涡流。电磁阻尼与电磁驱动教案（定稿）

第一篇：涡流。电磁阻尼与电磁驱动教案（定稿）

第7节涡流

电磁阻尼和电磁驱动

一、教学目标

（一）知识与技能

1．知道涡流是如何产生的。

2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。3．知道电磁阻尼和电磁驱动。

（二）过程与方法

培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。

（三）情感、态度与价值观

培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。

二、重点、难点

教学重点：

1．涡流的概念及其应用。

2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。教学难点：

电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

三、教学手段与策略

通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

四、课时安排 ： 1课时

五、教学过程

（一）引入新课

教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。

教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。

（二）进行新课

1、涡流

教师：［演示1］涡流生热实验。

在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。

学生：铁板的温度比铁芯高。

教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？

学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

师生共同活动：分析涡流的产生过程。

分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，这就是涡流的热效应。

教师：课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。教师：为什么铁板的温度比铁芯高？

学生：因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。

教师：同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗？ 学生：为了减少涡流损失的电能，同时也保护铁芯不被烧坏。

教师：下面大家阅读教材，了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。

2、电磁阻尼

教师：下面我们看教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。学生：阅读教材后，发表自己的看法。师生共同活动，得出电磁阻尼的概念：

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

教师：［演示2］电磁阻尼。

按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。学生观察现象并解释现象。

［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？

学生：观察现象并作出分析。

当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会很快停下来。

3、电磁驱动

教师：感应电流不仅会对导体产生阻尼作用，有时还会产生驱动作用。［演示4］电磁驱动。

演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。师生共同活动，得出电磁驱动的概念：

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

教师：交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。

（三）课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究 涡流的应用

【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（）

A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小

D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大

解析：线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化的越快，感应电动势就越大。A选项正确。工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，D选项也正确。

答案：AD 【例2】用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？

分析：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电磁阻尼现象；空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。

（五）巩固练习

1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（）

A．铝环的滚动速度将越来越小

B．铝环将保持匀速滚动 C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极 D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变 答案：B 2．如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（）

A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h 答案：BD 3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（）

A．铁

B．木 C．铜

D．铝 答案：CD 4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）

答案：减速

（六）作业

1、认真阅读教材。

2、思考并完成“问题与练习”中的习题。

3、收集“涡流的利用和防止”方面的资料，在课下交流。

（七）教学反思

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

六、板书设计

一、涡流

当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门。

二、电磁阻尼

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

三、电磁驱动

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

七、资料袋

1．利用涡流加热和熔炼金属

交变电流的磁场在金属内感应的涡流能产生热效应。这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点，除课本所述外还有：加热效率高，达到50%~90%；加热速度快；用不同频率的交变电流可得到不同的加热深度，这是因为涡流在金属内不是均匀分布的，越靠近金属表面层电流越强，频率越高这种现象越显著，称为“趋肤效应”。

工业上把感应加热依频率分为四种：工频（50 Hz）；中频（0.5~8 kHz）；超音频（20~60 Hz）；高频（60~600 kHz）。工频交变电流直接由配电变压器提供；中频交变电流由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生；超音频和高频交变电流由大功率电子管振荡器产生。

课本图16—41画的是无心式感应熔炉，用途是熔炼铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属.所用交变电流的频率要随坩锅能容纳的金属质量多少来选择，以取得最好的效果。例如：

kg的用20 kHz，100 kg的用2.5 kHz，5 t的用1 kHz乃至50 kHz.感应加热法也广泛用于钢件的热处理，如淬火、回火、表面渗碳等.例如齿轮、轴等只需要将表面淬火提高硬度、增加耐磨性，可以把它放入通有高频交流的空心线圈中，表面层在几秒钟内就可上升到淬火需要的高温，颜色通红，而其内部温度升高很少。然后用水或其他淬火剂迅速冷却就可以了.其他的热处理工艺可根据需要的加热深度选用中频或工频等。2．涡流与节能炊具电磁灶

