电磁铁与自动控制导学案.doc

九年级物理同步提高复习导学案 学生： 课题电磁铁与自动控制时间2012 年 月 日剩余: 课时课型复习课时3主备人张婉审核人教学目标：1、与磁有关的概念及磁极间的相互作用2、奥斯特实验的具体内容 通电螺线圈的磁场及方向 3、电磁铁及影响电磁铁磁性强弱的因素、电磁铁的应用于特点教学重点：电磁继电器的原理和电路连接。教学难点：电磁继电器的构造、工作原理、应用永磁体的磁场磁体磁极磁极间相互作用规律磁化磁感线地磁场电磁铁的磁场奥斯特实验磁场分布右手螺旋法则影响电磁铁磁性强弱的因素电磁继电器通电螺线管磁场知识网络和知识点：【知识回顾】a、定义： ；b、分类： 、 。a、定义： ；b、南极： 北极： 。c、磁极的指向性： ； 磁性1、磁现象 磁极a、定义： ；b、磁性材料 。 d、磁极间相互作用： 磁体 （1）定义： ； （2）基本性质： ； （3）方向： ；2、磁场（4）强弱： ；定义： ；疏密： ；特点： ；（5）磁感线定义： ；地磁北极在 附近，地磁南极在 附近磁针指南北原因： ； （6）磁场与磁感线区别和联系： （7）地磁场 （1）电流的磁效应 定义： ；奥斯特实验 ： 结论： 特点： 磁场方向 与 、 有关 安培定则a、结论： b、磁场方向与 有关。 3、电生磁 （2）通电螺线管磁场a、内容： b、作用： 、 、 、（1）定义： （2）磁性强弱因素： （3）电磁铁特点： （4）应用： （3）应用 a电磁铁：（1）结构： （2）实质： （3）工作原理： （1）结构： （2）实质： （3）工作原理： （4）工作特点： b、电磁继电器一、磁现象：1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）2、磁体： 定义：具有磁性的物质 分类：永磁体分为 天然磁体、人造磁体3、磁极：定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。（磁体两端最强中间最弱） 种类：水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N） 作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。说明：最早的指南针叫司南 。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。4、磁化： 定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。 磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。 钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢 ，制造电磁铁的铁芯使用软铁。5、物体是否具有磁性的判断方法：根据磁体的吸铁性判断。根据磁体的指向性判断。根据磁体相互作用规律判断。根据磁极的磁性最强判断。练习：磁性材料在现代生活中已经得到广泛应用，音像磁带、计算机软盘上的磁性材料就具有硬磁性。（ 填“软”和“硬”） 磁悬浮列车底部装有用超导体线圈饶制的电磁体，利用磁体之间的相互作用，使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度，这种相互作用是指：同名磁极的相互排斥作用。放在条形磁铁南极附近的一根铁棒被磁化后，靠近磁铁南极的一端是磁北极。用磁铁的N极在钢针上沿同一方向摩擦几次钢针被磁化如图那么钢针的右端被磁化成 S极。二、磁场：1、定义：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。 磁场看不见、摸不着我们可以根据它所产生的作用来认识它。这里使用的是转换法。2、基本性质：磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。 3、方向规定：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。 4、磁感线：定义：在磁场中画一些有方向的曲线。任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。方向：磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。