2022-2023学年浙江八年级下学期科学同步讲义第3节 电磁铁的应用(教师版)

第3节电磁铁的应用

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课程标准课标解读

1.了解电磁继电器的结构和工作原理，知道如何使用电解读:能对电磁继电器工作原理进行分析，

磁继电器，能够设计简单的电磁控制电路。能利用电磁继电器工作原理解决实际问题。

2.知道磁悬浮列车的工作原理，知道信息的磁记录原常见题型有选择题、填空题和解答题，难度

理。适中。

册‘知识精讲（汛。

至,知识点01电磁继电

（一）实质

电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。

（-）主要结构

由电磁铁、衔铁、弹簧触点等组成。

控制电路:低压电源电磁铁、弹簧、开关等。

工作电路:用电器、高压电源、指示灯、触点等。

（三）工作原理

优〃h,乜4（1）闭合开关-控制电路接通一电磁铁有磁性一吸引衔铁一触点开关

与下触点接通f电动机工作。

（2）断开开关―控制电路断开一电磁铁磁性消失一弹簧复位一触点开关与上触点接通一灯亮。

（四）作用一是可以实现通过低电压和弱电流来控制高电压和强电流，二是可以实现自动控制和远距

离控制。

【能力拓展】接线时注意电磁铁和低压电源、开关连接构成控制电路;用电器、高压电源和触点构成工作电

路，不可接错。

在控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件控制电路的通断，可以实现对温度、压

力或光的自动控制。

【即学即练1】（2021八上•温州期中）如图所示，R。是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加

而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。

下列说法正确的是（）

A.白天流过Ro的电流比夜晚小

B.给路灯供电的电源应接在b、c两端

C.白天R。两端的电压比夜晚大

D.白天，如果将电阻箱R的阻值调大，则路灯也可能变成亮

【答案】D

【解析】A.根据光照强度的变化判断光敏电阻阻值如何变化；然后根据欧姆定律分析。

B.利用直流电源为电磁铁供电，将电源、光敏电阻、定值电阻、电键直接串联即可；分析电磁铁的电路，

判定利用照明电源为路灯供电的接入点；

CD.白天时，有光照，光敏电阻阻值较小，根据串联分压的特点分析。

【解答】A.因为白天时，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，由欧姆定律分析可知，白天流过R。的

电流比夜晚大，故A错误；

B.光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电

磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触

点与B接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，给路灯供电的电源应接在b、c两端，故B错误；

C.白天时，有光照，光敏电阻阻值较小，分担的电压小，根据串联分压的特点可知，R。两端的电压分担的

小；夜晚光敏电阻分担的电压大，R。两端的电压分担的电压较大，即白天R。两端的电压比夜晚小，故C错

误;

D.由电路结构可知，当电阻箱R的阻值变大时，路灯亮，因此，白天如果将电阻箱R的阻值调大，路灯也

可能变成亮，故D正确。【即学即练2]（2021八下•下城期末）如图为利用太阳能给LED路灯供电的自

动控制电路的原理示意图，其中R是光敏电阻。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R°=40Q,控制电路电源电

压为12V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中。傍晚，当光照强度减弱，使电磁铁

中电流=0.1A时，控制电路会自动接通路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电。

"0------

LED路灯

落电池

（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱

太阳能电池板

光敏电阻R风

而（选填"增大"或‘‘减小”）。

（2）列式计算LED路灯亮起时，光敏电阻R的阻值。

（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是（写出一种即可）。

【答案】（1）增大

（2）解：路灯亮时，电磁铁中电流1=0.1A,

则7=^=I2Qfl

R=Rs-Ro=12OQ-40Q=80Q.