我们知道，把块状的金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，块状金属内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，叫涡电流，简称涡流.由于金属电阻小，所以涡流很强，（如图1所示）当交流电通过导线时，铁芯中就产生很强的涡流，这种强电流使铁芯发热，浪费电能.为了减少损失，电机、变压器等通常用具有绝缘层的薄硅钢片叠压制成铁芯，使回路电阻增大，减少涡流。

在各种电机、变压器中，涡流是有害的，我们要采取各种办法来减弱它，其实涡流也是可以利用的，工业上的高频感应炉就是利用涡流来熔化、冶炼金属的.这种冶炼方法速度快，温度容易控制，而且污染少，适应冶炼特种合金和特种钢。

涡流也可以应用于生活.本文将要介绍的电磁灶就是涡流在生活中的应用。

电磁灶首先把50 Hz的交流电通过桥式整流装置改换成直流电，然后通过逆变器，转换成15 kHz ~50 kHz的高频电流，此高频电流通过扁平螺旋形加热线圈（螺旋中心有圆环形磁芯）产生高频交变磁场，这个磁场的磁感线穿过非金属灶台面板进入烹饪铁锅底内，由于电磁感应产生电场，形成强大的涡流电流，发出大量的焦耳热，达到对食物加热的目的。

图1

图2

图2是电磁灶的内部电路.图中C1为滤波电容，L1为扼流圈，D1和D2为半导体高速二极管，L2和C2为高频转换电感和电容，C2为调谐电容器，L3为加热线圈，D1D2和L2C2组成逆变器，通过计算可知，加在D1上的直流电流通过逆变器后在C2上产生交流电压，其频率为：

f=1/2πL2C2，如果改变L2和C2的值可获得不同频率的交变电压，一般f在15kHz~ 50kHz之间。

从图3可知，C2两端的电压加到L3C3（L3有电阻R3）的串联电路上，改变C3，使R3L3C3串联电路振动频率f与C2的频率f相等，这样在L3中的电流振幅最大，L3中交变电流在铁锅底中的的振幅也最大，产生的涡流最强，电磁灶的热功率最大。

下面谈谈电磁灶给锅加热的情况，如图4为放在加热图上的锅底剖面图，B是加热圈中电流产生的磁场，这个磁场从圆心沿径向分布。其磁感线分布形状如图5所示的伞形。B的变化激起锅底内部产生涡流.根据右手定则可知，涡流方向如图5所示，形成一些同心圆。

图3

图4

图5

通过计算发现，锅底产生的热功率与交流电的频率平方成正比，与励磁线圈（加热线圈）的安匝数的平方成正比，所以电磁灶一般采用高频励磁。用16~20股直径为0.5 mm的铜丝绞合制成扁平螺旋线圈，以增加安匝数。铁的磁导率大，电阻也比铜、铝大些，在相同的频率和匝数下，产生的热功率比铜、铝大，所以一般采用铁锅，不用铜锅、铝锅.从图4可以看出涡流主要分布在锅底的表面，故锅底在保持机械强度的条件下可以做得很薄，同时为了减少空隙磁阻，锅底做成平底。

电磁灶加热温度在50~200 ℃范围内，功率在300~1200 W之间，电磁灶是通过锅底涡流发热，不存在热量在传递过程中的损耗，故热效率高达83%（普通电炉的热效率为52%），电磁灶的耗电量只有电炉的63%。

电磁灶是美国西屋电器公司于1971年最先研制成功的，以后经过日本厂商的努力，到80年代初才成为技术成熟的家电产品，我国也开发了这种新产品。它是一种安全、卫生、高效节能的炊具，是“现在厨房的标志”之一。

第二篇：电磁继电器专题

电磁继电器专题

1、光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，如图所示电路为其模拟电路，其中A为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果．

2、今年底，珠江广州市段的水面上将再增添世界第一的三跨拱桥—新光大桥。她将成为广州城市中轴线的标志性建筑之一。小明想，目前造成高速公路路面结构损坏严重的一个重要因素是车辆超重超载。因此限制超重车辆的行驶，对确保新光大桥结构安全有着重要意义。小明想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为新光大桥设计一个车辆超重的报警装置。当车辆超重时，信号灯就发光。请你在图6中为他连接好电路。

