电磁铁与自动控制

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教学目标 掌握电磁铁与自动控制

教学重难点 1.磁性、磁场

2.电磁铁的特性和工作原理

教

学

过

程 一．简单的磁现象

1．磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。

2．磁体：具有磁性的物体叫磁体。

3．磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。

①任何磁体都有两个磁极，一个是北极（N极）；另一个是南极（S极）

② 磁极间的作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

4．磁化：使原来没有磁性的物体带上磁性的过程。

5．磁体周围存在着磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。

6．磁场的基本性质：对入其中的磁体产生磁力的作用。

7．场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。

8．磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。磁体周围的磁感线是从它北极出来，回到南极。（磁感线是不存在的，用虚线表示，且不相交）

9．磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。

10．地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近。(地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记述这一现象。)

二．电流的磁场

1．奥斯特实验证明：通电导线周围存在磁场。

2．安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。

3．安培定则的易记易用：入线见，手正握；入线不见，手反握。大拇指指的一端是北极(N极)。

4．通电螺线管的性质：①通过电流越大，磁性越强；②线圈匝数越多，磁性越强；③插入软铁芯，磁性大大增强；④通电螺线管的极性可用电流方向来改变。

5．电磁铁：内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁。

6．电磁铁的特点：①磁性的有无可由电流的通断来控制；②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节；③磁极可由电流方向来改变。

2 一、磁现象：

1、磁性：磁铁能吸引 等物质的性质（吸铁性）

2、磁体： 定义：具有磁性的物质

分类：永磁体分为 天然磁体、人造磁体

3、磁极： 定义：磁体上 的部分叫磁极。（磁体两端最强中间最弱）

种类：水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫 （ ），指北的磁极叫

（ ）

作用规律：同名磁极 ，异名磁极 。

说明：最早的指南针叫司南 。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在 磁极。

4、磁化： ① 定义：使原来没有磁性的物体 。

磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。

②钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢 ，制造电磁铁的铁芯使用软铁。

5、物体是否具有磁性的判断方法：

①根据磁体的 判断。

②根据磁体的 判断。

③根据磁极 判断。

④根据 判断。

二、磁场：

1、定义：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。

磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。

2、基本性质：磁场对放入其中的磁体产生 。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

3、方向规定：在磁场中的某一点，小磁针 静止时所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。

4、磁感线：

①定义：在磁场中画一些有方向的曲线。任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。

②方向：磁体周围的磁感线都是从磁体的 出来，回到磁体的 。

③典型磁感线：

④说明：A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场客观存在。

B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。

C、磁感线是封闭的曲线。

D、磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。 N S N S

N N S S N S

3 E、磁感线不相交。

F、磁感线的疏密程度表示 。

5、磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。

6、地磁场：

① 定义：在地球周围的空间里存在的磁场，磁针指南北是因为受到地磁场的 。

② 磁极：地磁场的北极在地理的 ，地磁场的南极在地理的 。

③ 磁偏角：首先由我国 发现。

7、电流的磁场：

①奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的 效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家 发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。

②通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和 的磁场一样。其两端的极性跟 有关，电流方向与磁极间的关系可由 来判断。

练习：

1、标出N、S极。

2、标出电流方向或电源的正负极。

3、绕导线：

电磁继电器

1.电磁继电器：实质上是一个利用电磁铁来控制的开关。它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流。还可实现自动控制。

2．电话基本原理：振动→强弱变化电流→振动。

(二) 电磁继电器

1、电磁继电器构造：是由 、 、 、 等部件组成的。

2、电磁继电器实质：由电磁铁控制的 。

3、应用：①用低电压弱电流控制高电压强电流；②进行远距离操作和自动控制。

二、右手螺旋法则

使两螺线管相吸

4 右手螺旋法则：用右手握住螺线管，让四指弯曲跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。

（一） 电磁铁

1、定义：内部插入铁芯的通电螺线管。

2、怎样探究电磁铁的磁性强弱？

3、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。

4、优点：磁性有无由 来控制，磁极由 来控制，磁性强弱由 、

来控制。

5、应用：电磁继电器、电话

例2 在图14—1中，电路图未画完整，请根据所画出的磁感线，在通电螺线管上方B处填入电池的符号，并标出通电螺线管A端的极性(选填“N”或“S”)。

三、探究电磁铁磁性强弱

电磁铁磁性的强弱跟电流、线圈匝数有关。

例3 （2006年江苏省盐城市）小张同学在做“制作、研究电磁铁”的实验中，猜想电磁铁的磁性强弱应该与电流大小有关，还与线圈的匝数有关。为此他用铁钉和漆包线绕制成匝数不同的甲、乙两个电磁铁，并找来了相关的实验器材，如图14—3所示。请你将图中器材连成一个电路，使该电路既能用来做探究磁性强弱与匝数多少有关，又能用来探究与电流大小有关的实验。

⑴研究磁性强弱跟线圈的匝数关系时，闭合开关S后，通过观察比较 得出结论；

⑵在⑴的基础上，再研究磁性强弱跟线圈中的电流关系时，只需移动变阻器滑片的位置，通过观察比较

得出结论；

⑶实验中小张采用的研究方法是 。

课后作业： 中考题精练

1.科学家在物理学领域里的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程，最早利用磁场获得电流促使人类进入电气化时代的科学家是( )

A、贝尔 B、奥斯特 C、沈括 D、法拉第

2.如图所示，电磁铁左侧的C 为条形磁铁，右侧的D 为软铁棒，A 、B 是电源的两极。下列判断中正确的是 ( )

A ．若A 为电源正极，则C 、D 都被吸引

B ．若B 为电源正极，则C 被吸引，D 被排斥

C ．若B 为电源正极，则C 、D 都被排斥

D ．若A 为电源正极，则C 被排斥，D 被吸引

3.如图8所示，当开关闭合时，位于电磁铁右端的小磁针的北极向右偏转。那么 ( )

A．电源的a端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强

B．电源的a端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性减弱

C．电源的b端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强

电源 a b P

图8 图14—3 图14—1

5 D．电源的b端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性减弱

4.根据磁感线的方向和小磁针的指向判断，下列四幅图中错误的是 ( )

5. (多选)关于磁感线，下列说法正确的是（ ）

A. 磁感线上任何一点的切线方向，就是该点的磁场方向

B. 磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极

C. 磁场中的磁感线是确实存在的

D. 磁感线是由铁屑构成的

6．如图3所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是（ ）

A．红灯亮 B．绿灯亮

C．红、绿灯同时亮 D．红、绿灯都不亮

7．两个外形完全相同的条形铁条a、b。如图甲，用手拿住b，a掉不下来；如图乙，用手拿住a，b会掉下来，这个现象说明 ( )

A．a、b均是磁铁 B．b是磁铁，a不是 C．a是破铁，b不是D．a、b均不是磁铁

8.在图 9 中，标出通电螺线管和小磁针的 N、S 极及磁感线的方向。

9.如图12，为使螺线管上方的小磁针在图示位置处于静止，请根据所标电流（I）的方向，画出螺线管的绕法，并在螺线管外部的磁感线上画箭头表示它的方向。

A B C D