8年级下册科学第21讲 电磁铁的应用及电动机解析.docx
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8年级下册科学第21讲电磁铁的应用及电动机解析
第二十一讲电磁铁的应用及电动机
【知识要点】
一、电磁铁
1、构造
电磁铁是利用制成的，使软铁具有磁性的装置。
将插入一螺形线圈内部，则当线圈通有时，线圈内部的磁场使软铁棒磁化成磁铁；
当电流切断时，则线圈及软铁棒的磁性随着。
软铁棒磁化后所产生的磁场，加上原有线圈内的磁场，使得总磁场强度大大增强，故电磁铁的磁力大于天然磁铁。
2、决定电磁铁磁性强弱的因素
电磁铁的磁性强弱与线圈的及线圈中有关。
线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就。
3、电磁铁的优点
与永磁体相比，电磁铁具有以下几个优点：
①电磁铁磁性的有无完全可以由来控制。
②电磁铁磁性的强弱可以由来改变。
③电磁铁的N、S极以及它周围磁场方向是由决定的，便于人工控制。
二、电磁铁的应用
1．电铃
工作原理：
电路闭合，电磁铁具有磁性，吸引弹性片，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，铁锤又被弹回，电路闭合。
上述过程不断重复，电铃发出了持续的铃声。
2．电磁选矿机和电磁起重机
探究
如图所示是电磁选矿机和电磁起重机，请你根据电磁铁
的原理，解释这两种机械的工作原理。
电磁选矿机和电磁起重机
3．电磁继电器
说出电磁电器的作用和工作原理
（1）电磁继电器是由控制的自动开关。
使用电磁继电器可用
和来控制和强电流，还可以实现操纵和自动控制。
（2）工作原理：
它是利用电磁控制工作电路通断的装置。
如图所示，它由电磁铁（A）、衔铁（B）、弹簧（C）、触点（D为动触点，E为静触点）组成。
接线时注意电磁铁应和低压电源、电键连接成控
制电路；
用电器、高压电源和电磁继电器的触点构成工作
电路，不可接错。
当电磁铁通电时，把衔铁吸引下来，使动触点和静触点接触，工作电路闭合，使高压部分的电路工作。
一旦电磁铁断电，电磁铁即失去磁性，在弹簧的作用下，把衔铁拉起来，使动触点与静触点脱开，从而切断了高压部分的工作电路。
4．磁悬浮列车
磁悬浮列车就是利用列车轨道上的强电磁铁对列车上的电磁铁的磁极的力而把列车悬浮起来，使列车与轨道没有接触，没有摩擦。
磁悬浮列车的阻力很小，因此运动速度很大。
5．信息的磁记录
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磁粉，每一个磁粉粒就是一个小磁体。
当录音机通电时，磁头产生一个强磁场把磁粉磁化。
录音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时，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，记录的声音就还原了。
计算机的软盘与硬盘也是通过磁化的方法来记录信息的．
6．电话
（1）电话主要是由听筒、电源和话筒串联在电路中组成的。
（2）工作原理是：
（3）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，其工作原理是：
当人对话筒说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地压挤碳粒，使电阻忽大忽小，在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流信号。
（4）听筒主要由永磁铁、螺线管和薄铁片等组成，可以把按声音振动而强弱变化的电流信号转化成相应的声音信号，其工作原理是：
当从话筒传来按说话声音的振动而强弱变化的电流信号时，磁体对铁片的吸引力也发生强弱变化，使铁片振动起来，产生和对方说话相同的声音信号。
电动机
磁场对电流的作用:
1、通电导体在磁场中受到力的作用。
通电导体在磁场里受力的方向，跟和_有关。
如果改变其中一个量的方向，则将改变；如果两个量的方向同时发生改变，则受力方向将。
2、应用——直流电动机
1构造：
线圈（转子）、磁铁（定子）、换向器、电刷；
2工作原理：
利用通电导体在磁场中受力转动；（电磁感应原理）
3能量转换：
转换为能
4平衡位置：
线圈处于该位置时受平衡力作用。
换向器作用：
当线圈转过平衡位置时，通过换向器改变，从而改变线圈的，保证线圈持续转动。
（注：
直流电动机的线圈在平衡位置时没有电流，也不受力的作用。
）优点：
构造简单、控制方便、效率高、无污染
5
【经典例题】
例1、某同学在做“探究电磁铁”的实验中，用两个相同的大铁针绕制成电磁铁进行实验，如右图所示.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线圈匝数较多，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。
例2、弹簧下悬挂一条形磁铁，磁铁下方有一通电螺线管，如图所示，闭合开关后为使弹簧伸长，下列措施中可采用的是（）.