3、超市里的电梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢．利用电磁继电器可以设计这样的电路，请按照要求用笔画线代替导线将下图中的控制电路和工作电路分别连接完整．其中R1是压敏电阻(受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大)，R2是限流电阻(如果串联在电路中可减小电路中的电流)。

4、请连接图中的工作电路部分,使控制电路上S断开时甲灯亮，S合上时乙灯亮。

5、电铃是利用______________原理工作。图甲所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流,但电铃只响一声就不再响了，请在图乙连线，让电铃能正常工作。

6、自动报警器的工作原理如图所示，在水银温度计的上方封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，红色报警灯亮，平时绿灯亮．请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接．

8、小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示．他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图乙所示．闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合．已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω．

（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载．请你判断灯 L2

（填“L1”或“L2”）是红灯；

（2）某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？（g取10N/kg）

（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？（4）请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害．

9、小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图l所示．其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中来画出）；R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻随随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U=6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．

（1）综合分析可知：当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻R1的阻______，直流控制电路中电流______，电磁继电器的衔铁被吸合．（选填“增大”“减小”）（2）为了实现温度控制，恒温箱的加热器（加热器的电热丝图中未画出）应该选择接在以下的______．

A、AB端；

B、AC端；

C、CD端；

D、BC端（3）如果要使恒温箱内预设的温夏可调节范围是90℃～150℃．可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，应选择______可变电阻器最恰当．

A、0～50Ω

B、0～100Ω

C、0～200Ω

D、0～10000Ω

10、有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示．控制电路由电压为U1=9V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0=44Ω的电热丝组成．通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来．求：

（1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整．（2）电热丝R0正常工作100s产生的热量；

（3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时，可使恒温箱的温度保持多高？

（4）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会__________（填“变大”、“变小”或“不变”）；（5）要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值________（选填“变大”或“变小”）．

11、如图1为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．图1中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通．热敏电阻中允许通过的最大电流I=15mA，其电阻R随温度变化的规律如图2，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中．已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V．（1）衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是多大？

（2）保温状态下，若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80%，求10分钟内热水器散失的热量；

（3）为使控制电路正常工作，保护电阻R的阻值至少为多大？若R为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？

12、某课外兴趣小组学习了电磁继电器以后，制作了如图所示的“自动保温控制电路”．（1）已知热得快的功率为800W；水的质量为4kg，水的初温为20℃；若要使最高温度达到80℃；水需要吸收的热量是多少？假设加热效率为80%，则加热时间是多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg？℃））

（2）该温控电路的原理是接通220V的电源，电磁继电器常闭触点，使热得快通电，给水加热；当达到一定温度时，电磁铁磁性变强吸引衔铁；警报器响起．当温度降低时，电磁铁磁性变弱，热得快又重新开始工作，起到保温的效果．双金属片在电路中的作用相当于______；当警报响起时，发光二极管的状态是______．（发光/不发光）

第三篇：电磁厨房设备（推荐）

电磁厨房设备是指利用电磁加热的原理烹调的一种新兴的设备。它具有环保节能、安全等特点，是近些年厨房设备发展的趋势。目前，它可分为家用电磁设备和商用电磁设备。家用电磁设备包括电磁炉、电饭煲等常见设备，而商用电设备则主要是大型的电磁炉灶、铁板烧设备等。电磁厨房设备的工作原理。电磁设备是通过电路板组成产生交边磁场，当铁质的锅底放置线路板至上是，就会切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具底部铁质材料中的自由电子呈漩涡状交变运动，通过电流的焦耳热量（P=I^2*R）使锅底发热。（故：电磁设备煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁设备本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射，体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。

由于电磁设备（）是由锅底直接感应磁场产生涡流来产生热量的，因此应选用符合电磁炉设计负荷要求的铁质厨房设备，其他材质的设备由于材料电阻率过大或过小，会造成电磁设备负荷异常而启动自动保护，不能正常工作。同时由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以（不锈钢）铁锅比其他任何材质的设备也都更加安全。此外，铁是对人体健康有益的物质，也是人体长期需要摄取的必要元素。

