第3节 电磁铁的应用
【知识点】
一、电磁铁
电磁铁是利用电流的磁效应，使软铁具有磁性的装置。将软铁棒插入一螺形线圈内部，则当线圈通有电流时，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消失。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。特点：（1）可以通过电流的通断，来控制其磁性的有无
（2）可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性
（3）可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来改变其磁性的强弱
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
（1）电磁选矿机的工作原理：不同的矿物质具有不同的磁性，用可以旋转的圆形电磁铁吸引这些矿物质，由于它们受到的磁力不同，从而可以把不同磁性的矿物质分开。
（2）电磁起重机的工作原理：把电磁铁放在被起重的含铁质的物体上，接通电流，电磁铁产生磁性，把铁质物体吸起，放下时，只要断开电源即可。
3．电磁继电器
电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，还可以实现远距离操纵和自动控制。
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排斥作用力而把列车悬浮起来，使列车与轧道没有接触，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
【例题讲解】
例1 如图8所示，是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A 时，控制电路接通，这时电磁铁的上端是＿＿＿＿极，灯＿＿＿＿（填“L 1”或“L 2”）发光。
例2 当线圈中通过如图9所示的电流时，扬声器的线圈向左运动，并带动锥形纸盆一起向左运动。当通过扬声器的线圈的电流方向改变时，锥形纸盆将向＿＿＿＿＿运动。
一、电磁铁
1．定义：内部插有的通电螺线管叫做电磁铁。
2．工作原理：电磁铁是根据电流的效应和通电螺线管中插入理工作的。
3．电磁铁磁性的强弱由
4．应用：电磁铁在电磁起重机、电铃、电报机、发电机、电动机和自动控制上都有应用。
二、电铃
1．主要构成：电磁铁、弹簧片、衔铁、螺钉、铃铛等。
2．工作原理：如图所示，电路闭合时，电磁铁具有强磁性，吸引铃方向运动，铁锤打击铃铛发声，同时电路断开，电磁铁失去磁性， 又被弹回，使电路重新闭合，如此不断重复，电铃便会发出铃声。
三、电磁继电器
1．结构：如图所示，电磁继电器的基本组成部分有、衔铁、点等。
2．实质：电磁继电器实质上是由
3．工作原理：电磁铁通电时，具有，衔铁，使动触点和静触点接触，工作电路闭合，电磁铁断电时失去 ，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
电磁继电器的工作电路由 、高压电源和电磁继电器的 组成；控制电路由电磁继电器的低压电源和开关组成。
四、电话
1．电话的主要组成部分是，它们之间用一对电话线相连。
2．话筒的工作原理
图甲是话筒的结构示意图。对着话筒说话时，振动膜忽紧忽松地压迫碳粒，使盒内碳粒 发生变化，流过碳粒的 就相应地发生变化，形成随声音变化的 信号。
3．听筒的工作原理
图乙是听筒的结构示意图。当传入听筒的电流流过线圈时，由于电流的变化，电磁铁对薄铁片的 力也随着发生变化，从而使薄铁片 起来，发出声音。
五、信息的磁记录
利用磁性材料的磁化，记录语言、音乐、图像、数据等信息，应用广泛。如录像带、磁带、计算机软盘、u 盘、各式银行卡等。
【例】为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线) 在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)当开关闭合后，请在甲图中标出磁体的N 极；
(2)比较图
(3)由图可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强。
【例】图是小柯探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验装置图，把弹簧测力计下吊着的小软铁放在带有铁芯的线圈正上方。
(1)先将实验电路连接完整。
(2)将导线口与接线柱1相连，闭合开关后，弹簧测力计示数(如图所示) 为，通电线圈上端应为 极。
(3)实验中发现：①当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，弹簧测力计的示数将会(填“变大”或“变小”)；②保持滑片P 位置不变，当导线n 由与接线柱1相连改为与接线柱2相连，闭合开关后，可发现弹簧测力计的示数将会 (填“变大”或“变小”)。
(4)通过观察图中可知道电磁铁磁性的强弱。
【例】小明设计了一种“自动限重器”，如图所示，该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实质是电动机) 、压敏电阻R 1和滑动变阻器R 2等。请你用笔画线代替导线将“自动限重器”电路连接完整。
