苏科版物理九年级下册16.2 ( 第二课时) 电磁继电器教案(原卷版)

专项十六电磁转换2电流的磁场第二课时电磁继电器【知识梳理】电磁铁在通电螺线管里面加上一根____，就成了一个电磁铁。电磁铁磁场的强弱与________、________有关。电磁铁的优点：磁场的____，可以通过电流的大小、线圈的匝数来控制；磁场的方向，可以通过________来控制；磁场的有无，可以通过________来控制。电磁继电器继电器是利用低____、弱____电路的通断，来间接地控制____电压、____电流电路的装置。实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种____。电磁继电器由电____、____、____、____组成。【易混淆点】电磁铁电磁铁及其磁性强弱的影响因素：电磁铁是由线圈和铁芯组成(实质是内有铁芯的螺线管)，在一根软铁芯上，用漆包线密绕成线圈就做成了一个简单的电磁铁，通电后它能产生磁性。电磁铁的线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。电磁铁的优点：电磁铁磁性的有无可以由通电、断电(电流的有无)来控制。；电磁铁磁性的强弱可以通过调节电流的大小来控制；电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的，便于人工控制；*磁悬浮列车利用磁极间相互作用的原理设计的，通以强大电流的电磁铁产生巨大的磁场力使列车浮起(悬浮气隙10~100mm)，从而大大减小了运行阻力，列车在电动机的牵引下高速运行。电磁继电器构造：如图所示，主要部分是电磁铁、衔铁、触点开关和弹簧。电磁继电器实质是由电磁铁控制工作电路通断的开关。工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，将工作电路的触点接通，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。主要应用：用低压电路的通断间接地控制高压电路的通断。可实现远距离控制，与其他元件配合实现自动控制。知识点一：电磁铁【探究重点】定义：插有铁芯的通电螺线管。特点：①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数。电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。【典例分析】如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察来确定。(2)下表是该组同学所做实验的记录：电磁铁(线圈)50匝100匝实验次数123456电流/A0.81.21.50.81.21.5吸引铁钉的最多数目/(枚)81071114比较实验中的1、2、3(或4、5、6)，可得出的结论是()A.电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大电磁铁的磁性越强；B.电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大电磁铁的磁性越弱；C.电磁铁的电流一定时，电磁铁磁性越强；D.电磁铁的电流一定时，电磁铁磁性越弱。②比较实验中的1和4(或2和5或3和6)，可得出的结论是()A.电磁铁线圈中的电流一定时，线圈的匝数越多电磁铁的磁性越强；B.电磁铁线圈中的电流一定时，线圈的匝数越多电磁铁的磁性越弱；C.电磁铁线圈中的匝数一定时，线圈中电流越大电磁铁的磁性越强；D.电磁铁线圈中的匝数一定时，线圈中电流越大电磁铁的磁性越弱。(3)在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”①你对此猜想是：；②现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法。无锡市发展迅速，地铁1、2号线均已全线开通。小霖去乘坐地铁时发现“聪明的电梯”(如图甲)，小霖利用网络搜索到如图乙所示的简易控制电路，电源电压不变，R是一个压敏电阻，其电阻值随压力的增大而减小。分析:当人走上电梯后，电磁铁的磁性变

