第21讲 电磁铁的应用
【知识要点】
一、电磁铁的构造
电磁铁是利用电流的磁效应，使软铁具有磁性的装置。将软铁棒插入一螺形线圈内部，则当线圈通有电流时，线圈内部的磁场使软铁棒磁化成磁铁；当电流切断时，则线圈及软铁棒的磁性随着消失。软铁棒磁化后所产生的磁场，加上原有线圈内的磁场，使得总磁场强度大大增强，故电磁铁的磁力大于天然磁铁。
二、电磁铁的应用 1．电铃
工作原理：电路闭合，电磁铁具有磁性，吸引弹性片，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，铁锤又被弹回，电路闭合。上述过程不断重复，电铃发出了持续的铃声。
2．电磁选矿机和电磁起重机 探究
如图所示是电磁选矿机和电磁起重机，请你根据电磁铁 的原理，解释这两种机械的工作原理。 3．电磁继电器
说出电磁电器的作用和工作原理
电磁选矿机和电磁起重机
（1）电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，还可以实现远距离操纵和自动控制。
（2）工作原理：它是利用电磁控制工作电路通断的装置。如图所示，它由电磁铁（A）、衔铁（B）、弹簧（C）、触点（D为动触点，E为静触点）
组成，接线时注意电磁铁应和低压电源、电键连接成控 制电路；用电器、高压电源和电磁继电器的触点构成工作 电路，不可接错。当电磁铁通电时，把衔铁吸引下来，使 动触点和静触点接触，工作电路闭合，使高压部分的电路工 作，一旦电磁铁断电，电磁铁即失去磁性，在弹簧的作用下，
把衔铁拉起来，使动触点与静触点脱开，从而切断了高压部分的工作电路 4．磁悬浮列车
磁悬浮列车就是利用列车轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的排斥作用力而把列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，没有摩擦。磁悬浮列车的阻力很小，因此运动速度很大。
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5．信息的磁记录
我们常用的录音机是利用磁带来记录声音的。录音磁带的一面涂有一层磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁体。当录音机通电时，磁头产生一个强磁场把磁粉磁化。录音过程中声音的电信号就是通过磁化的方法记录在磁带上。放音时，当磁带通过放音磁头时，磁带上磁粉的磁场按原来记录的规律变化，使通过磁头的电流随磁场的变化而变化，电流通过喇叭，记录的声音就还原了。计算机的软盘与硬盘也是通过磁化的方法来记录信息的． 6．电话
（1）电话主要是由听筒、电源和话筒串联在电路中组成的。 （2）电话的基本工作原理是：
（声音）振动
话筒
电流的变化
话筒
（声音）振动
（3）话筒主要由金属盒、碳粒和膜片等组成，可以把声音信号转化成按声音的强弱变化的电流信号，其工作原理是：当人对话筒说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地压挤碳粒，使电阻忽大忽小，在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流信号。
（4）听筒主要由永磁铁、螺线管和薄铁片等组成，可以把按声音振动而强弱变化的电流信号转化成相应的声音信号，其工作原理是：当从话筒传来按说话声音的振动而强弱变化的电流信号时，磁体对铁片的吸引力也发生强弱变化，使铁片振动起来，产生和对方说话相同的声音信号。
三、电磁铁的优点
（1）可以通过电流的通断，来控制其磁性的有无 （2）可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性
（3）可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来改变其磁性的强弱
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【典型例题】
例1、某同学在做“探究电磁铁”的实验中，用两个相同的大铁针绕制成电磁铁进行实验，如右图所示．下列说法中正确的是 ．
A、要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻 器的滑片向右滑动 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线圈匝数较多，所以通过B的电流较小 D、若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引 A、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性 B、通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强
C、通入电磁铁的电流方向改变，它的磁性强弱也发生改变
D、在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强
例2、关于电磁铁，下面说法中不正确的是
例3、如图是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识．以下说法中不正确的是
A、温度计中的水银是导体
B、温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的 C、报警器中的电磁铁运用了电流的热效应 D、电磁继电器是一种电路开关
例4．如图所示为某校科技活动小组制作的恒浊箱的电路示意图，电热丝是恒温箱的加热元件。图中的水银温度计为导电温度计，上面的金属片A的高度可以调整，下面的金属片B与温度计中的水银接触，该温度计的水银液泡被放置到恒温箱内，请根据此电路图说明恒温箱工作的原理。