NSNSNNSSNS典型磁感线：说明：A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场客观存在。B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。C、磁感线是封闭的曲线。D、磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。E、磁感线不相交F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。5、磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。6、分类：、地磁场：定义：在地球周围的空间里存在的磁场，磁针指南北是因为受到地磁场的作用。磁极：地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现。、电流的磁场：奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。练习：1、标出N、S极。 2、标出电流方向或电源的正负极。3、绕导线： 4在如图所示的四个电路中，能正确表示出通电螺线管极性与电流方向( )5如图所示，轻弹簧下悬挂一条形磁铁，当S 闭合后（ ）A弹簧伸长 B.弹簧缩短 C弹簧先伸长后缩短 D.弹簧先缩短后伸长6.根据小磁针的指向，标出通电螺线管的极性和磁感线的方向，并标明电源的“+、”极7根据电源的电流方向，判定通电螺线管的极性，并标出图示中小磁针的极性。经典例题：一、 易错点例题：一、磁场和磁感线磁体能够吸引钢铁一类的物质，磁体两极吸引钢铁的能力最强。磁极之间的相互作用规律是，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。例1如图1所示，在弹簧测力计下吊着一个磁体，放在水平放置的条形磁铁AB的上方，在它从A端移到B端的过程中，弹簧测力计的示数随位置变化的关系是（）。钢铁一类物质在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。钢铁一类物质放在磁体或电流的磁场中会被磁化，用与磁体进行摩擦的方法可以迅速将钢铁一类物质磁化。例2如图3，将磁体的N极在钢棒上连续向右摩擦几次后，钢棒就会具有，这个过程叫。钢棒的端是N极。思路分析：被磁化的磁体，靠近原磁体一端的磁极，与原磁体这端的磁极是异名磁极。如图3，将磁体的N极在钢棒上连续向右摩擦，由于异名磁极相互吸引，被磁化的钢棒右端为S极，则左端为N极。磁感线是为了形象地描述磁场而建立的物理模型，不仅能反映磁场中各点的磁场方向，还能反映磁场中各处的磁场强弱。磁场中某点的磁场方向也就是放在该点的小磁针静止时N极所指的方向，与通过该点的磁感线方向一致；磁感线密的地方磁场强，磁感线疏的地方磁场弱。例3（2009年潍坊）如图4，磁体周围磁场分布正确的是（）二、右手螺旋法则右手螺旋法则：用右手握住螺线管，让四指弯曲跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。图141多为作图题，考查右手螺旋法则的应用，如已知电流方向判断螺线管的N、S极，已知螺线管的N、S极判断电流方向，根据要求画螺线管的绕线等。二、 重点例题：例2 （2006年四川省南充市）在图141中，电路图未画完整，请根据所画出的磁感线，在通电螺线管上方B处填入电池的符号，并标出通电螺线管A端的极性(选填“N”或“S”)。图142解 图141中已给出磁感线的方向，这是解答本题的突破口。在磁体外部，磁感线是由N极到S极，由图可知，通电螺线管A端应为S极，右端为N极，根据右手螺旋法则，可以判断出电流的方向，进而确定电源的左端为正极。答案：如图142所示。评析 解答这一类的问题，必须复习掌握好以下知识点：右手螺旋法则；通电螺线管和磁铁外部的磁感线，都是从N极出来，回到S极；小磁针N极受力的方向，与该点磁场、磁感线的方向相同；在电源外部，电流从正极流出，流回电源负极。三、探究电磁铁磁性强弱的实验图143通过实验，探究电磁铁磁性的强弱跟电流、线圈匝数是否有关。重点考查实验的设计（如电磁铁的制作、电路的连接、电流强弱和匝数的调控、磁性强弱的显示等），运用控制变量法进行实验，分析实验数据和现象得出结论。三、 考点例题：例3 （2006年江苏省盐城市）小张同学在做“制作、研究电磁铁”的实验中，猜想电磁铁的磁性强弱应该与电流大小有关，还与线圈的匝数有关。