（3）增大电压、减小电阻R。的阻值（合理即可）

【解析】（1）当光照强度减弱时，控制电路接通路灯所在的电路，此时衔铁不能被电磁铁吸引而弹回原来

位置，因此通过电磁铁的电流减小，而光敏电阻的阻值增大；

（2）首先根据甘直=，计算出电路的总电阻，再根据R=RS-Ro计算出光敏电阻R的阻值；

（3）当光照更暗时，光敏电阻的阻值变大，此时电流会变得更小，只有保持电流不变，才能使衔铁继续被

吸引，不接通灯泡所在的电路，据此分析可行的做法。【解答】（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随

光照强度的减弱而增大；

（2）路灯亮时，电磁铁中电流1=0.1A,则没总=；=急=I2M；

此时光敏电阻的阻值R=R,&-Ro=12OQ-40Q=80C。

（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，就必须增大电流；

①根据U=IR可知，当电流不变时，总电阻变大，那么电源电压增大;

②根据U=IR可知，当总电压不变时，总电流不变，则总电阻不变，根据口总=口+口“可知，此时要减小R”的

阻值。

A

知识点02磁悬浮列车

（-）工作原理

磁悬浮列车是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，通过列车轨道上的强电磁铁与列车上

的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮起来，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的摩擦。磁悬浮列

车运行时的阻力很小，因此运行速度很快。

（二）优点

消耗动力小，不受气候影响，无噪音，振动小，不污染环境等。

【能力拓展】

①电磁选矿机和电磁起重机

a.电磁选矿机的工作原理：电磁选矿机中的半环是电磁铁，通入电流时就会有磁性，通过外筒的转动，将铁

磁性物质与非铁磁性物质分开

b.电磁起重机的工作原理:电磁起重机的核心是一块大的电磁铁，它的铁芯是用软铁制成的，其磁性的有无

可利用电流的通断来控制，其磁性的强弱可以通过改变电流的大小来控制，电磁起重机可以方便地实现重

型钢铁的搬运。

②电话

a.电话的主要组成部分是话筒和听筒，它们之间用一对电话线相连。

b.电话的基本工作原理:振动（声音）一电流的变化一振动（声音）。

c.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:当人对着话简说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，使电阻忽大忽小，在电路中产生

了强弱变化的电流信号。

d.听筒主要由电磁铁和薄铁片等组成，可以把强弱变化的电流信号转化成相应的声音信号，其工作原理:当

从对方话筒传来按说话声音强弱变化的电流信号时，电磁铁对薄铁片的吸引力也随之发生变化，使薄铁片

振动起来，产生和对方说话相同的声音信号。

【即学即练3】如图是电磁选矿机的示意图，其中M为矿石，D为电磁铁，落入B中的是，落入C

。(均填“铁矿石”或“非铁矿石”)【答案】铁矿石；非

铁矿石

【解析】当矿石从选矿机的滚轮经过时，非铁矿石不会受到电磁铁的吸引力，由于惯性会直接甩入C中。

而铁矿石会受到电磁铁的吸引，会延迟一些被分离，从而落入B中。

【即学即练4】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变

化的电流时，线圈受到力的作用，从而带动与线圈相连的纸盆，于是扬声器就发出了

声音。

锥形纸献

永久

磁体

【答案】磁场；振动

【解析】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的

电流时，线圈受到磁场力的作用，从而带动与线圈相连的纸盆振动，于是扬声器就发出」'声音。

建'知识点03信息的磁记录

磁记录是目前信息记录的重要方式之一。

(1)硬盘是信息磁记录的重要器件，主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂

有一层极薄的磁性颗粒,读写磁头实际上就是一块电磁铁。在硬盘上存人数据时，将声音、图像、数字等需

要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，这个磁场使盘片上的磁性颗粒按照它的

方向排列，信息就记录在盘片中了。读取时，只要使记录的磁信息转变为电信号，再将电信号转变成声音、

图像、数字等信息。

(2)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感粉，每一个磁粉粒就是个小磁

体。当录音机通电时，磁头产生一个强磁场把磁粉磁化。录者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，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，记录的声音就被还原了。

