【人教版】2019年春九年级尖子生学案：20.3《电磁铁、电磁继电器》ppt课件含答案.ppt

第二十章电与磁 第3节电磁铁电磁继电器 例1 分析电磁继电器问题的基本思路 规律方法 如图20 54所示是一种 闯红灯违规证据模拟器 的工作原理图 光控开关接收到红光时会自动闭合 压敏电阻若同时受到车的压力 其阻值变小 电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 填 强 或 弱 当电流变化到一定值时 衔铁与触点 填 1 或 2 接触 电控照相机工作 拍摄违规车辆 解析 根据题意可知 当信号灯红灯亮时 光控开关自动闭合 控制电路接通 当压敏电阻受到汽车压力时 电阻变小 控制电路中的电流增强 电磁铁具有磁性 当电流变化到一定值时 吸引衔铁 衔铁与触点2接触 工作电路中的照相机和电源连通 照相机开始工作 解题归纳 此题通过一个自动控制电路来考查电磁继电器的应用 使物理知识服务于社会 分析这类自动控制作用的电磁继电器的工作原理 通常按下面的程序进行 控制元件或开关处于什么状态 控制电路的通断 电磁铁有无磁性 是否吸引衔铁 工作电路的通断 2 强 1 黄勇豪家的小型养鸡场用电热孵化机孵化小鸡 但很担心半夜停电 为此他设计了一个停电提醒器 如图所示 需要时把它的插头插入电源插座并闭合开关S即可 如果停电 因为线圈 填 得到 或 失去 磁性 衔铁就会被 填 吸合 或 拉起 电铃就发声提醒主人 失去拉起 提示 正常情况下 电磁铁有磁性 吸引衔铁与静触点B接触 绿灯亮 如果停电 则电磁铁失去磁性 衔铁在弹簧的作用下被拉起 与静触点A接触 电铃工作 失去 拉起 电磁铁磁性强弱的理解 易错点 例2 解析 电磁铁的磁性强弱与电磁铁线圈的匝数多少和通过电磁铁线圈的电流强弱有关 匝数越多 电流越强 电磁铁的磁性就越强 此题中电磁铁的线圈匝数不能任意改变 但可以通过移动滑片P来改变通过电磁铁线圈的电流 电磁铁的磁性也随之改变 开关的通断只能决定电磁铁磁性的有无 而不能改变电磁铁磁性的强弱 故正确答案为B 如图20 55所示 关于此电磁铁的电路 下列说法正确的是 A 电磁铁的磁性强弱 可由开关S来控制B 电磁铁的磁性强弱 可由滑片P来控制C 电磁铁的磁性强弱只取决于线圈的匝数 线圈的匝数不变 电磁铁的磁性强弱也不变D 电磁铁的磁性强弱只取决于电磁铁本身的结构 结构不变 电磁铁的磁性强弱也不变 B 2 某同学在做 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 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 闭合开关后 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 B 例1 解析 该自动控制电路的光敏电阻R0与定值电阻R串联 当人靠近到一定距离时 从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收 接收器中的光敏电阻R0阻值减小 两端电压减小 电路电流变大 电磁继电器磁性增强 衔铁被吸下灯泡发光 电源左端是正极 因此电磁铁的下端是电流流进端 根据安培定则 右手四指顺着电流方向握住螺线管后 大拇指指向下端 为N极 则上端是S极 实际应用题 2016 黄冈中考 如图20 56所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路 走廊入口上方安装有反射式光电传感器 当人靠近到一定距离时 从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收 接收器中的光敏电阻R0阻值减小 定值电阻R两端的电压 同时电磁铁磁性 工作电路接通 灯泡发光 图中电磁铁的上端是极 增大 增强 S 例2 解析 由图知 羊群在羊圈中时 电磁铁通电有磁性 吸引衔铁 使动触点拉离静触点 电铃所在电路断开 电铃不响 当羊逃出羊圈冲断漆包线时 电磁铁断路不通电 弹簧将动触点拉至静触点 电铃所在报警电路接通 电铃响 发出报警声 实际应用题 如图20 57所示是小明为张大爷设计的 看羊自动报警器 羊圈周围由一圈细漆包线包围着 由图可知 当羊群在羊圈中时 电磁铁 填 有 或 无 磁性 电铃 填 响 或 不响 当羊逃出羊圈冲断漆包线时 电磁铁磁性 电铃 有 不响 无 响 例3 说理题 如图20 58所示是一种防汛报警器的原理图 S是触点开关 B是一个漏斗形的竹片圆筒 里面有浮子A 请你说明这种报警器的工作原理 答案 其工作原理为 水面升至警戒水位时 浮子A上升使触点开关S接通 左边电路有电流 电磁铁吸引衔铁而使右边电路接通 指示灯亮而发出警报 解析 电磁继电器相当于指示灯电路的开关 当水面升高到警戒水位时 浮子A随着上升 触点开关S接通 电磁继电器线圈通电而具有磁性 吸引衔铁 指示灯电路接通 灯亮达到报警的目的 