为此他用铁钉和漆包线绕制成匝数不同的甲、乙两个电磁铁，并找来了相关的实验器材，如图143所示。请你将图中器材连成一个电路，使该电路既能用来做探究磁性强弱与匝数多少有关，又能用来探究与电流大小有关的实验。研究磁性强弱跟线圈的匝数关系时，闭合开关S后，通过观察比较 得出结论；在的基础上，再研究磁性强弱跟线圈中的电流关系时，只需移动变阻器滑片的位置，通过观察比较 得出结论；实验中小张采用的研究方法是 。图144解 若用装置完成探究磁性强弱与匝数多少有关的实验，需要保证通过两个线圈的电流相等，只改变线圈匝数，观察知甲、乙线圈的匝数不等，把甲乙串联起来即可满足要求；若用来探究磁性强弱与电流大小有关，可单独取甲（或乙）电磁铁为研究对象，移动滑动变阻器滑片的位置，就能在甲（或乙）在线圈匝数不变的前提下，改变电流，观察比较，得出结论。答案：电路图如图144所示。 甲、乙电磁铁吸引小铁钉的数目 移动滑片前、后甲（或乙）电磁铁吸引小铁钉的数目 控制变量法（或转换法）评析 本题考查探究过程和方法，其中科学方法是探究过程的灵魂和主线：控制变量法，如研究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系时，必须保持电流相等，所以将两线圈串联接入电路；转换法，电磁铁磁性的强弱是看不见的，可通过吸引小铁钉的数目间接显示出来。强化训练：1如图所示，弹簧下端挂一个条形磁体，磁体下方有一通电的电磁铁，为了使弹簧缩短，下列措施中正确的是（ ） A使变阻器滑片向左端滑动 B使变阻器滑片向右端滑动 C把铁心从螺线管中取出 D把电源两极对调以后再接入原电路2通过研究电磁铁的实验可知，决定通电螺 线管磁性强弱的三个因素是、和。3在“探究影响电磁铁磁性强弱因素”的实验中： 已有一个线圈匝数可以改变的电磁铁（含铁芯）、电源、开关、电流表和一小堆大头针，还应补充的器材是。 为了增加电磁铁的磁性，小华同学提出了以下方案： 增大电磁铁的电流； 抽出电磁铁的铁芯； 减少线圈的匝数； 增加线圈的匝数在以上方案中，经实验证实，正确的作法是（ ）A方案 B方案 C方案 D方案四、电磁继电器、扬声器一、电磁继电器 构造：是由A_、B_、C_、D_和E_几部分组成的。电磁继电器工作时，其工作电路分为_和_两部分。 电磁继电器的工作原理：闭合低压控制电路中的开关，电流通过电磁铁A的线圈，电磁铁有               ，从而把          吸引下来，使动触点D与静触点E        ，高压工作电路              ，电动机        。当断开低压开关时，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性               ，弹簧将_拉起使动触点D与静触点E        ，工作电路        ，电动机              。电磁继电器的实质电磁继电器实质上就是一种利用                 来控制工作电路的一种                。电磁继电器的主要组成部分：电磁继电器的主要组成部分是                 。电磁继电器的应用： 利用电磁继电器可以用_电压（选填“高”或“低”）_电流（选填“强”或“弱”）的电路来控制_电压_电流电路的通断。 实现远距离操纵（工作电路处在高温或有毒等恶劣环境中时。） 实现自动控制（如水位自动报警器、温度自动报警器等）【自主学习】 2、利用电磁继电器，可以通过                    电路的通断间接控制       电路，还可以利用电磁继电器进行                 操纵和               控制 3、在电磁继电器工作电路中的电压和电流比起控制电路来说一般是（   ）A高电压、弱电流                          B高电压、强电流C低电压、弱电流                          D低电压、强电流二、扬声器：阅读课本相关内容和图片，回答下列问题 1. 作用：扬声器是把信号转换成信号的一种装置。2. 构造：由、构成。原理：当线圈中通过时，线圈受到磁铁的向左运动，当线圈中通过相反的电流时，线圈受到磁铁的向右运动。由于通过线圈的电流是，它的方向不断变化，线圈就不断地，带动纸盒也来回振动，于是扬声器就发出了声音。课堂练习：1.