【即学即练5】刷卡机广泛应用于银行、超市等。如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的

信用卡在刷卡机上刷过时•，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作

原理与刷卡机读取信息原理相同的是（）

B.发电机C.电动机D.电

磁继电器

【答案】B

【解析】根据“当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流”可知，刷卡

机的工作原理是电磁感应现象，据此分析判断。

A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A不合题意；

B.发电机的工作原理是电磁感应，故B符合题意；

C.电动机的工作原理是通电导体在磁场受力应运动，故C不合题意；

D.电磁继电器的工作原理是电磁铁，故D不合题意。

Q能力拓展

电流大小变化的

呻询电信号通过电磁

说话声注钱对产生不同的

通过电流的有无来控制磁性的有无

电磁铁的

应用

电铃：随温度上升接通控制电源

吸引衔铁，电铃响

水位自动控制：随原理:控制电路开关接通衔铁吸下，绿灯

看水虹升，演亮,控制电路开关断开，C弹频引D与

警戒水位时接通控与上触点接触红灯亮

制电源,产生磁性

吸引衔铁，红灯亮优点:低电压弱电流控制高电压强电流，

并且可以实验自动控制

考法01磁悬浮列车都是根据同名磁极相互排斥的工作原理设计的吗?

磁悬浮列车的工作原理有两种，一种是同名磁极相互排斥，另一种是异名磁极相互吸引。【典例1】磁悬浮

列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车

的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是（填"N"或"S"）极。图乙是另一种

磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电

阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极,（螺线管B与电

磁铁A之间相互_________（填“排斥”或“吸引”）,从而使列车悬浮在铁轨上方。

【解析】（1）根据图甲可知，要使车身与轨道脱离，车身需要受到向上的吸引力。根据“异名磁极相互吸

引”可知，车身线圈上端应该是S极。

（2）根据图乙可知，线圈上电流向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则

上端为螺线管B的N极，如下图所示:

（3）根据图片可知，要使螺线管B悬浮在A上面，二者之间必须排斥。

品分层提分

题组A基础过关练

1.下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是（）

A.电铃B.电熨斗C.电磁选矿机D.电磁起重机

【答案】B

【解析】A.电铃的主要结构为电磁铁，利用电磁铁的磁性有无控制小锤不断击打铃盖发出声音，故A不合

题意；

B.电熨斗的主要结构为发热丝，故B符合题意；

C.电磁选矿机的主要结构为电磁铁，利用磁性将铁矿石分拣出来，故C不合题意；

D.电磁起重机的主要结构为电磁铁，利用磁性将钢材直接吸起来，不用捆绑，故D不合题意。

2.（2021八下•余杭月考）我国拥有全部知识产权的第一条磁悬浮列车线已建成并运行通车，磁悬浮列车

的车厢和铁轨上都安装着磁体。以下关于磁悬浮列车的说法中错误的是（）

A.磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥

B.磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁

C.磁悬浮列车消除了车体与轨道间的摩擦

D.磁悬浮列车增大了车体与轨道间的摩擦

【答案】D

【解析】A.磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥的原理，将车厢举在空中，故A正确不合题意；