A.将滑片P移向b端。
B.将滑片P移向a端。
C.将铁芯从螺线管中取出。
D.把电源两极对调后接入原电路。
例3、如图所示，电磁铁A、铁片B和支架组成的装置悬挂于弹簧测力计的下端，当电磁铁A通电后，铁片B被突然吸引到A上，在此过程中，弹簧测力计C的示数将（）.
A.变大。
B.不变。
C.变小。
D.先变大后变小。
例
4、如图是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。
以下说法中不正确的（）
A、温度计中的水银是导体。
B、温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的。
C、报警器中的电磁铁运用了电流的热效应。
D、电磁铁继电器是一种电路开关。
例5、关于电磁铁，下面说法中不正确的是（）。
A、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性
B、通入电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
C、通入电磁铁的电流方向改变，它的磁性强弱也发生改变。
D、在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
例6、磁悬浮列车将为现代交通运输开辟一个新天地，下列的磁悬浮列车说法，错误（）。
A、由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定是做匀速直线运动。
B、通过列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥，使列车悬浮。
C、列车悬浮行驶，车体与轨道间无阻力，运行平稳。
D、为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料。
例7、下列装置中，没有用到电磁铁的是（）
A、电磁起重机B、电磁继电器C、电铃D、电热毯
例8、如图所示，铁块A吊在弹簧的下端，当开关闭合后，发现弹簧的长度_________，但
还没接触到螺线管，螺线管中插入铁芯，发现弹簧的伸长量__________，但仍未接触到螺线管，将滑动变阻器的滑片向右移动时。
弹簧的伸长量进一步_________。
若将电源反向连接，则与反向连接前相比弹簧的伸长度___________（填变大、变小或不变）
例9、通电螺线管插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是（）。
A、插入铁芯后，铁芯带电的结果。
B、插入铁芯后，螺线管中的电流增大了的结果。
C、插入铁芯后，铁芯被磁化，铁芯与螺线管共同作用的结果。
D、插入铁芯后，螺线管内的空间变小的结果。
例10、下列方法中，能改变通电螺线管极性的是（）
A、增加通电螺线管的线圈匝数。
B、在通电螺线管内插入铁芯。
C、减小通电螺线管的电流。
D、改变通电螺线管的电流方向。
例11、如图所示，电磁铁A、铁片B和支架组成的装置悬挂于弹簧测力计的下端，当电磁铁A通电后，铁片B被突然吸引到A上，在此过程中，弹簧测力计C的示数将（）.
例12、下列有关电磁铁的说法中，正确的是（）
A、铁芯使通电电磁铁的磁性增强。
B、电磁铁断电后，仍然有很强的磁性。
C、电磁铁的铁芯应该是用钢制成。
D、通入电磁铁的电流越大，它的磁性越弱。
例13小强设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示，下表是他实验的记录。
电磁铁（线圈）
100匝
50匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流（A）
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目（枚）
7
11
14
5
8
10
下列结论不正确的（）。
A、比较1、4两次实验可知：
线圈中的电流一定时，匝数越多，磁性越强。
B、比较1、3、5三次实验可知：
匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强。
C、比较1、2、3（或4、5、6）三次实验可知：
匝数一定时，线圈中的电流越大，磁性越强。
D、电磁铁的磁性越强，吸引铁钉的数目越多。
例
14、如图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小，则变阻器接入电路的方式可以是（）．。
A．C接E，D接F。
B．C接E，B接F。
C．A接E，D接F。
D．A接E，B接F。
例15．如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形磁铁，螺线管中插有铁芯，开关S拨在触点②位置。
要使弹簧测力计的示数变大，下列操作方法能够实现的是（）
A．滑片P向b端滑动。
B．将S拨到①位置。
C．将铁芯从螺线管中取出。
D．将螺线管往上移动。
例16、请同学们回忆一下奥斯特实验证明了电流周围存在着。
例17、磁体的周围存在着。
电流的周围也存在着。
电流对磁体（小磁针）有的作用。
例18、
（1）磁体对电流有无力的作用呢？
（2）电动机为什么会转动？
（3）电动机是根据什么原理工作的呢？
例19、如上图所示，接通电源，观察到原来静止在导轨上的导体AB会____________。
例20、演示：
下图实验，（a）、（b）将两个导轨接线柱的接线对调，接通电源，观察导体AB运动方向得出：
通电导体在磁场里受力方向与方向有关。
对调蹄形磁铁N、S极位置，重复上述操作，得出：
通电导体在磁场里受力方向与方向有关。