电磁厨房设备的结构组成。它主要包括电子线路板和结构性包装配件。电子线路板主要包括功率板、主机板、显示屏板、线圈、风机马达等。结构性配件主要有耐热陶瓷板、耐高压回流电路板、LDE线路板、电磁转换线盘、整流电路块、热敏电阻等元件。

电磁厨房设备的应用。目前，除了家用的电磁炉灶外，大功率的商用电磁设备已经开始应用到餐饮业当中，节约成本，卫生。但是由于传统厨师不适应新型电磁设备，不一掌握“火候”，所以目前还没有大规模使用。其价格是普通燃气设备的2-3倍，目前在商业的应用比较有限。但是家用电磁设备已经被广泛推广到千家万户，成为了家庭厨房的必备产品。

电磁厨房设备的使用和保养。因其需要用电作为能源，故使用时，要保持其干燥，及时用干布清洁。不易放置过重的食物，避免压坏发生火灾；使用完毕一定要拔掉电源。如发现其表面有破损，应立即停止使用。

第四篇：电磁继电器教案要点

电磁继电器教案

(一)教学目的 知道电磁继电器的构造和工作原理。(二)教具 电磁继电器，电磁继电器挂图，小灯泡一只，两只1.5伏的干电池，学生电源一台，导线6根，开关两只。(三)教学过程 1.复习提问 ①什么是电磁铁? ②电磁铁有什么特点? 2.引入新课 人直接操作高压电路的开关是很危险的，如果能够在低压下操作高压电路，就能避免高压的危险。利用电磁铁制成的电磁继电器，可以完成这一任务，这节课我们就学习有关电磁继电器的知识。3.进行新课(1)通过观察，讲解学习电磁继电器的结构 板书：〈第六节电磁继电器 1.电磁继电器结构 引导学生观察实验用电磁继电器，配合课本上的图11-17或挂图，问： ①电磁继电器中的电磁铁在什么位置?电磁铁起什么作用? ②图中的B是衔铁，它起什么作用? ③图中的C是弹簧，它起什么作用? ④图中的D是动触点，E是静触点，它们起什么作用? 学生通过观察回答以上问题时，教师注意纠正，让学生正确认识电磁继电器各部件的名称和作用。板书： 〈控制电路的组成-电磁铁、低压电源、开关。工作电路的组成--高压电源、电动机、电磁继电器的触点部分。〉(2)引导学生弄懂电磁继电器的工作原理。让学生看课本图11-17(或挂图)，教师引导学生讨论电磁继电器的工作过程，然后让学生阅读课本图11-17下的“工作原理”部分，边阅读边在文字下面划波浪线，同时教师板书： 〈2.电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使D和E接触，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。电磁继电器实质就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。〉(3)演示：使用电磁继电器控制小灯泡的亮、灭 先引导学生阅读课本中实验部分的内容。①接线，教师出示实验用电磁继电器，问： 该电磁继电器有几个接线柱?要使用电磁继电器，怎么接线? 教师指出哪两个接线柱接控制电路；哪两个接线柱接工作电路。然后让学生上讲台按课本图11-17线路接线。②引导学生按图11-17线路共同检查一遍。并对照线路认清实际控制电路和工作电路的组成。③观察，先观察控制电路通电和断电时触点闭合和断开情况，再观察工作电路小灯泡的亮和灭情况。上述实验控制电路控制的只是一只小灯泡。似乎没有必要。但工作电路若是对人有危险的高压电路，就很有必要了。(4)电磁继电器的应用 ①工作电路是有危险的高压电路，通过电磁继电器可利用低压控制高压。②工作场所温度高或环境不好，可以利用电磁继电器实现远距离操作。引导学生看课本上的图11-18图例。板书： 〈3.电磁继电器的应用 用低电压弱电流控制高电压强电流，实现远距离操作。〉 4.巩固、小结(1)按板书归纳小结。并指出电磁铁、电磁继电器都是人们认识电流的磁效应后发明创造的，这说明了理论知识在指导生产中的重要作用。(2)让学生完成课本上的练习1填空。(3)让学生阅读课本上的练习2，然后请几个学生回答问题和补充，教师注意纠正。(4)讨论课本上的“想想议议”。5.作业

