1、第第3 3节节 电磁铁电磁铁第第7 7章章 磁与电磁与电知识点知识点电磁铁电磁铁知知1 1讲讲11.定义定义 内部插入铁芯的螺线管。内部插入铁芯的螺线管。2.工作原理工作原理 电磁铁是根据电流的磁效应和在通电螺线管电磁铁是根据电流的磁效应和在通电螺线管中中插入插入铁芯后磁场将大大增强的原理来工作的。铁芯后磁场将大大增强的原理来工作的。(1)电磁铁电磁铁比通电螺线管的磁性强的原因：螺线管通电后比通电螺线管的磁性强的原因：螺线管通电后具具有有磁性，这时内部的铁芯被磁化成了磁铁，两个磁场叠磁性，这时内部的铁芯被磁化成了磁铁，两个磁场叠加加，使，使磁性比原来通电螺线管的磁性强。磁性比原来通电螺线管的磁
2、性强。知知1 1讲讲(2)电磁铁电磁铁的铁芯一般用铁来做，因为电磁铁在实际应用中的铁芯一般用铁来做，因为电磁铁在实际应用中，通常通常情况下要求得失磁性自由，铁是软磁体，正符合情况下要求得失磁性自由，铁是软磁体，正符合这这样的样的要求。要求。(3)电磁铁电磁铁的铁芯不能用铜、铝代替，因为它们不是磁性材的铁芯不能用铜、铝代替，因为它们不是磁性材料料，不能，不能被磁化；不能用钢代替，因为钢是硬磁性材料，被磁化；不能用钢代替，因为钢是硬磁性材料，被被磁化磁化后磁性能长期保持。后磁性能长期保持。知知1 1讲讲知识链接知识链接电磁铁的出现：电磁铁的出现：电流的磁效应电流的磁效应通电直导线周围有通电直导线周
3、围有磁场磁场(磁性弱磁性弱)通电螺线管类似条形通电螺线管类似条形磁体磁体(磁性强磁性强)电磁铁电磁铁(磁性磁性更更强强)知知1 1练练例 1通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因通电螺线管中插入铁芯后，磁性大大增强，其原因是是()A.铁芯本身具有磁性铁芯本身具有磁性B.插入铁芯，使电流增大了插入铁芯，使电流增大了C.插入铁芯，相当于增加了线圈的匝数插入铁芯，相当于增加了线圈的匝数D.通电螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性的共同通电螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性的共同作用作用知知1 1练练规律点拨规律点拨分析电磁铁磁性分析电磁铁磁性比原比原通电螺线管磁性强通电螺线管磁性强的原因的原因，采用
4、，采用核心要素核心要素分析分析法，即先找出核心要素法，即先找出核心要素，再，再以此为突破口去以此为突破口去寻找相应寻找相应的原因。关于的原因。关于电磁铁磁性电磁铁磁性增强，应该增强，应该找出电磁铁找出电磁铁构成中的核心构成中的核心要素要素为为“插入了铁芯插入了铁芯”，再由再由铁芯寻找磁性铁芯寻找磁性增强增强的内在的内在原因原因。知知1 1练练解析解析：通电螺线管周围存在磁场，当铁芯插入其中：通电螺线管周围存在磁场，当铁芯插入其中后，铁后，铁芯被芯被磁化，又形成一个磁场，两个磁场相互磁化，又形成一个磁场，两个磁场相互叠加，使磁性增强。叠加，使磁性增强。答案：答案：D知知2 2讲讲知识点知识点电磁
5、铁的磁性强弱电磁铁的磁性强弱21.探究电磁铁磁性强弱的影响因素探究电磁铁磁性强弱的影响因素(1)实验实验方法方法 实验探究中通过电磁铁吸引实验探究中通过电磁铁吸引大头针大头针(或或小铁钉小铁钉等等)数目数目的的多少多少，来，来显示电磁铁磁性的强弱。这种方法为显示电磁铁磁性的强弱。这种方法为转换法转换法。影响电磁铁磁性强弱的因素有多个，在探究磁性强弱影响电磁铁磁性强弱的因素有多个，在探究磁性强弱与与其其中一个因素的关系时，运用了中一个因素的关系时，运用了控制变量法控制变量法。知知2 2讲讲(2)实验设计实验设计在在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，要保证探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，