【例】某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器，实现对温控箱内的温度监控。用如图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器，正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升高到一定温度时，红灯亮(绿灯熄灭) 。请按此要求连接电路(红、绿灯的额定电压相同
)
1．电磁继电器中衔铁的材料应该是( )
A ．铁 B ．铜 C ．钢 D ．铝
2．常用的用电器或设备中，没有应用电磁铁的是( )
A 电磁起重机 B 无线电话C ．电熨斗 D 电磁选矿机
3．图是一种火警报警器的原理图。当发生火灾时( )
A ．绿灯亮，红灯不亮，电铃不响
B ．绿灯亮，红灯亮，电铃响
C ．绿灯不亮，红灯不亮，电铃不响
D ．绿灯不亮，红灯亮，电铃响
4．在图中，当开关S 闭合后，要使电磁铁磁性增强，可以采用的方法是(
)
A ．滑片P 向左移动
B ．滑片P 向右移动
C ．减少电池个数
D ．增加通电时间
5．如图所示，将图中的电磁铁连入你设计的电路中在方框内完成，要求：
A ．电路能改变电磁铁磁性的强弱；
B ．使小磁针静止时如图所示。
1．如图所示，A 是弹性片，B 是软铁，C 是小锤，D 是铃铛。当闭合开关后，下面说法正确的是( ) 。
A ．铃铛会持续响
B ．铃铛只会响一次
C ．铃铛不会响
D ．电磁铁左端为N 极
2．如图所示，对甲、乙的说法正确的是( )
A ．电路中电流过大时，甲能自动切断电路，而后人工接通；乙能短暂切断电路，能自动接通
B ．电路中电流过大时，甲能短暂切断电路，自动接通；乙能自动切断电路，而后人工接通
C ．甲、乙均能在电路中电流过大时，自动切断电路，而后人工接通
D ．甲、乙均能在电路中电流过大时，自动切断电路，而后马上自动接通
3．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是(
)
A ．温度升至74℃时，L1亮灯报警
B ．温度升至74℃时，L2亮灯报警
C ．温度升至78℃时，L1亮灯报警
D ．温度升至78℃时，L2亮灯报警
4．如图所示控制电路中，当开关s 闭合时，工作电路的情况是( )
A ．灯亮，电动机不转动，电铃响
B ．灯亮，电动机转动，电铃响
C ．灯不亮，电动机转动，电铃响
D ．灯不亮，电动机不转动，电铃响
5．如图甲所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括( ) 。
A ．电流的磁效应 B ．电流的热效应
C ．磁极间相互作用 D ．磁化
9．小明和同学们在参观某水库时，对水库的水位自动报警器很感兴趣，进行了热烈的讨论。请你参与他们的讨论，回答下列问题：
(1)A、B 都是碳棒，若水位由甲处升到乙处，碳棒B 受到水的浮力填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)由于水库中的水是导体，当水位到达乙位置时，“控制电路”接通，电磁铁c 产生磁性，吸下衔铁D ，此时“工作电路”中 灯会发光，发出警示。
10．请你按要求改进如图所示的“测定油箱内油量的装置”。
(1)器材：电磁继电器，若于导线，若干电源，若干触点，红、绿灯泡各1只。
(2)要求：①通常情况下，绿灯亮、红灯灭；②储油过少时，绿灯灭、红灯亮。
(3)请将电路设计填画在原图上(电路元件用电路符号表示，其余元件用示意图表示) 。
11．小明的奶奶年事已高，行动不便，为方便护理，小明要制作一个由电磁继电器、干电池和按钮开关组成的“呼叫器”——蜂鸣器，如图。请你用笔画线代替导线完成他设计的电路。
12．生活中电梯一旦超载，它会自动报警。图是它的原理图，请你简单地解释它报警的原理。
第3节 电磁铁的应用
【知识点】
一、电磁铁
电磁铁是利用电流的磁效应，使软铁具有磁性的装置。将软铁棒插入一螺形线圈内部，则当线圈通有电流时，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消失。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。特点：（1）可以通过电流的通断，来控制其磁性的有无
（2）可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性
（3）可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来改变其磁性的强弱
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
（1）电磁选矿机的工作原理：不同的矿物质具有不同的磁性，用可以旋转的圆形电磁铁吸引这些矿物质，由于它们受到的磁力不同，从而可以把不同磁性的矿物质分开。
（2）电磁起重机的工作原理：把电磁铁放在被起重的含铁质的物体上，接通电流，电磁铁产生磁性，把铁质物体吸起，放下时，只要断开电源即可。
3．电磁继电器
电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，还可以实现远距离操纵和自动控制。