第五篇：电磁铁~电磁继电器教案

第二十章

电与磁

第三节 电磁铁 电磁继电器

课程解读

一、学习目标：

1.知道电磁铁的构造和工作原理。

2.了解电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关，磁极极性与通入的电流方向有关，有无磁性可由通断电流控制。3.知道电磁铁的有关应用。

4.了解电磁继电器的构造及工作原理。5.知道电磁继电器的应用。

二、重点、难点：

重点：研究电磁铁的特点，电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系。难点：电磁继电器的有关应用。

三、考点分析：

1.考查重点：电磁铁的特点和应用，电磁继电器的构造、工作原理及应用。2.题型：填空题、选择题、实验题。

3.在中考中所占的分值为3-5分，占总分值的4％左右。

知识梳理

一、电磁铁

1.电磁铁：内部插入铁芯的螺线管。2.影响电磁铁磁性强弱的因素：

电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强

3.优点：电磁铁磁性的有无用通断电来控制，磁性强弱用电流大小来控制；它的南北极用电流方向来控制；使用起来非常方便。

4.应用：电磁起重机、电铃、发电机、电动机等。

二、电磁继电器

1.结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、静触点、动触点等组成。2.原理：电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。

3.电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。

4.电磁继电器的应用：利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的工作；也可以实现远距离操纵和自动控制。如：电铃、水位自动报警器、防盗报警器等。

电铃

水位自动报警器

恒温箱报警器

防盗报警器

三、电磁阀门

1.结构：电磁阀由阀体、滑阀、衔铁、电磁线圈等组成。

2.工作原理：电磁阀车门是通过改变线圈中电流的通断，来实现磁性的有无的，电磁铁的移动带动滑阀移动，完成车门的关闭和打开。

3.电磁阀的其他应用：燃气热水器的电磁阀门、全自动洗衣机的进、排水系统等。

四、磁悬浮列车

1.磁悬浮列车的工作原理：磁悬浮列车主要依靠磁场作用来实现支撑、导向、牵引和制动功能。列车运行时，列车上的电磁铁与轨道线圈产生的磁场发生相互作用使列车受到很大的向上的托力，列车就会浮在轨道的上方。使列车运行的摩擦减小，大大提高车速。2.磁悬浮列车的优点：高速、舒适、无噪音、无污染、能耗低。

典型例题

知识点一：电磁铁的特点和电磁铁磁性强弱的影响因素

例1.为什么电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多？电磁铁的铁芯起什么作用？能用铜芯或铝芯代替吗？为什么？ 思路分析：

1）题意分析：本题考查电磁铁的特点

2）解题思路：通电螺线管的内部和外部都存在磁场，当插入铁芯后，铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性，因此电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多。

解答过程：铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性。电磁铁的铁芯起了增强螺线管磁性的作用。不能用铜芯或铝芯代替铁芯，因为铜和铝不是磁性材料，不能磁化，不能成为磁体。解题后的思考：在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁，它的磁极与通电螺线管的磁极相同，增强了螺线管的磁性。

例2.如图所示，一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，则铁块a_______移动；稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，铁块a向______移动。

思路分析： 1）题意分析：一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，求铁块a的移动情况；稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，求铁块a的移动情况。

2）解题思路：在没有闭合开关S前，电磁铁b没有磁性，铁块a只受重力作用。闭合开关S后，电磁铁b中有电流通过，电磁铁b有了磁性，对铁块a有了吸引力，所以铁块a向下移动。当滑动变阻器的滑动头P自右向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，所以电路中的电流增大，电磁铁b的磁性增强，对铁块a的吸引力增大，故铁块a向下移动。

解答过程：向下，下。

解题后的思考：电磁铁的磁性强弱受通过线圈的电流影响。

例3.小华同学在做“探究电磁铁”的实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是

（）

A.要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动

B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C.电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大