6、要保证电电流流大小相等，所采用的实用且容易操作的方法是将两个大小相等，所采用的实用且容易操作的方法是将两个线圈线圈串联；串联；在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，采用只在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，采用只观观察一察一个线圈，用滑动变阻器改变电流大小的方法。个线圈，用滑动变阻器改变电流大小的方法。知知2 2讲讲实验操作图解实验操作图解探究探究电磁铁磁性电磁铁磁性强弱与强弱与线圈线圈匝数的关系时匝数的关系时，可，可采用如图采用如图1 所示所示的操作的操作方法方法。探究电磁铁磁性探究电磁铁磁性强弱与强弱与电流电流大小的关系时大小的关系时，可，可采用如图采用如图2 所示所示的操作的操作方
7、法。方法。知知2 2讲讲(3)实验实验结论：线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，结论：线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁电磁铁的磁性越强；电流大小一定时，线圈匝数越多，的磁性越强；电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁电磁铁的磁性越强。的磁性越强。知知2 2讲讲2.对实验结论的相关研究对实验结论的相关研究(1)分析分析电磁铁的特点，可参照通电螺线管的特点来分析。电磁铁的特点，可参照通电螺线管的特点来分析。(2)实验实验结论的应用：增强电磁铁磁性的常用方法：结论的应用：增强电磁铁磁性的常用方法：增增大线圈大线圈中的电流；增加线圈的匝数。中的电流；增加线圈的匝数。(3)拓展拓展：电磁铁的
8、磁性强弱实际上与多种因素有关。：电磁铁的磁性强弱实际上与多种因素有关。知知2 2练练小明用如图小明用如图3 所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪哪些因素些因素有关。有关。例2知知2 2练练(1)下下表是小明的实验记录，根据表中数据回答问题：表是小明的实验记录，根据表中数据回答问题：线圈匝数线圈匝数100 匝匝50 匝匝实验次实验次数数123456电流电流/A0.61.21.50.81.01.5吸引大头针的最吸引大头针的最大数量大数量/枚枚711145810知知2 2练练通过比较通过比较第第_和第和第_两两次实验可知，电磁次实验可知，电磁铁磁性铁磁性的强弱跟线圈匝数
9、有关。的强弱跟线圈匝数有关。电磁电磁铁磁性的强弱除了跟线圈匝数有关外，还铁磁性的强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟跟_有关有关。36电流的大小电流的大小(2)实验实验中，小明通过中，小明通过观察观察_来来判判断电磁断电磁铁磁性铁磁性的强弱。的强弱。电磁铁吸引电磁铁吸引大头针大头针的数量的数量知知2 2练练解题秘方解题秘方：由控制变量法的设计要求指导分析。由控制变量法的设计要求指导分析。方法点拨方法点拨控制变量法也控制变量法也称为单一称为单一变量法。在实验变量法。在实验数据分数据分析析中，我们可以中，我们可以通过通过观察哪个因素变化观察哪个因素变化了了(或不同或不同)从而从而知道知道探究的探究的是哪
