力開關受到機動車的壓力會閉合,攝像系統在電路接通時可自動拍攝違章車輛。下列有關說法正確的是( )
A.攝像系統拍攝的圖像是正立、縮小的虛像
B.當紅燈損壞不能發光時,該裝置仍能正常工作
C.若將光控開關和壓力開關并聯,也能起到相同的作用
D.只要光控開關和壓力開關有一個不閉合,攝像系統都不會自動拍攝
【答案】 D
【解答】攝像系統是利用u>2f時凸透鏡成倒立、縮小實像的原理工作的,故A錯誤;光控開關接收到紅燈發出的光會自動閉合,紅燈損壞,光控開關不能自動閉合,因此紅燈損壞,該裝置不能正常工作,故B錯誤;光控開關和壓力開關是相互影響的,若并聯,只要其中一個開關閉合攝像系統就工作,因此這兩個開關只能串聯,故C錯誤;只有光控開關和壓力開關都閉合時,控制電路才能接通,攝像系統才會自動拍攝,故D正確。
三、磁懸浮列車
1.工作原理
磁懸浮列車是利用“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”的原理,通過列車軌道上的強電磁鐵與列車上的電磁鐵之間的排斥或吸引作用而懸浮起來,使列車與軌道脫離接觸,消除了列車與軌道間的摩擦。磁懸浮列車運行時的阻力很小,因此運行速度很快。
三、磁懸浮列車
2.列車時速快的原因
通過軌道上的強電磁鐵與磁懸浮列車車廂上電磁鐵之間的吸引或排斥作用讓列車懸浮起來，使列車與軌道分離，消除軌道與列車之間的摩擦。磁懸浮列車運行阻力小，速度快。
四、信息的磁記錄
思考與討論
你能說出哪些產品是用磁來記錄信息的？
四、信息的磁記錄
磁記錄是目前信息記錄的重要方式之一。
(1)磁記錄的過程
讀取數據:磁信息通過磁頭轉變為電信號→電信號轉變成聲音、圖像、數字等信息。
四、信息的磁記錄
(2)硬盤是信息磁記錄的重要器件,主要由磁記錄盤片、讀寫磁頭以及其他配件組成。盤片的表面均勻地涂有一層極薄的磁性顆粒,讀寫磁頭實際上就是一塊電磁鐵。在硬盤上存入數據時,將聲音、圖像、數字等需要記錄的信息轉變為電信號,電流通過讀寫磁頭轉變為記錄磁場,這個磁場使盤片上的磁性顆粒按照它的方向排列,信息就記錄在盤片中了。讀取時,只要使記錄的磁信息轉變為電信號,再將電信號轉變成聲音、圖像、數字等信息。
四、信息的磁記錄
(3)我們常用的錄音機是利用磁帶來記錄聲音的,錄音磁帶的一面涂有一層磁粉,每一個磁粉粒就是一個小磁體。當錄音機通電時,磁頭產生一個強磁場把磁粉磁化。錄音過程中聲音的電信號就是通過磁化的方法記錄在磁帶上。放音時,當磁帶通過放音磁頭,磁帶上磁粉的磁場按原來記錄的規律變化,使通過磁頭的電流隨磁場的變化而變化,電流通過喇叭，記錄的聲音就被還原了。
例3、目前許多國家都在研制磁懸浮列車,我國擁有全部自主知識產權的第一條磁懸浮列車試驗線已建成。一種磁懸浮列車的車廂和鐵軌上分別安放著磁體,車廂用的磁體大多是通有強大電流的電磁鐵。現有下列說法:①磁懸浮列車利用了同名磁極互相排斥(異名磁極互相吸引)②磁懸浮列車利用了異名磁極互相排斥③磁懸浮列車減小了車體與軌道之間的摩擦④磁懸浮列車增大了車體與軌道之間的摩擦正確的組合是( )
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
【答案】A
【解析】磁懸浮列車的原理是利用了同名磁極互相排斥(異名磁極互相吸引)，使列車和鐵軌分離,大大減小了車體與軌道之間的摩擦。故①③組合正確。
學校的樓道里的消防應急燈，平時是不亮的，一旦停電，消防應急燈里的兩個燈泡（額定電壓為36V）就會正常發光。下圖是四位同學設計的模擬電路，最科學的是（　　）
課堂小練習
【答案】C
【解析】根據題意，分析各圖可知，當照明電路正常工作時，電磁鐵具有磁性，吸引銜鐵，使消防應急燈所在電路斷開，而當停電后，電磁鐵失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下向上彈起，與觸點接觸，兩燈泡連接，且為并聯。因此，對照各圖發現，只有圖C符合這一要求。故選：C。
A B C D
