影響電磁鐵磁性強弱的因素有：電流大小和線圈匝數(shù)。線圈匝數(shù)一定時，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強；電流一定時，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強。
電磁鐵的工作原理電磁鐵是內(nèi)部插有鐵芯的通電螺線管，當通電螺線管插入鐵芯后，由于鐵芯被磁化后產(chǎn)生了與原螺線管方向一致的磁場，因而它的磁性比原來強得多，因此，電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)和通電螺線管中插入鐵芯后磁性大大增強的原理制成的。
分析電磁繼電器自動控制類問題時，首先，分清哪個是控制電路，哪個是工作電路；其次，看控制電路無電流時，銜鐵及觸點位置，確定工作電路的工作狀態(tài)；最后，看控制電路有電流時，銜鐵帶動觸點引起工作電路觸點發(fā)生怎樣變化。其思維流程為：
知識點1：電磁鐵1．電磁鐵就是帶有鐵芯的通電螺線管。電磁鐵與一般永磁鐵相比較，明顯的優(yōu)點是磁性的有無與強弱可以控制，可以通過開關(guān)的閉合和斷開改變磁性的有無，通過電流的變化來改變磁性的強弱。
2．如圖是研究電磁鐵磁性的電路圖，閉合開關(guān)S，則電磁鐵的S極為B(選填“A”或“B”)端。當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電磁鐵的磁性變?nèi)?選填“強”或“弱”)。
知識點2：電磁鐵的磁性3．下列選項中，能減弱通電螺線管磁性的措施是 （ ）A．改變線圈中的電流方向　　　　　　B．增加線圈的匝數(shù)C．減小線圈的電流 D．在線圈中插入鐵芯
4．[教材情境素材改編]如圖所示，是某學習小組同學設(shè)計的研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖。如表是該組同學所做實驗的記錄：
(1)要判斷電磁鐵的磁性強弱，可觀察電磁鐵吸引大頭針的多少來確定。(2)比較實驗中的1、2、3(或4、5、6)，可得出的結(jié)論是在線圈的匝數(shù)一定時，通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強。(3)比較實驗中的1和4(或2和5或3和6)，可得出的結(jié)論是電磁鐵線圈中的電流一定時，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強。
電磁鐵吸引大頭針的多少
時，通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強
流一定時，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強
5．如圖所示的電路，開關(guān)S接到a后，電磁鐵左端為N極，小磁針靜止時，A端是N極；將開關(guān)S由a撥到b，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表示數(shù)不變，則電磁鐵的磁性減弱(選填“增強”“不變”或“減弱”)。
6．通電螺線管中插入鐵芯后，磁性大大增強，其原因是 （ ）A．插入鐵芯相當于增加了線圈的匝數(shù)B．鐵芯原有的磁性使通電螺線管磁性增強C．鐵芯磁化后的磁場與電流的磁場疊加，磁性增強D．鐵芯磁化后的磁場與電流的磁場互相抵消
7．(贛州章貢區(qū)期中)如圖所示，在電磁鐵的正上方用彈簧懸掛一條形磁體，閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片P 從a端移到b端的過程中，下列判斷正確的是 ( )A．小燈泡變暗，彈簧伸長B．小燈泡變亮，彈簧伸長C．電流表示數(shù)變大，彈簧收縮D．電流表示數(shù)變小，彈簧收縮
8．【實驗名稱】探究電磁鐵的磁性與什么因素有關(guān)【猜想與假設(shè)】為探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關(guān)，小曼同學作出以下猜想：猜想A：電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性。猜想B：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強。猜想C：外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強。
【實驗步驟】為了檢驗上述猜想是否正確，小曼所在實驗小組設(shè)計了以下實驗方案：用漆包線(表面涂有絕緣漆的導線)在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡單的電磁鐵。如圖所示的a、b、c、d為實驗中觀察到的四種情況。
(1)通過觀察電磁鐵吸引大頭針個數(shù)的不同，來判斷它磁性強弱的不同。(2)通過比較a和b兩種情況，可以驗證猜想A是正確的。(3)通過比較b和c兩種情況，可以驗證猜想B是正確的。(4)通過比較d中兩電磁鐵，發(fā)現(xiàn)猜想C不全面，應(yīng)補充電流相等，鐵芯相的條件。
9．人工心臟泵可短時間代替心臟工作，如圖是該裝置的示意圖，磁體固定在左側(cè)，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上(相當于一個電磁鐵)，活塞筒通過閥門與血管相通，閥門S1只能向外開啟，S2只能向內(nèi)開啟，線圈中的電流從A流向B時，電磁鐵左端是S極，血液會流入(選填“流入”或“流出”)活塞筒，該裝置工作時，線圈AB中的電流方向需要(選填“需要”或“不需要”)改變。