10、个因素对探究是哪个因素对探究结果结果的影响。的影响。知知2 2练练解析解析：探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系时，探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系时，需选择电流大小相等、线圈匝数不同的两次实验数需选择电流大小相等、线圈匝数不同的两次实验数据，据，观察观察表中数据，第表中数据，第3 次和第次和第6 次实验中电流大小次实验中电流大小相等相等(均为均为1.5 A)、线圈匝数线圈匝数不同不同(第第3 次为次为10 0 匝，第匝，第6 次为次为5 0 匝匝)，可见，可见，第，第3 和第和第6 两次实验满足要求。两次实验满足要求。知知3 3讲讲知识点知识点电磁铁的应用电磁铁的应用31.电磁铁的优点电
11、磁铁的优点 可以通过电流的通断来控制电磁可以通过电流的通断来控制电磁铁磁性的铁磁性的有无；通过电流的强弱、线圈匝数的多少来调节电磁有无；通过电流的强弱、线圈匝数的多少来调节电磁铁铁磁性磁性的强弱；通过变换电流的方向来改变电磁铁磁极的强弱；通过变换电流的方向来改变电磁铁磁极的的极性极性。2.电磁铁可以直接对铁质物体有力的作用，加上电磁铁的电磁铁可以直接对铁质物体有力的作用，加上电磁铁的优点优点，使得电磁铁在生活、生产和科学技术中应用很广，使得电磁铁在生活、生产和科学技术中应用很广泛，泛，如小如小电动汽车、冰箱、发电站等。电动汽车、冰箱、发电站等。3.电磁铁的另一个应用是产生强磁场，如大型电动机、
12、发电磁铁的另一个应用是产生强磁场，如大型电动机、发电机电机、磁疗、磁疗设备、测量仪器等。设备、测量仪器等。知知3 3讲讲知知3 3讲讲延伸拓展延伸拓展电磁铁和磁铁的区别：电磁铁和磁铁的区别：1.电磁铁通电才有磁性电磁铁通电才有磁性，而，而磁铁的磁性通常磁铁的磁性通常情况情况下一直存在，下一直存在，无需通电无需通电。2.电磁铁的磁性强弱电磁铁的磁性强弱可以可以改变，而磁铁的改变，而磁铁的磁性磁性强弱一般不变。强弱一般不变。3.电磁铁的磁极，可由电磁铁的磁极，可由电流电流方向以及线圈方向以及线圈缠绕方向缠绕方向来改变，来改变，而而磁铁的磁铁的磁极不变。磁极不变。4.电磁铁有线圈，电磁铁有线圈，磁铁
13、没有磁铁没有线圈。线圈。5.电磁铁使用相对麻烦电磁铁使用相对麻烦，磁铁，磁铁使用简单方便。使用简单方便。知知3 3练练小红在码头附近游玩时看到正在工作小红在码头附近游玩时看到正在工作的电磁的电磁起重机，如图起重机，如图4 所示，它的主所示，它的主要部件是电磁铁要部件是电磁铁，与，与永磁体相比，它永磁体相比，它的优点的优点是是_(写出写出一一条条)。你知道电磁铁还有哪些你知道电磁铁还有哪些应用，请举出应用，请举出一例：一例：_。例 3磁性的有无可以磁性的有无可以控制控制(或磁或磁性性的强弱可以调节、的强弱可以调节、极性极性可以可以控制控制)电铃电铃(答案答案不不唯一唯一)知知3 3练练解析解析：电磁铁的优点：电磁铁磁性有无可以利用电流电磁铁的优点：电磁铁磁性有无可以利用电流通通断来断来控制，磁性强弱可以用电流强弱、线圈匝数来调节，控制，磁性强弱可以用电流强弱、线圈匝数来调节，磁极磁极的极性的极性可以通过变换电流的方向来改变。小电动汽可以通过变换电流的方向来改变。小电动汽车、冰箱、车、冰箱、磁悬浮磁悬浮列车、电铃等都用到了电磁铁。列车、电铃等都用到了电磁铁。解题技巧解题技巧通过电磁铁与通过电磁铁与永磁铁永磁铁相比，得知其优点相比，得知其优点及应用及应用进行解题。进行解题。电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁磁性强弱磁性强弱应用应用定义定义电流大小电流大小线圈匝数线圈匝数