D.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引

思路分析：

1）题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验

2）解题思路：A选项滑片向右滑动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱；B选项通过吸引大头针的多少来判断磁性强弱，正确；C选项两个电磁铁串联电流相同，电磁铁B磁性较强是因为线圈匝数多；D选项根据安培定则，两个电磁铁的上端都为N极，会相互排斥。

解答过程：B 解题后的思考：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强。

例4.为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：

猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性； 猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；

猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案： 用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上缠绕若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它

的不同。（2）通过比较

两种情况，可以验证猜想A是正确的。（3）通过比较

两种情况，可以验证猜想B是正确的。

（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充。

思路分析：

1）题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验的操作。

2）解题思路：本实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁的磁性强弱，该方法为转化法；研究磁性与电流的关系时，控制线圈匝数相同，研究磁性与线圈匝数的关系时，控制电流相同，用到控制变量法。

解答过程：（1）磁性强弱（2）a、b（3）b、c（4）电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

解题后的思考：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强，另外注意控制变量法和（转化法）的使用。

例5.如图所示，闭合开关S，小铁块被吸起，下列说法正确的是[ ] A.将小铁块吸起的力是铁芯与铁块之间的分子引力

B.用手托住小铁块，将电源的正负极对调，闭合开关S，稍后手松开，小铁块一定落下

C.滑动变阻器的滑片向上移动，小铁块可能落下 D.滑动变阻器的滑片向下移动，小铁块可能落下

思路分析：

1）题意分析：闭合开关S，小铁块被吸起的情况分析。

2）解题思路：通电螺线管和条形磁铁一样，都具有磁性，能够吸引铁类物质；对调电源正负极，改变电流方向，能够改变通电螺线管的磁极，但它仍然能够吸引铁类物质；移动滑片，改变电流的大小，能够改变通电螺线管的磁场强弱。磁场越强（弱），对铁块的吸引力就越大（小）。当吸引力小于重力时，铁块就要掉下来。

解答过程：D

解题后的思考：电磁铁线圈通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强，对铁块的吸引力就越大。

小结：在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁。线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯，磁性大大增强。

知识点二：电磁继电器的应用

例1.如图甲所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括（）

A.电流的磁效应

B.磁场对电流的作用 C.磁极间的相互作用

D.磁化

甲 乙

思路分析：

1）题意分析：本题考查电磁继电器的应用。

2）解题思路：右边电路闭合后，通电螺线管有磁性，把干簧管内的舌簧磁化，两个舌簧重叠的部分磁极不同，相互吸引，把左边电路接通，灯泡发光。

解答过程： B

解题后的思考：电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。

例2.如图是张强同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内.观察电路可知，这个报警器的工作原理是:有人踩踏板时________________；无人踩踏板时____________________________。

思路分析：

1）题意分析：本题考查防盗报警器的工作原理。

2）解题思路：电磁继电器实际上就是一个开关，利用电磁铁吸引衔铁，使工作电路以不同的方式接通。

解答过程：绿灯不亮，电铃响；绿灯亮，电铃不响 解题后的思考：电磁继电器实际上就是一个开关。

例3.如图，用电磁继电器控制电路。要求：当开关S闭合时，电动机工作，带动抽水机向水箱送水；当开关S打开后，绿灯发光，告诉人们水箱中有水，在图中画上连接线。

思路分析：

1）题意分析：本题考查水位报警器的工作原理。

2）解题思路：电磁继电器实际上就是一个开关，利用电磁铁吸引衔铁，使工作电路以不同的方式接通。

解答过程：

解题后的思考：电磁继电器实际上就是一个开关。

小结：电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。电磁继电器的应用：利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的工作；也可以实现远距离操纵和自动控制。

提分技巧 1.电磁铁的特点：有无磁性可由通断电流控制。

2.电磁继电器通过控制电路中的电流变化来改变电磁铁的磁性，从而实现对工作电路的控制，进而实现利用低压电路控制高压电路，小电流控制大电流，达到远距离操纵或自动控制的目的。