(选填“强”或“弱”)，电动机的转速将变

(选填“大”或“小”)。【真题操练】如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的下端为极(选填“N”或“S”)；当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数将，弹簧的长度将。(选填“变大”、“变小”或“不变”)知识点二：电磁继电器【探究重点】3．电磁继电器：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。【典例分析】如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块A时，灯亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是，灯亮．如题图所示的车库积水自动报警电路，、位置安装电铃或灯。车库没有积水时，灯亮；车库有一定积水时，左侧控制电路接通，具有磁性把衔铁吸下，电铃报警，此时水是(选填“导体”或“绝缘体”)。图中位置应安装。【真题操练】如图为一款“智能照明灯”的原理图，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。(1)请说明“智能照明灯”天暗时自动发光的工作原理；(2)请你写出一种可缩短灯L的发光时间的方法。知识点三：作图题【典例分析】如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧伸长。请用箭头标出磁感线的方向，并用“+”“﹣”在括号内标出电源正负极。【真题操练】(2020·乐山外国语学校九年级其他模拟)如图所示，开关S闭合，发现弹簧缩短，小磁针旋转到如图中所示位置静止，请在图中括号内标出电源的正、负极小磁针的N极。(电源正极用“+”，负极用“﹣”表示)知识点四：探究电磁继电器实验【典例分析】为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：(1)通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越_____。(2)通过观察图甲中B与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时，_____铁芯的电磁铁，它的磁性就越强。(选填“有”或“无”)(3)通过观察图乙与丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，电磁铁的电流越_____，它的磁性就越强。(4)结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有_____．【真题操练】(2020•青岛模拟)探究电生磁。①根据图1可知：电流的磁场方向与方向有关②据图2可知：通电螺线管外部的磁场与磁体的磁场相似。③根据图2中小磁针的指向，标出电源的正、负极④根据图3可知：电磁铁磁性的强弱跟有关。⑤要使图3中乙电磁铁的磁性增强，可以。在学习了电生磁知识后，小明制作了一个简易的电磁铁，如图，他制作完成后发现可以吸引大头针，他想使电磁铁的吸引能力更强些，下列方法不可行的是()A．钢钉上增加线圈匝数 B．电池正负极对调C．滑动变阻器滑片向右移 D．串联一节干电池(2020·四川自贡)弹簧测力计挂住一条形磁铁置于螺线管的正上方，如图所示。闭合开关K，弹簧测力计示数将()A．变小 B．不变 C．变大 D．无法确定(2020·湖北武汉)如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号下列说法正确的是()A．温度计中的水银是绝缘体B．电铃响时，电磁铁右端是N极C．温度降低到74℃以下，电铃响D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱如图为电磁铁的线路图．开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中()A．电磁铁的右端为S极，磁性增强。B．电磁铁的右端为S极，磁性减弱。C．电磁铁的右端为N极，磁性增强。D．电磁铁的右端为N极，磁性减弱。如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的S极为(选填“A”或“B”)端。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性变(选填“强”或“弱”)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小宇用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了右图所示的电路。(1)图中A、B串联的目的是；(2)闭合开关后，分析图中的现象，得出的结论是；(3)若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向(选填“左”或“右”)端移动。如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的S极为(选填“A”或“B”)端。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性变(选填“强”或“弱”)。开关S闭合时，通电螺线管的磁感线如图所示，则电源的端为正极(选填“A”或“B”)；小磁针的N极将(选填“向左偏转”或“向右偏转”)；若通电螺线管附近有C和D两个位置，磁性较强的是(选填“C”或“D”)位置。如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁

(有/无)磁性，

(电灯/电铃)通电工作。如图所示为一恒温箱温控电路，包括工作电路和控制电路两部分。R为热敏电阻(置于恒温箱内)，阻值随温度变化的关系如图所示。恒温箱温控电路工作原理是：加热过程中，恒温箱温度升高到一定值时，控制电路中电流会达到一定值，继电器的衔铁被吸合，工作电路停止加热。(1)图中所示状态，电路处于加热还是未加热?(2)恒温箱的温度为100℃时，继电器线圈中的电流达到20mA，衔铁被吸合，此时热敏电阻R消耗的功率是多少?(3)电阻R′有什么作用?(2020·湖南湘潭)小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯液所示制电路中，电源电压恒定，为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是()A．电磁铁的上端为S极B．当光照强度增强，控制电路的电流变小C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强D．灯泡应设计在和两接线柱之间(2020湖南娄底模拟)如图所示，电磁铁上方附近有一点A，小磁针置于电磁铁的右方附近。闭合开关S，下列判断正确的是()A．电磁铁的左端为N极B．电磁铁上方A点的磁场方向向右C．小磁针静止后，其N极的指向向右D．向左移动滑片P，电磁铁的磁性减弱(2020·浙江绍兴)下列有关电铃(如图)说法正确的是()A．电铃的工作原理是电磁感应B．小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性C．要使铃声响度大一些，可适当降低电压D．滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁的磁性增强如图所示为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光强度而变化，以下说法错误的是()A．R2的阻值随光照强度的增大而减小B．当光照强度增大时，电压表示数减小C．当光照强度减小时，电磁铁的磁性减小D．若将R1换成阻值稍大的电阻，可缩短灯L的发光时间(2020·江苏省汾湖高新技术产业开发区实验初级中学九年级一模)如图所示是某单位使用的一种水位自动报警器的原理图，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，当水位到达A后，水在一般情况下是导电的，使下面的电路导通B．为了使得警报器在更低的水位就能报警，可以下降B的高度C．当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮D．当该报警器报警时，电磁铁的上端是S极如图所示是一个限流装置示意图。图中P是电磁铁，S是闸刀开关，Q是衔铁，可绕O轴转动。当电路由于短路或接的用电器功率过大等原因导致电路中的_____过大时，电磁铁的磁性_____(选填“变强”或“变弱”)，吸引衔铁的力_____(选填“变大”或“变小”)，使衔铁向左转动，闸刀开关在拉力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。如图是小科设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R0的阻值随CO浓度的增大而减小，电铃应接在(选填“B”和“D”或“A”和“C”)之间；当CO浓度升高，电磁铁的磁性(选填“增强”或“减弱”)；电磁铁的上端为(选填“N”或“S”)极。(2020·山西九年级其他模拟)随州市乡村振兴计划稳步推进，大棚蔬菜种植给农民带来可喜收入．刘大爷家大棚温度监控电路如图所示，棚内温度正常时“温控开关”处于断开状态，绿灯亮；棚内温度不正常时“温控开关”处于闭合状态，电磁铁通电工作，电铃响红灯亮．刘大爷使用中发现电铃和红灯只要拆卸掉任意一个，另一个也“没有电”．在图中画几匝电磁铁的绕线并将绿灯、红灯、电铃接入电路．某展览厅(如图甲)为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示：R0为定值电阻；R为光敏电阻，其电阻值R随光照强度E的变化如图丙所示(E越大表示光照越强，其国际单位为cd)；P为电磁铁，其线圈电阻RP为20Ω，当电流达到0.04A时能吸合衔铁。已知电源电压U1=12V，U2=220V，则：(1)开关S闭合时，电磁铁P的上端为极(选填“N”或“S”)。(2)图乙中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能kW⋅h。(3)当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值。(4)为了环保节能，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，则应换用阻值较。(选填“大”或“小”)的R0。如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关S2后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是()A．S1断开，滑片P在图示位置。B．S1闭合，滑片P在图示位置。C．S1闭合，滑片P在滑动变阻器最右端。D．S1闭合，滑片P在滑动变阻器最左端。如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成，电压为2.8V。R1为阻值10Ω的定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。则：灯L正常工作时，通过它的电流是A；受控电路中导线端(选填“A”或“B”)应连接照明电路的火线；当电压表示数为2.1V时，光敏电阻的阻值为Ω(电磁铁A的线圈电阻忽略不计)；如果控制电路的电源换成两节新的干电池，照明灯L(选填“可能”或“不可能”)在白天就发光；科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中控制电路电源电压，R为可变电阻，R1为热敏电阻(置于恒温箱内)，热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻，已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。加热器的规格是“220V1000W”，恒温箱内部空间大小是，空气的密度，空气的比热容。(1)如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？(2)加热器产生的热量有转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从升高到，加热器需正常工作多长时间？(3)若要使恒温箱内可获得上限为的“恒温”时，可变电阻R应调节为多大？(4)如果需要将恒温箱内的下限温度设为的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？这时“恒温”的上限温度是多少？(2020·全国九年级课时练习)巨磁电阻是指某些材料的电阻随磁场的增强而减小的现象。图是其原理图，图中GMR是巨磁电阻。请将下列实物图用笔画线代替导线将实物图连接好，使滑片向右滑动时灯泡变亮。如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图．保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭．请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理．如图所示是一款利用热传感器设计的高温报警电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可以关闭铃声。热传感器应接在电路中的位置，电铃应接在电路中的位置。(均选填“a”、“b”或“c”)(2020·苏州市吴江区北厍中学九年级一模)阅读短文，回答文后的问题。我市运河大桥上的路灯，采用风力发电给蓄电池充电，然后为路灯提供电能，即节能又环保。该路灯系统还利用了光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭、黑夜打开。该路灯系统采用的光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0，照射光较弱(如黑夜)时电阻接近于无穷大。电磁开关的内部结构如图中虚线框内所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50