科学家在物理学领域里的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程，最早利用磁场获得电流促使人类进入电气化时代的科学家是( ) A、贝尔 B、奥斯特 C、沈括 D、法拉第电源abP图82.如图所示，电磁铁左侧的C 为条形磁铁，右侧的D 为软铁棒，A 、B 是电源的两极。下列判断中正确的是 ( )A 若A 为电源正极，则C 、D 都被吸引B 若B 为电源正极，则C 被吸引，D 被排斥C 若B 为电源正极，则C 、D 都被排斥D 若A 为电源正极，则C 被排斥，D 被吸引3.如图8所示，当开关闭合时，位于电磁铁右端的小磁针的北极向右偏转。那么 ( ) A电源的a端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强B电源的a端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性减弱C电源的b端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强D电源的b端为正极；滑片向右移动时，电磁铁的磁性减弱4.根据磁感线的方向和小磁针的指向判断，下列四幅图中错误的是 ( ) A B C D6如图3所示，是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是（ ） A红灯亮 B绿灯亮C红、绿灯同时亮 D红、绿灯都不亮7两个外形完全相同的条形铁条a、b。如图甲，用手拿住b，a掉不下来；如图乙，用手拿住a，b会掉下来，这个现象说明 ( )Aa、b均是磁铁 Bb是磁铁，a不是 Ca是破铁，b不是Da、b均不是磁铁8.在图 9 中，标出通电螺线管和小磁针的 N、S 极及磁感线的方向。ABCDE图69.如图12，为使螺线管上方的小磁针在图示位置处于静止，请根据所标电流（I）的方向，画出螺线管的绕法，并在螺线管外部的磁感线上画箭头表示它的方向。10（2分）螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极。11.（3分）继电器是利用低电压、弱电流的通断来间接控制高电压、强电流电路的装置。请在图6所示电磁继电器示意图中接低压电源的位置画上电池符号。12.用如图所示装置进行实验探究，回形针与细线相连，并在空间某点处于静止状态，细线被拉紧，此时回形针受_个力的作用当将铁片插入磁铁与回形针之间，回形针将_（自由下落保持静止） 13.鸽子是人们喜爱的一种鸟类，它们具有卓越的飞行本领。鸽子靠什么来导航呢？有人做了一个实验：他在鸽子的颈部系了一块小磁铁后再将鸽子放飞，发现鸽子迷失了方向。请你根据以上现象回答：（1）这个人设计本实验的目的是为了验证一个什么样的猜想？_ _ _ ；（2）他在做本实验时，在不同时间、不同地点放飞了不同品种的几十只鸽子，这是_ _。2电磁继电器的工作过程中利用了（ ） A电流的化学效应 B电流的磁效应 C电流的热效应 D通电导体在磁场中受到磁力的作用3.扬声器在实际工作时，通入线圈的电流是方向和大小随时间变化的电流。 （1）当方向不断改变时，电磁铁和纸盆就会振动起来，从而产生； （2）当电流大小不断改变时，就会使电磁铁和纸盆的振动幅度（振幅）发生改变，通入的电流大，受到的作用力就大，振幅就，产生的声音就；通入的电流小，受到的作用力就小，振幅就，产生的声音就。课后巩固训练：（一）、上次未过关知识专题训练（二）、本次课堂知识巩固训练1、如图9-29是张强同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器,其踏板放在仓库的门口,电铃和灯泡放在值班室内.观察电路可知,这个报警器的工作原理是:有人踩踏板时电磁铁电路_，电磁铁_磁性，吸引_，_电路接通， _；无人踩蹋板时电磁铁电路_，电磁铁_磁性，_电路接通，_。（三）、附加题训练2、如上图（右），用热敏电阻（受温度影响阻值会发生变化的电阻）和电磁继电器组成的火警器的示意图，热敏电阻R受热后，其阻值会减小，将发生的变化是（    ）A电磁继电器控制电路中的电流减小B电磁继电器控制电路断开C当电阻减小到某特定值时，电磁铁的磁性增强足以吸引下衔铁，L2发光D当电阻减小到某特定值时，电磁铁的磁性减弱使得衔铁能复位，L1发光作 业： 今日表现： 老师寄语： 家长意见： 家长签字： 学管师签字： 学生在学校考试成绩记录10月考试11月考试12月考试元月考试期中考试期末考试分分分分分分年 月 日年 月 日年 月 日年 月 日年 月 日年 月 日