预习导学

1.通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与导体中的电流方向和磁场方向有什么关系？

2.直流电动机的工作原理是什么？ 3.怎样改变直流电动机转动的方向？

同步练习（答题时间：45分钟）

一、选择题

1.如图所示：c是条形磁铁，d是软铁棒，闭合开关S时（）

A.若c被吸引，则可判定b为电源正极

B.若c被排斥，则可判定b为电源正极 C.若d被吸引，则可判定a为电源正极 D.若d被吸引，则可判定b为电源正极 2.下列不属于电磁铁的应用的是（）

A.电磁继电器

B.电灯

C.电磁起重机

D.电铃

3.如图所示，在电磁铁的上方用弹簧悬挂着一条形铁棒，开关S闭合后，当滑片P从a端向b端移动的过程中，会出现的现象是[

] A.电流表示数变大，弹簧长度变长 B.电流表示数变大，弹簧长度变短 C.电流表示数变小，弹簧长度变长 D.电流表示数变小，弹簧长度变短

4.如图所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P 向右移动时，图中的电磁铁（）A.a端是N极，磁性增强

B.a 端是S 极，磁性增强 C.b端是N极，磁性减弱

D.b 端是S 极，磁性减弱

二、填空题

5.下图是由电磁铁P构成的自动空气开关的原理图，当电路由于短路或__________等原因导致电流过大时，_________的磁性变强，吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。

6.电磁继电器的电路由____电路和____电路两部分组成。利用电磁继电器可进行________操作。

7.在探究电磁铁磁性的实验中，我们发现，被吸引的大头针都不是自然下垂的，而是处于相互排斥的状态，产生这一现象的原因是___________________________________。8.如图所示，开关S闭合时电磁铁的左端为____极，要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑动头P应向__

_移动；要使电磁铁没有磁性则可以______________。

9.把一枚大铁钉弯成U形，制成一个U形电磁铁，如图，试在图中标出电磁铁的N、S极。

10.光电门是常见的一种自动控制门，门上有一个光电管，也就是电眼。当有人靠近门时，光电管所在的控制电路的电流发生变化。假如电流是减少的，则开启门的电动机应该如何连接，请连接下图电路，并指出静触点A、B哪个是常闭状态。

三、实验题

11.当你在自制电磁铁时，应该了解以下与电磁铁有关的知识：

（1）关于铁芯：____________________________________________________。（2）关于线圈的匝数：______________________________________________。（3）关于电流方向：_________________________________________________。（4）关于电流大小：_________________________________________________。（5）关于电流有无___________________________________________________。（6）直观地判断电磁铁的磁性变强或变弱的方法是________________________。12.小华同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）和电磁继电器为大桥设计一个测试车辆是否超重的装置，当车辆超重时，信号灯就发光，如图所示，请你为她连接电路。

试题答案

一、选择题: 1.A

电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关，磁极的极性与通入的电流方向有关.2.B

电磁继电器，电磁起重机，电铃都属于电磁铁的应用。

3.D 滑片从a向b移动时，电阻增大，电流减小，所以通电螺线管的磁性减弱。对铁棒的吸引能力减弱，所以铁棒被弹簧拉起，弹簧长度变短。4.C

根据安培定则判断螺线管b 端是N极，滑动变阻器滑片P 向右移动时，电阻变大，电流变小，磁性减弱。

二、填空题: 5.总功率过大；通电螺线管

提示：要认真揣摩各个元件之间的相互联系（电流增大，通电螺线管的磁性增强），结合具体的情境，认真分析电路的通断情况。6.控制、工作、远距离

7.大头针都被磁化了，每个大头针的下端都是同名磁极，相互排斥。8.S、左端、断开S。9.如图：

10.静触点A是常闭状态。

三、实验题

11.（1）铁芯是用软铁制成的，通电螺线管中插入铁芯磁性增强。

（2）线圈匝数是指所绕导线的圈数；线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。（3）通电螺线管中的电流方向改变，电磁铁的磁极改变。（4）通电螺线管中的电流大小改变，电磁铁的磁性改变。

（5）通电螺线管有电流，电磁铁有磁性；通电螺线管无电流，电磁铁无磁性。（6）吸引的铁屑或大头针越多，电磁铁的磁性越强。12.如图：