初中物理鲁教版 (五四制)九年级下册第十六章 电磁现象第三节 电磁铁学案

16.3 电磁铁

学习目标

（1）知道什么是电磁铁。

（2）理解影响电磁铁磁性强弱的因素，并能简单应用。

（3）知道电磁铁在日常生活中和生产中的应用。

学习重难点

（1）知道什么是电磁铁。

（2）理解影响电磁铁磁性强弱的因素，并能简单应用。

学习过程

一、预习任务

任务一：电磁铁。

1．插入铁芯的通电螺线管称为________。

2．有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。

任务二：探究：影响通电螺线管磁性强弱的因素。

实验结论：

电流越大，匝数越多，插入铁芯，通电螺线管的磁性越________；

电流越小，匝数越________，抽去铁芯，通电螺线管的磁性越弱。

任务三：电磁继电器。

1．电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

2．利用__________通断，来间接地控制___________通断的装置。

任务四：磁浮列车。

磁悬浮列车所用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁是一种靠安装在车厢和轨道上的磁体的相互作用悬浮和高速运动的，由于磁力使其悬浮在轨道上方几厘米高度，行走时不需接触轨道，因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时500km以上。

达标检测

1.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁，关于电磁铁，下列说法中正确的是(   )

A.电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B.电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁

C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的

2.如图所示是某同学自制的电磁铁.下列方法能改变电磁铁外部磁场方向的是(   )

A.减少线圈匝数 B.增大电流 C.抽出铁钉 D.改变电流方向

3.如图所示的条形磁体置于水平桌面上，电磁铁水平放置且右端固定，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁体仍然静止.在此过程中，条形磁体受到的摩擦力(   )

A.逐渐增大，方向向左 B.逐渐减小，方向向右

C.还渐减小，方向向左 D.逐渐增大，方向向右

4.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应而获得2007年诺贝尔物理学奖，巨磁电阻效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电信号转换的灵敏度，从而引发了硬盘技术的革命。如图所示为一巨磁电阻电路，电源电压不变，如果闭合开关，滑动变阻器滑片P向左滑动，则(   )

A.电磁铁产生的磁场会变弱 B.电压表示数会急剧增大

C.灯泡会变暗  D.灯泡会变亮

5.如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片.要使弹簧的长度变长，可采取的办法是(   )

A.开关S接1不变，滑片P位置不变，抽出铁芯B

B.滑片P位置不变，开关S由1改接到2

C.开关S接1不变，将滑片P向左移动

D.开关S由1改接到2，将滑片P向右移动

6.如图所示，电磁铁左侧的C为条形磁铁，右侧的D为软铁棒，是电源的两极。下列判断中正确的是(   )

A.若A为电源正极，则都被吸引 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，则都被排斥 D.若A为电源正极，则C被排斥，D被吸引

7.如图所示，对图中所描述的物理现象或过程，下列分析中正确的是(   )

A.图甲：司南静止时，它的长柄指向南方，说明长柄是N极

B.图乙：匝数一定时，增大电流，电磁铁吸引曲别针的数目会增加

C.图丙：使用试电笔时，用指尖抵住上端的金属帽会发生触电事故

D.图丁：当电流过大时，保险丝先熔断，所以家庭电路中可以用铜丝代替保险丝

8.如图，当闭合开关后，电磁铁产生______，吸引B，带动小球敲击C发声，但同时______分离，电路断开，电磁铁失去磁性，B复位又将电路接通。如此反复，电铃持续发声。

9.将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线框内完成），要求：能改变电磁铁磁性的强弱，闭合开关后，小磁针受力静止时，其N极如图所示。

达标检测答案以及解析

1.答案：D

解析：电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；电磁继电器中的磁体磁性的有无可以用通断电流来控制，不能用永磁铁，故B错误；电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。

2.答案：D

解析：减少线圈匝数，可以减弱电磁铁的磁性，不能改变电磁铁外部磁场方向，A选项不符合题意；增大电流，可以增强电磁铁的磁性，不能改变电磁铁外部磁场方向，B选项不符合题意；抽出铁钉后，原先的电磁铁只剩下螺线管，磁性会减弱，不能改变电磁铁外部磁场方向，C选项不符合题意；改变电流方向，会使电磁铁的磁极发生变化，即能改变电磁铁外部磁场方向，D选项符合题意.

3.答案：C

解析：当滑片P向右移动时，变阻器接入电路中的电阻增大，电流减小.电磁铁的磁性减弱，由安培定则可判断出电磁铁的左端是N极，则电磁铁与条形磁体相互吸引，条形磁体保持静止，故其受到的摩擦力的方向向左.又因为电磁铁的磁性减弱，所以对条形磁体的吸引力也减小，该力正好与条形磁体受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力也会减小.

4.答案：D

解析：滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，故A错误；通电螺线管的磁性增强，GMR的阻值变小，右边电路中灯泡与巨磁电阻串联，电压表测巨磁电阻两端的电压，根据串联电路的特点可知，电压表的示数变小，故B错误；通电螺线管的磁性增强时，GMR的阻值变小，右边电路的电流变大了，灯泡的实际功率变大，所以灯泡会变亮，故C错误，D正确。

5.答案：C

解析：开关S接1不变，滑片P位置不变，抽出铁芯B，则电磁铁的磁性减弱，弹簧变短，故A错误；滑片P位置不变，开关S由1改接到2，接入电路中的线圈匝数变少，电磁铁磁性变弱，弹簧长度变短，故B错误；开关S接1不变，将滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁磁性变强，弹簧变长，故C正确；开关S由1改接到2，接入电路中线圈匝数变少，将滑片P向右移动，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性变弱，弹簧变短，故D错误.

6.答案：D

解析：当电磁铁中有电流通过时，电磁铁有磁性，软铁棒D始终被吸引，不会被排斥，由此可以确定B、C错误；若A为电源正极，则电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极。电磁铁的S极与条形磁铁C的S极靠近，则C被排斥，故A错误，D正确。

7.答案：B

解析：能自由转动的磁体静止时指南的那个磁极叫做南极，又叫S极，司南的长柄指向南方，说明长柄是南极或S极，故A错误；匝数一定时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强，吸引曲别针的数目会增加，故B正确；使用试电笔时，用指尖按住上端的金属帽，不会发生触电事故，故C错误；保险丝的电阻大、熔点低，不能用铜丝代替，故D错误。

8.答案：磁性；

解析：本题考查电铃的工作过程。电铃的主要部分是电磁铁，通电后电磁铁产生磁性，吸引衔铁B，带动小球敲击铃碗C发声；当衔铁B被吸引时，断开，则电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁B复位又将电路接通；如此反复，电铃持续发声。

9.答案：如图所示

解析：电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少有关。图中匝数多少已确定，所以只能改变电流的大小，我们可以利用滑动变阻器来达到这个目的，且滑动变阻器与电磁铁串联。另外，我们还要画出电源。小磁针静止时N极所指示的方向向左，为该点磁场的方向。在磁体外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管的右端为N极，左端为S极。根据安培定则，电流应该从电磁铁的左端流入，右端流出，所以电磁铁左端的导线连接电源的正极，右端的导线连接电源的负极。