同时改变磁场方向和电流方向，重复上述操作，AB运动方向变。
结论：
通电导体在磁场中受力方向与方向和方向有关。
【电磁铁经典练习】
1、内部插入铁芯的螺线管叫。
2、如图所示的电磁继电器，当控制电路接通时，灯亮。
（填“L1”或“L2”）1．给通电螺线管内加入一个时，
就成了电磁铁，电磁铁的一大优点在于可以通过来控
制磁性的有无，因而得到广泛的应用。
3、如图所示，开关闭合时，电磁铁的上端为极，要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片P应向滑动。
4、利用制成的电磁继电器，可以通过低电压和弱
电流控制电路，实现安全操作与生产。
5、右图所示是一种防盗报警器，当有人踏上踏板
欲开门时，灯就会亮，平时无人踏上踏板
或自己人开门不去踏踏板，灯亮，这是电
磁继电器自动控制的原理的应用。
6、实验表明通电螺线管外部磁场的磁感线与磁场的磁感线相似。
7、右图为一个通电螺线管，它的两端A、B相当于条形磁铁的两个磁极，
则其中端相当于条形磁铁的S极。
8、通电螺线管的极性跟通电电流方向的关系可用定则来判定．
9、在通电螺线管的中间加入这就是电磁铁，电磁铁有无磁性可用来控制，电磁铁的N、S极方向可用来控制，电磁铁的磁性强可用
和来控制。
10、要使通电螺线管的磁性增强，可采用的方法有、和.
11、如图所示，电源电压保持不变，此时电磁铁左端为。
若开关S由闭合到断开，则电磁铁的磁极。
（选填“增强”，“减弱”或“不变”）
12、如右图所示，B为一铁块，用一轻质弹簧悬挂着，当将另一铁棒A插入通电
后的螺线管中时，铁块B将向运动.
13、如图所示是小强同学设计的一套研究电磁铁的装置。
弹簧测力计下吊着铁质砝码，下面是一个带铁芯的螺线管，R是滑动变阻器，S是开关，他进行了以下实验，请你完成下列填空（选填“变大”“变小”或“不变”）：
（1）当S从断开到闭合时，弹簧测力计示数；
（2）当S闭合达到稳定后，P后右移动时，弹簧测力计示数。
14、如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。
通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。
在指针下方固定一物体A，当用导线
与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转。
（1）用笔画线代替导线将实物图连接完整；
（2）指针下方的物体A应由（）材料制成；
A、铜
B、铁
C、铝
D、塑料
（3）当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的极；
（4）实验发现：
①当滑动变阻器的滑片P向滑动时（填“左”或“右”）指针B偏转的角度将会（填“变大”或“变小”）
②保持滑片P的位置不变，当导线
由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会（填“变大”或“变小”）；
（5）经过对电磁铁的研究，可得出的结论是：
当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁的匝数越，磁性越。
15.如图所示，B为一铁块，用一轻质弹簧悬挂着，当将另一铁棒A插入通电后的螺线管中时，铁块B将向运动．
16.在下图中，请根据电螺线管的N、S极，标出磁感线的方向和电源的正、负极。
17.要使用如图所示的两个螺线管通电后互相吸引，应如何连接电源，请在图中连接好。
18.标出如图中电源的正负极。
19.画出下图中的电磁铁线圈。
【电动机经典练习】
1、电动机由子和子两个基本部分组成。
直流电动机主要构造如图模型：
由磁体、线圈、换向器和电刷组成。
“换向器”：
①“换向器”由两个半环组成。
②两个半铜环的开口处要安装材料。
③当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时，能交换电刷与换向器的半铜环的接触，从而改变。
2、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（）
A．电流方向改变时，导体受力方向改变
B．磁场方向改变时，导体受力方向改变
C．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变
D．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变
3、将一矩形线圈悬挂在磁场中，通电后线圈却不能转动，其原因可能是（）
A.线圈中的电流太大 B.线圈平面与磁场方向平行
C.线圈方向与磁场方向垂直 D.线圈平面与磁感线夹角小
4．下列装置中可将电能转化为机械能的是（）．
A电动机B蓄电池C日光灯D发电机
5、我们每一位同学家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电动机。
电动机是根据下列哪种现象制成的：
（）
A、通电导体在磁场中受到力的作用B、电流周围存在磁场
C、磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用D、电磁感应现象
6、如图4—41所示的实验装置中，把直导线AB放在蹄形磁体的磁场中，根据实验现象回答以下问题：
（1）闭合S后，静止的导体AB就会________，依据此实验，人们制造了_________。
（2）实验中，若同时对调蹄形磁铁的N、S极和电源正负极，再闭合开关时，发现导体AB的运动方向将________。
（3）通电导体和通电线圈在磁场中受到力的作用而发生运动时，消耗_______能，得到了____________能。