B.磁悬浮列车的磁体大多是电磁铁，故B正确不合题意；

CD.磁悬浮列车车厢底部与轨道脱离，消除了车体与轨道间的摩擦，故C正确不合题意，D错误符合题意。

3.如图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，原因是（）

A.电磁铁始终没有磁性

B.衔铁没有向下运动

C.衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹

D.电池正、负极接反了

【答案】C

【解析】根据图片可知，当开关断开时，电磁铁没有磁性，衔铁在上面。闭合开关后，电磁铁产生磁性,

将衔铁吸引下来，此时小锤敲击铃盖发声。但是衔铁会时针吸合在下面的电磁铁上，不会回弹到原来位置,

因此电铃只响一声，故C正确，而A、B、D错误。

4.（2021八下•台州开学考）在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是

小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口

上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L、L2（）

A.都是红灯B.都是绿灯

C.分别是红灯和绿灯D.分别是绿灯和红灯

【答案】D

【解析】根据图片可知，当车位上无车时，光控开关断开，此时没有电流经过电磁铁，它没有磁性，衔铁

在上面接通L”也就是绿灯亮。

当车位上有车时，光控开关闭合，此时有电流经过电磁铁，它产生磁性，将衔铁吸引下来接通L”也就是

红灯亮。故D正确，而A、B、C错误。

5.（2021八下•奉化期末）小科走到电动扶梯（电梯）前，发现电梯上没有站人时运行较慢，当她站到电梯

上时又快了很多。她了解到电梯是由电动机带动运转的，电梯的控制电路中安装了力敏电阻（力敏电阻受到

压力时，阻值会发生变化），控制电梯运动快慢的模拟电路如图所示。以下分析合理的是（）

触点3与触点1接触时，电梯运行较快

B.力敏电阻由半导体材料制成，受压时阻值变小

C.电梯没有站人时，继电器的电磁铁磁性较强

D.电梯没有站人时，电动机两端的电压较大

【答案】B

【解析】电动扶梯无人时压力小，运行慢，即电流小电阻大；有人时压力大小，运行快，即电流大小电阻

小，则力敏电阻由半导体材料制成，受压时阻值变小，故B正确；

当触点3与1接触时，定值电阻R与电动机串联；当触点3与2接触时，只有电动机工作，则前者的电阻

大电流小，则电梯运行慢；后者电阻小电流大，则电梯运行快，故A错误；

电梯无人时，电流小，则电磁铁的磁场较弱，故c错误；

当电梯无人时，定值电阻R与电动机串联，此时电动机的电压小于电源电压；当电梯有人时，只有电动机

工作，它的电压等于电源电压，即前者电压小于后者，故D错误。

6.（2021八下•上虞期末）如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图，在水银温度计上部插入一段金

属丝。下列有关报警器的叙述正确的是（）

A.电铃发出报警信号时，电磁铁的右端为s极

B.把电路图中的“+”、对调，该报警器将不能正常工作

C.增大水银温度计上部金属丝的长度，则电铃发出报警信号的温度会升高

D.当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时，电铃会发出报警信号

【答案】D

【解析】A.线圈上电流方向向下；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则电

磁铁的右端为N极，故A错误；

B.把电路图中的“+”、对调，则通过电磁铁的电流方向改变，那么电磁铁的极性发生改变，但是并

不影响电磁铁对衔铁的吸引，则该报警器能正常工作，故B错误；

C.增大水银温度计上部金属丝的长度，则与水银面接触时所对的温度会偏小，即电铃发出报警信号的温度

会降低，故C错误；

D.当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时，控制电路被接通，电磁铁产生磁性。将衔

铁吸合，接通电铃所在的电路，因此电铃会发出报警信号，故D正确。

7.（2021八下•滨江期末）如图是小敏设计的汽车尾气中C0排放量的检测电路，当C0浓度高于某一设定

值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R阻值随CO浓度的增大而减小，下列说法正确的是（）

弹电

背磁

铁

电阻

气触

电路

控制

之间

和C

在A

应接

电铃

A.

弱

磁性减

电磁铁

高，

度升

CO浓

B.当

值高

比设定

小浓度

CO最

警时

，报

减小

口会

电压

电源

路的

制电

，控

久后

C.用

向下移

的滑片

制电路

R2控

可将

警，

时报

更低

浓度

在CO

电路

检测

使该

I）.为

】C

【答案

断；

置判

的位

衔铁

警时

据报

1）根

】（

【解析

弱变

磁场强

电磁铁

终确定

化，最

小变

流大

定电

再确

化，

值变

的阻

电阻

气敏

确定

变化

浓度

氧化碳

据一

（2）根

化：

。

变化

浓度

碳的

氧化

定一

终确

，最

变化

电阻

判断

进而

化，

流变

定电

化确

压变

根据电

（3）

。

即可

R分析

=L+

据R,