第3节电磁铁电磁继电器知识点一知识点二知识点一电磁铁1.概念:如果把一根导线绕成螺线管,再在螺线管中插入铁芯,当有电流通过时,它会有较强的磁性。这种磁体,在有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性,我们把这种磁体叫做电磁铁。电磁铁的极性可由安培定则来判定。2.影响电磁铁磁性强弱的因素(1)电流大小;(2)线圈匝数;(3)有无铁芯。3.电磁铁的优点(1)电磁铁的磁性有无可用电流的通断来控制;(2)电磁铁的磁性的强弱可通过线圈的匝数和电流强弱来控制;(3)电磁铁的极性可通过电流的方向来控制。知识点一知识点二4.电磁铁的应用电磁起重机、电磁选矿机、磁浮列车等。拓展归纳(1)判断磁性强弱的方法:根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断电磁铁的磁性强弱。知识点一知识点二(2)通电螺线管内部插入铁芯后磁性增强的原因:当在通电螺线管内部插入铁芯后,铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体,这样由于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强,通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反,一边顺时针,另一边必须逆时针。如果绕向相同,两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消,使铁芯不显磁性。(3)电磁铁的铁芯用软铁制作,而不能用钢制作。否则钢一旦被磁化后,将长期保持磁性而不能退磁,则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制,而失去电磁铁应有的优点。知识点一知识点二例1(2016贵州遵义模拟)(多选)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示。则下列说法中正确的是()A.滑片P向右滑动,电磁铁的磁性减弱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A、B的上端均为S极D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系知识点一知识点二解析:变阻器的滑片向右滑动,电阻的阻值增大,电路中的电流减小,所以电磁铁的磁性减弱,故A正确;在实验中,电磁铁的磁性强弱可通过吸引大头针的多少来进行判断,吸引的大头针越多,说明电磁铁的磁性越强,否则越弱,故B正确;根据安培定则,A的下端为N极,上端为S极,B的上端为N极,下端为S极,故C错误;由图可知两电磁铁的线圈串联,故通过两线圈的电流相等,但线圈的匝数不同,故可探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系,故D正确。答案:ABD知识点一知识点二知识点二电磁继电器1.主要部分的作用电磁铁:通电时产生磁性,吸下衔铁。衔铁:和动触点连在一起,带动动触点上下运动。弹簧:电磁铁磁性消失时,带动衔铁弹离电磁铁。触点:相当于被控制电路的开关。知识点一知识点二2.电磁继电器的工作原理电磁铁通电时有磁性,吸引衔铁,使触点接触,工作电路闭合;电磁铁断电时,失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,触点断开,切断工作电路。知识点一知识点二拓展归纳电磁继电器的作用与实质:利用电磁继电器可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路,并且能实现遥控和生产自动化。电磁继电器被广泛地应用于自动控制(如冰箱、汽车、电梯、机床里的控制电路)和通信领域。电磁继电器实质是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。知识点一知识点二例2(2016江苏无锡模拟)如图是一种水位报警器的原理图,有关该报警器工作情况的下列叙述,不正确的是()A.该报警器红灯是报警灯,报警器工作时,必须依靠一般水的导电性,且水位必须到达AB.该报警器的红、绿灯不会同时亮C.当水位达到A时,电磁铁失去磁性D.该报警装置具有自动报警功能,它的开关是由两块金属块及水组成的知识点一知识点二解析:水位到达A时,由于槽中的水具有导电性,控制电路成为通路,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,红灯亮,绿灯灭,故A正确,C错误;当水位没有到达A时,控制电路为断路,电磁铁不工作,衔铁在弹簧作用下与上方触电接触,绿灯亮、红灯灭,据上述分析可判断B、D正确。答案:C考点一考点二考点一电磁铁及其应用例1(2016甘肃兰州中考)许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁,下列说法正确的是()A.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替B.电磁继电器中的磁体,可以使用永磁铁C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的解析:电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成,铜不是磁性材料,故不可以用铜棒代替,故A错误;电磁继电器中的磁体如果使用永磁铁,则磁体的磁性无法通过电流的通断来控制,致使电磁继电器无法工作,故B错误;电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关,故C错误;电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故D正确。答案:D考点一考点二考点一考点二考点二电磁继电器的工作原理及应用例2(2015福建莆田中考)如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图,光控开关接收到红光时会自动闭合,压敏电阻受到压力时其阻值会变小。当红灯亮后,且车辆压到压敏电阻上时,电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变(选填“强”或“弱”),吸引衔铁与触点(选填“1”或“2”)接触,电控照相机工作,拍摄违规车辆。考点一考点二解析:红灯亮时,光控开关闭合,若此时车辆违规闯红灯行驶,会压上压敏电阻,使压敏电阻的阻值减小,电路中电流变大。电磁铁的磁性与电流有关,电流越大,磁性越强,此时电磁铁会将衔铁吸下,使其与触点2接触,电控照相机所在的电路接通,拍摄违规车辆。答案:强2P132动手动脑学物理1.水位没有到达金属块A时,控制电路不工作,继电器线圈中没有电流通过,电磁铁没有磁性,此时继电器工作电路的上面两个触点接触,工作电路中绿灯与电源构成回路,绿灯亮;当水位到达金属块A时,继电器线圈中有电流通过,电磁铁具有磁性而吸引衔铁,使工作电路的下面两个触点接触,红灯与电源构成回路,红灯亮。2.温度升高时,水银面上升,当水银面上升到与金属丝接触时,电磁铁线圈中就有电流流过,产生磁性吸引触点开关使之闭合,这时工作电路形成了回路,电铃就响起来了。3.如图所示。直流电铃的工作原理:当闭合开关时,电磁铁所在的电路接通,电磁铁产生磁性将衔铁吸下来。动触点与上静触点接触,此时,电磁铁所在电路断开,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的弹力作用下恢复原状,动触点又与上静触点接触,电磁铁所在的电路又被接通。这样,动触点往复振动产生蜂鸣声。4.当闭合S1、S2并使滑片P向左滑动时,左边的控制电路工作,由于滑动变阻器连入电路的电阻变小,所以通过电磁铁的电流变大,电磁铁磁性增强,使右边工作电路中的巨磁电阻的电阻急剧减小,所以工作电路中的巨磁电阻的阻值减小,指示灯变亮。