小金家的單元防盜門鎖原理如圖所示，圖中只畫出了其中一家住戶的控制開關S。該門鎖的工作過程是：平時銜鐵被壓入門扣內，上鎖；樓上的住戶閉合控制開關S，門鎖上的電磁鐵通電后吸引銜鐵，解鎖。若不計摩擦，關于該門鎖，下列說法中正確的是（　　）
A．閉合開關S，銜鐵的左端被磁化為S極
B．斷開開關S，銜鐵受到彈簧向左的拉力
C．其電磁鐵是利用了電流的磁效應來工作的
D．該單元的各住戶控制門鎖的開關是串聯的
【答案】C
【解析】A、根據安培定則，閉合開關S后，電磁鐵的右端為S極，因此銜鐵的左端被磁化為N極，故A錯誤；B、斷開開關S，銜鐵受到彈簧向右的彈力，故B錯誤；C、該門鎖中的電磁鐵利用了電流的磁效應來工作，當電流通過電磁鐵時，電磁鐵有磁性，故C正確；D、該單元的各住戶控制門鎖的開關是并聯的，互不影響，故D錯誤。故選：C。
課堂小練習
電磁鐵被廣泛應用于生產、生活中。下列產品中沒有用到電磁鐵的是（　　）
課堂小練習
【答案】C
【解析】ABD、磁懸浮列車、電話機和電磁起重器中都有電磁鐵，故ABD不符合題意；C、指南針是利用磁體指示南北的性質制成的，它是永磁體制成的，里面沒有電磁鐵，故C符合題意。故選：C。
課堂小練習
【答案】B
【解析】電磁繼電器的實質是一個電磁鐵來控制的開關。利用它可以實現自動控制、遠距離控制；還可以利用低電壓、弱電流的電路來控制高電壓、強電流的電路。這與題目中提到的信息相吻合，由此聯想到電路中的元件是電磁繼電器。故選：B。
如圖所示為某汽車一鍵啟動電路。當按下一鍵啟動按鍵時，有細小電流通過X，接著有強大電流通過電動機，將電動機啟動。請你根據所學知識想一想，X可能是哪一種器件？（　　）
A．電流表 B．電磁繼電器 C．電壓表 D．發電機
課堂小練習
【答案】B
【解析】A、工作時，電流從電磁鐵的下面導線流入，利用安培定則判斷出電磁鐵的下端為N極，上端為S極，故A錯誤；B、電磁鐵磁性的強弱與電流的大小有關，故B正確；C、正常情況下（未超載時），銜鐵被彈簧拉起，K與靜觸點A接觸，故C錯誤；D、超載時，隨著壓力的增大，壓敏電阻的阻值隨著減小，電路中的電流逐漸增大，電磁鐵的磁性逐漸增強，動觸點K與靜觸點B接觸，電鈴報警，故D錯誤。故選：B。
電梯為居民上下樓帶來很大的便利，出于安全考慮，電梯設置了超載自動報警系統，其工作原理如圖所示，電梯廂底層裝有壓敏電阻R1，R2為保護電阻。K為動觸點，A、B為靜觸點，當出現超載情況時，電鈴將發出報警聲，電梯停止運行，下列說法正確的是（　　）
A．電梯工作時電磁鐵的上端為N極
B．電磁鐵磁性的強弱與電流的大小有關
C．電梯未超載時動觸點K與靜觸點B接觸
D．電梯超載時報警說明壓敏電阻的阻值隨壓力增大而增大
課堂小練習
現在很多大型商場都安裝有如圖甲所示的“聰明的電梯”，載人和不載人時電梯運行的速度會發生變化。這種電梯的簡易控制電路如圖乙所示，圖中壓力傳感器R的阻值會隨壓力的增大而減小。對此，下列說法正確的是（　　）
A．控制電路中電磁鐵的上端為S極
B．當電流的方向發生變化時，電梯運行的速度會發生變化
C．當載人時，銜鐵與觸點2接觸，電梯的速度加快
D．當無人站在電梯上時，電磁繼電器控制電路中的電流增大
課堂小練習
【答案】C
【解析】（1）由圖可知，電流從電磁鐵的下端流入，上端流出，根據安培定則可知，電磁鐵的上端為N極，當電流的方向發生變化時，電磁鐵的極性會發生改變，但通過電路的電流不變，故AB錯誤；（2）壓力傳感器R的阻值會隨壓力的增大而減小，當有人走上電梯后，壓敏電阻受到的壓力變大，壓敏電阻的阻值變小，串聯電路總電阻等于各部分電阻之和，根據歐姆定律可知通過控制電路的電流變大，電磁鐵的磁性增強，工作電路中銜鐵與觸點1接觸時，定值電阻和電動機串聯接入電路，當壓力增大到一定值時，銜鐵被吸下，銜鐵與觸點2接觸，工作電路中只剩下電動機，根據歐姆定律可知通過電動機的電流變大，根據P=UI可知電動機的電功率變大，則電梯運行的速度加快，反之當無人站在電梯上時，電磁繼電器控制電路中的電流減小，故C正確，D錯誤。
故選：C。
課堂小結

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