電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。它的工作原理是電流的磁效應(yīng)?？梢岳玫碗妷?、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強電流電路的通斷。
電磁繼電器(1)工作原理：當較小的電流通過電磁鐵時，電磁鐵具有磁性，吸引銜鐵，使動觸點和靜觸點接觸，高壓工作電路閉合；電磁鐵斷電時失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，切斷工作電路。
(2)應(yīng)用①利用電磁繼電器可以通過控制低電壓、弱電流電路的通斷來間接地控制高電壓、強電流工作電路的通斷，使人遠離高壓的危險。②利用電磁繼電器，實現(xiàn)遠距離控制，使人遠離高溫、有毒等環(huán)境。③在電磁繼電器控制電路中接入對溫度、壓力或光照敏感的元件，利用這些元件操縱控制電路的通斷，可以實現(xiàn)對溫度、壓力或光的自動控制。如電鈴、防盜報警、防汛報警、溫度自動控制、空氣開關(guān)自動控制等。
知識點1：電磁繼電器1．如圖所示，虛線框中是電磁繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中銜鐵與動觸點之間的硬棒應(yīng)該用導體(選填“導體”或“絕緣體”)制成，它與銜鐵、動觸點組成一個杠桿，彈簧始終處于拉伸(選填“拉伸”或“壓縮”)狀態(tài)。它的工作原理：當控制電路開關(guān)閉合時，電磁鐵把銜鐵吸下來，使動觸點與靜觸點接觸，工作電路閉合；當控制電路開關(guān)斷開時，電磁鐵失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，工作電路斷開。
知識點2：電磁繼電器的應(yīng)用2．小英設(shè)計了如圖所示的車庫積水自動報警器，圖中A、B位置可以安裝電鈴或LED燈。車庫沒有積水時，LED燈亮；車庫有積水時，左側(cè)控制電路接通，電磁鐵通電，具有____性，把銜鐵吸下，電鈴發(fā)出聲音。電鈴應(yīng)該安裝在圖中的____位置。
3．[科學思維]在如圖自動控制電路中，當控制電路的開關(guān)S閉合時，工作電路的情況是 (　 　)A．燈不亮，電鈴響B(tài)．燈不亮，電鈴不響C．燈亮，電鈴不響D．燈亮，電鈴響
4．小徐為栽種蔬菜的大棚設(shè)計了溫度自動報警器，電路如圖所示。下列對此設(shè)計的認識合理的是 ( )A．改變控制電路的電源正、負極，不影響報警器工作B．若要提高報警溫度，可以增大控制電路的電源電壓C．控制電路中的水銀可以換成蒸餾水D．工作電路中的銜鐵可以用銅代替
5．為實現(xiàn)節(jié)能和智能控制，空調(diào)內(nèi)部用到了傳感器和電磁繼電器，如圖是啟動或停止空調(diào)壓縮機的電路示意圖，電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關(guān)(選填“用電器” “電源”或“開關(guān)”)。夏天，空調(diào)制冷，房間溫度降低，熱敏元件的電阻增大，控制電路的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，低于設(shè)定溫度時，工作電路就斷開，停止制冷。
6．(多選題)如圖所示，R0是一個光敏電阻，阻值隨光照強度的增大而減小，R是電阻箱(已調(diào)至合適阻值)，與繼電器組成自動控制電路來控制路燈，白天燈熄，夜晚燈亮。以下分析正確的是 （ ）A．夜晚光敏電阻的阻值變大，控制電路中電流增大B．給路燈供電的電源應(yīng)接在b、c兩端C．白天通電螺線管吸住銜鐵，使觸點與c連接，路燈熄滅D．如果將電阻箱R的阻值調(diào)小一些，路燈將會亮得更晚一些
7．小敏設(shè)計了一種“闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”，如圖甲，拍攝照片記錄機動車輛闖紅燈時的情景。工作原理：當光控開關(guān)接收到某種顏色光時，開關(guān)自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機工作，拍攝違規(guī)車輛，光控開關(guān)未受到該種光照射自動斷開，銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光。
(1)要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關(guān)應(yīng)在接收到紅光時，自動閉合 (選填“閉合”或“斷開”)。(2)由圖乙可知，壓敏電阻R的阻值隨受到壓力的增大而減小。(3)已知控制電路電壓為6 V，繼電器線圈電阻為10 Ω，當控制電路中電流大于0.06 A時，銜鐵被吸引。通過計算說明，只有質(zhì)量超過多少千克的車輛違規(guī)時才會被拍照記錄。(g取10 N/kg)
解：由圖甲可知，在控制電路中，壓敏電阻與線圈串聯(lián)，當電流為0.06 A時，電路中的總電阻：R總＝ ＝ ＝100 Ω，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，則壓敏電阻的阻值：R＝R總－R線圈＝100 Ω－10 Ω＝90 Ω，由圖乙可知，當R＝90 Ω時，壓敏電阻所受的壓力：F＝4 000 N，即車輛的重力：G＝F＝4 000 N，則違規(guī)車輛的最小質(zhì)量：m＝ ＝ ＝400 kg。

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第3節(jié) 電磁鐵 電磁繼電器

版本： 人教版

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