7、在描述通电导体在磁场里的运动方向跟电流的方向和磁感线方向之间的关系时，以下说法中错误的是（）．
A、电流方向改变时，导体运动方向改变。
B、磁场方向改变时，导体运动方向改变。
C、电流、磁场方向都变化时，导体运动方向不变。
D、电流、磁场方向同时改变时，导体运动方向改变。
8．用如图6所示的实验装置可以研究（）
A.电流的磁效应B.电磁感应现象
C.电磁铁的磁性D.磁场对电流的作用
9、电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，说法错误的是（）
A．电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
B．直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动。
C．电动机是把电能转化成机械能的装置。
D．电动机是把机械能转化成电能的装置
10．电动机是一种高效率，低污染的动力设备，广泛地应用在日常生活和生产实践中。
下列家用电器中应用了电动机的是（）
A．洗衣机B．电饭锅
C．电热水壶D．电热毯
11、直流电动机能持续转动，主要是因为（）
A.线圈的作用 B.电流的作用
C.磁场的作用 D.换向器的作用
12.直流电动机工作时，线圈经过垂直磁感线的位置时（）
A.线圈受力平衡，速度为零。
B.线圈受力平衡，速度不为零。
C.线圈受力不平衡，速度为零。
D.线圈受力不平衡，速度不为零。
13.下列说法正确的是（）。
A.电动机是把机械能转化为电能的机器。
B.电动机是把电能转化为机械能的机器。
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的。
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢。
14．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（）
A．通电导体在磁场中受力方向只与电流的方向有关。
B．玩具电动车的电动机是利用电磁感应现象工作的。
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动时，就会产生感应电流。
D．发电机工作时，将机械能转化为电能。
15、如图是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图.线圈能够转动的原因是，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是；
要想使线圈的转动方向与原来的相反，
采用
或者的方法.
【课后作业】
1.内部带铁芯的螺线管叫_________，电磁铁的优点很多，它的磁性有无可以由__________来控制；电磁铁的磁性强弱可以由______________来控制；电磁铁的南北极可以由______________来控制，使用起来很方便．在电流一定时，螺线管的匝数越多，它的磁性越______________．
3.某同学的实验装置如右图9-19所示，弹簧下端吊的是铁块，当他将开关闭合以后，弹簧的长度_______；当他将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表的示数_______，弹簧的长度将______________；如果其他条件不变，他只是将电源的正负极调换了一下，发生变化的是___________。
4．下列办法中不能改变电磁铁磁性强弱的是（）
A．改变通过线圈中电流的强弱
B．改变线圈的匝数
C．改变通过线圈中电流的方向
D．在通电螺线管中插入铁芯
5．如图9-20所示为电磁选矿机的示意图，A为电磁铁，M、N槽内的物质为（）
A．M内是铁矿物质B．N内是铁矿物质
C．M、N内都是非铁矿物质D．N内是非铁矿物质
6．小华同学在做“探究电磁铁”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9-21所示，下列说法中正确的是（）
A.要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动
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磁性较强，所以通过它的电流较大
D.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引
7．如图9-22所示，为使滑动变阻器的滑片P向右移动时，通电螺线管对条形磁铁的斥力变大，则电源和变阻器接人电路的方式可以是（）
A．G接F，E接B，D接H
B．G接F，E接A，D接H
C，G接E，F接B，D接H
D．G接E，F接A，D接H
8．如图9-23所示，闭合开关，小铁块被吸起，下列说法正确的是（）
Ａ.将小铁块吸起的力是铁芯与铁块之间的分子引力.
Ｂ.用手托住小铁块，将电源的正负极对调，闭合开关，稍后手松开，小铁块一定落下.
Ｃ.滑动变阻器的滑片向上移动，小铁块可能落下.
Ｄ.滑动变阻器的滑片向下移动，小铁块可能落下.
9、电磁铁的铁芯用铁而不用钢的主要原因是（）。
A．铁的磁性保持的时间比钢的磁性长。
B．铁通电后容易磁化，断电后铁的磁性容易消失。
C．钢在通电后有磁性，断电后也有磁性，所以不用钢。
D．以上三个原因都不正确。
10．如图9-25所示，当闭合开关S，且将滑动变阻器滑片P向右移动时，图中的电磁铁（）
A．a端是N极，磁性增强B．a端是S极，磁性增强
C．b端是N，磁性减弱D．b端是S极，磁性减弱
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