例5．某同学在研究性学习活动中，通过查阅资料，查到了一种由半导体材料做成的热每电阻的阴值随温度变化的曲线，如图甲所示，并设计发如图乙所示是由热每电阻R（符号如图）和电磁继电器组成的温度自动控制装置，已知继电器的线圈电阻R0为50，左边电源电压为6V，当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边发热电路则断开。
问此温度自动控制装置安放在温箱中能将温度控制在多少摄氏度？（要求写出计算过程）
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【经典练习】
1．给通电螺线管内加入一个 时，就成了电磁铁，电磁铁的一大优点在于可以通过 来控制磁性的有无，因而得到广泛的应用。
2．如图所示，开关闭合时，电磁铁的上端为 极，要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片P应向 滑动。
3．利用 制成的电磁继电器，可以通过低电压和弱电流控制 电路，实现安全操作与生产。
4．左下图是电磁选矿机的示意图，A为电磁铁，落入坑N中的是 （填“铁矿石”或“非铁矿石” ）。
5．右上图所示是一种防盗报警器，当有人踏上踏板欲开门时， 灯就会亮，平时，无人踏上踏板或自己人开门不去踏踏板， 灯亮，这是电磁继电器自动控制的原理的应用。 6．下列装置中，没有用到电磁铁是（ ） A、电磁起重机
B、电磁继电器
C、电铃
D、电热毯
7．如图是利用电磁继电器控制电动机的电路。当控制电路的开关S闭合时，电磁铁的线圈中就有 通过，电磁铁就有了 ，吸引B，使工作电路闭合，电动机就 ；把控制电路的开关断开，电磁铁就 ，电动机就
题7
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8.右图是简单的火警自动报警装置所需的电路元件,其中,温控开关在温度升高到某一点时会自动闭合.要求:当发生火灾时,红灯亮并且电铃响,发邮报警信号,而正常情况下则绿灯亮. 请按上述要求,将图中元件连成一个火警报警器的完整电路(a,b,c为三个接线柱).
9．某市防汛指挥部购置了一批水位自动报警器，其工作原理如图所示：水位到达警戒水位 B时，绿灯灭铃声响，请将该原理图连接完整。（注意：纯净的水 不导电，但一般的水都是导电的）。
红
题8
a
b c
绿
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第21课 电磁铁的应用（作业）
1、弹簧下悬挂一条形磁铁，磁铁下方有一通电螺线管，如图所示，闭合开关后为使弹簧伸长，下列措施中可采用的是（ ）.
A. 将滑片P移向b端 B. 将滑片P移向a端
C. 将铁芯从螺线管中取出 D. 把电源两极对调后接入原电路 2、下列装置中，没有用到电磁铁的是（ ） A、电磁起重机
B、电磁继电器
C、电铃
D、电热毯
3、磁悬浮列车将为现代交通运输开辟一个新的天地，下列关于磁悬浮列车的说法，错误的是（ ） A、由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定是做匀速直线运动 B、通过列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥，使列车悬浮 C、列车悬浮行驶，车体与轨道间无阻力，运行平稳
D、为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料 4、通电螺线管插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是（ ）
A、插入铁芯后，铁芯带电的结果 B、插入铁芯后，螺线管中的电流增大了的结果 C、插入铁芯后，铁芯被磁化，铁芯与螺线管共同作用的结果 D、插入铁芯后，螺线管内的空间变小的结果 5、下列方法中，能改变通电螺线管极性的是（ ）
A、增加通电螺线管的线圈匝数 B、在通电螺线管内插入铁芯 C、减小通电螺线管的电流 D、改变通电螺线管的电流方向 6、如图所示的是控制电磁铁磁性强弱的是（ ）
7、如图是电铃的构造示意图。仔细观察其构造并分析菘工作原理，写出其中包含的两个物理知识。 例：铃锤敲打铃盖—振动发声
（1） ； （2）
8、请根据下图中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。
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N
电源
9、在下图中，请根据电螺线管的N、S极，标出磁感线的方向和电源的正、负极。
电源
S
N
10、要使用如图所示的两个螺线管通电后互相吸引，应如何连接电源，请在图中连接好。
11、标出如图中电源的正负极。
*** 12、某中学课外研究性学习小组雄鹰队(1队)和猛虎队(2队)之间将进行科学应用知识抢答竞赛,班内科技兴趣小组为此制作了一个新型抢答器.该电路原理如图所示:图中A1,A2是电磁铁, B1,B2是衔铁,C1,C2是弹簧,P,Q是动触点,E、F、M、N是静触点，L1,L2为灯泡。 （1）若雄鹰队（1队）抢先于猛虎队（2队）闭合开关S1，请分析电路的工作过程并判断L1,L2的亮暗情况。
（2）若雄鹰（1队）和猛虎队（2队）同时闭合各自的开关S1和S2，请分析电路的工作过程并判断L1,L2的亮暗情况。
S2
C2
B2 A2
M N
L2
a b
c d
N
S
B1
S1
C1
E
P F
L1
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