例4 电路设计题 为了防止粮食仓库内谷物缓慢氧化积聚热量过多而酿成火灾 用如图20 59所示带金属丝的水银温度计和电磁继电器安装成自动报警器 正常情况下绿灯亮 当仓内温度升高到100 时红灯亮 同时电铃响 试按此要求把各元件连成电路 解析 根据题中要求 将温度计 控制电源 电磁继电器的线圈串联成控制电路 红灯和电铃并联后再和工作电源 电磁继电器的动触点1 静触点3串联 再将绿灯和工作电源 电磁继电器的动触点1 静触点2串联组成工作电路 答案 如图20 60所示 例5 探索创新题 小明利用热敏电阻设计了一个 过热自动报警电路 如图20 61甲所示 将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方 当环境温度正常时 继电器的上触点接触 下触点分离 指示灯亮 当环境温度超过某一值时 继电器的下触点接触 上触点分离 警铃响 图甲中继电器的供电电压U1 3V 继电器线圈用漆包线绕成 其电阻R0为30 当线圈中的电流大于等于50mA时 继电器的衔铁将被吸合 警铃响 图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像 1 由图乙可知 当环境温度为40 时 热敏电阻阻值为 当环境温度升高时 热敏电阻阻值将 继电器的磁性将 后两空填 增大 减小 或 不变 2 图甲中警铃的接线柱C应与接线柱相连 指示灯的接线柱D应与接线柱相连 均填 A 或 B 3 图甲中线圈下端P的磁极是 填 N 或 S 极 4 请计算说明 环境温度在什么范围内时 警铃报警 解析 1 从图乙中可以看出 当温度为40 时 对应的热敏电阻的阻值为70 且从图像的变化趋势看 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 则控制电路中的电流将变大 电磁铁的磁性将增大 2 根据题设条件可知 警铃工作时 继电器的下触点接触 故接线柱C应与接线柱B相连 同理可知 指示灯的接线柱D应与接线柱A相连 3 根据安培定则容易判断出线圈的上端为N极 下端为S极 4 当线圈中的电流为50mA时 继电器的衔铁刚好被吸合 警铃响 此时控制电路的总电阻为 60 则热敏电阻的阻值为R R总 R0 60 30 30 结合图乙可以判断出此时热敏电阻的温度为80 再结合前面的分析可知 只有当热敏电阻的温度大于等于80 警铃才会报警 例5 探索创新题 小明利用热敏电阻设计了一个 过热自动报警电路 如图20 61甲所示 将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方 当环境温度正常时 继电器的上触点接触 下触点分离 指示灯亮 当环境温度超过某一值时 继电器的下触点接触 上触点分离 警铃响 图甲中继电器的供电电压U1 3V 继电器线圈用漆包线绕成 其电阻R0为30 当线圈中的电流大于等于50mA时 继电器的衔铁将被吸合 警铃响 图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像 1 由图乙可知 当环境温度为40 时 热敏电阻阻值为 当环境温度升高时 热敏电阻阻值将 继电器的磁性将 后两空填 增大 减小 或 不变 2 图甲中警铃的接线柱C应与接线柱相连 指示灯的接线柱D应与接线柱相连 均填 A 或 B 3 图甲中线圈下端P的磁极是 填 N 或 S 极 4 请计算说明 环境温度在什么范围内时 警铃报警 70 减小 增大 B A S 当线圈中的电流等于50mA时 继电器的衔铁刚好被吸合 警铃报警 此时控制电路总电阻 60 热敏电阻的阻值为R R总 R0 60 30 30 由图像可知 此时t 80 所以当温度t大于等于80 时警铃报警 例6 实验探究题 如图20 62所示是某学习小组同学设计的研究 影响通电螺线管磁性强弱的因素 的实验电路图 1 增大通电螺线管的电流 滑动变阻器的滑片应向 填 左 或 右 移动 2 下表是该组同学所做实验的记录 同学们发现无铁芯组实验中没有吸引起大头针 那么通电螺线管到底有没有磁性呢 他们通过其他方法验证了这几次实验中通电螺线管都是有磁性的 他们采用的方法可能是 写出一种即可 3 在与同学们交流讨论时 另一组的同学提出一个新问题 当线圈中的电流和匝数一定时 通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小 粗细 有关 现有大小不同的两根铁芯 请根据你的猜想并利用本题电路 写出你验证猜想的简要操作方案 按本题电路图接好电路 调节滑动变阻器的滑片于一定的位置 首先放入大的铁芯 观察大头针被吸引的数目 记录数据 再放入小的铁芯 观察大头针被吸引的数目 记录数据 两者进行比较 左 将大头针换成小磁针 或者用细铁屑等 解析 1 为增大通电螺线管的电流 应减小滑动变阻器连入电路的阻值 则滑片应向左移动 2 该实验中通电螺线管一定是有磁性的 无铁芯组实验中没有吸引起