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排斥作用力而把列车悬浮起来，使列车与轧道没有接触，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
【例题讲解】
例1 如图8所示，是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A 时，控制电路接通，这时电磁铁的上端是＿＿＿＿极，灯＿＿＿＿（填“L 1”或“L 2”）发光。
例2 当线圈中通过如图9所示的电流时，扬声器的线圈向左运动，并带动锥形纸盆一起向左运动。当通过扬声器的线圈的电流方向改变时，锥形纸盆将向＿＿＿＿＿运动。
一、电磁铁
1．定义：内部插有的通电螺线管叫做电磁铁。
2．工作原理：电磁铁是根据电流的效应和通电螺线管中插入理工作的。
3．电磁铁磁性的强弱由
4．应用：电磁铁在电磁起重机、电铃、电报机、发电机、电动机和自动控制上都有应用。
二、电铃
1．主要构成：电磁铁、弹簧片、衔铁、螺钉、铃铛等。
2．工作原理：如图所示，电路闭合时，电磁铁具有强磁性，吸引铃方向运动，铁锤打击铃铛发声，同时电路断开，电磁铁失去磁性， 又被弹回，使电路重新闭合，如此不断重复，电铃便会发出铃声。
三、电磁继电器
1．结构：如图所示，电磁继电器的基本组成部分有、衔铁、点等。
2．实质：电磁继电器实质上是由
3．工作原理：电磁铁通电时，具有，衔铁，使动触点和静触点接触，工作电路闭合，电磁铁断电时失去 ，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
电磁继电器的工作电路由 、高压电源和电磁继电器的 组成；控制电路由电磁继电器的低压电源和开关组成。
四、电话
1．电话的主要组成部分是，它们之间用一对电话线相连。
2．话筒的工作原理
图甲是话筒的结构示意图。对着话筒说话时，振动膜忽紧忽松地压迫碳粒，使盒内碳粒 发生变化，流过碳粒的 就相应地发生变化，形成随声音变化的 信号。
3．听筒的工作原理
图乙是听筒的结构示意图。当传入听筒的电流流过线圈时，由于电流的变化，电磁铁对薄铁片的 力也随着发生变化，从而使薄铁片 起来，发出声音。
五、信息的磁记录
利用磁性材料的磁化，记录语言、音乐、图像、数据等信息，应用广泛。如录像带、磁带、计算机软盘、u 盘、各式银行卡等。
【例】为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小琴同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线) 在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)当开关闭合后，请在甲图中标出磁体的N 极；
(2)比较图
(3)由图可知：当电流一定时，匝数越多，磁性越强。
【例】图是小柯探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验装置图，把弹簧测力计下吊着的小软铁放在带有铁芯的线圈正上方。
(1)先将实验电路连接完整。
(2)将导线口与接线柱1相连，闭合开关后，弹簧测力计示数(如图所示) 为，通电线圈上端应为 极。
(3)实验中发现：①当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，弹簧测力计的示数将会(填“变大”或“变小”)；②保持滑片P 位置不变，当导线n 由与接线柱1相连改为与接线柱2相连，闭合开关后，可发现弹簧测力计的示数将会 (填“变大”或“变小”)。
(4)通过观察图中可知道电磁铁磁性的强弱。
【例】小明设计了一种“自动限重器”，如图所示，该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实质是电动机) 、压敏电阻R 1和滑动变阻器R 2等。请你用笔画线代替导线将“自动限重器”电路连接完整。
【例】某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器，实现对温控箱内的温度监控。用如图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器，正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升高到一定温度时，红灯亮(绿灯熄灭) 。请按此要求连接电路(红、绿灯的额定电压相同
)
1．电磁继电器中衔铁的材料应该是( )
A ．铁 B ．铜 C ．钢 D ．铝
2．常用的用电器或设备中，没有应用电磁铁的是( )
A 电磁起重机 B 无线电话C ．电熨斗 D 电磁选矿机
3．图是一种火警报警器的原理图。当发生火灾时( )
A ．绿灯亮，红灯不亮，电铃不响
B ．绿灯亮，红灯亮，电铃响
C ．绿灯不亮，红灯不亮，电铃不响
D ．绿灯不亮，红灯亮，电铃响
4．在图中，当开关S 闭合后，要使电磁铁磁性增强，可以采用的方法是(
)
A ．滑片P 向左移动
B ．滑片P 向右移动
C ．减少电池个数
D ．增加通电时间
5．如图所示，将图中的电磁铁连入你设计的电路中在方框内完成，要求：
A ．电路能改变电磁铁磁性的强弱；
B ．使小磁针静止时如图所示。
1．如图所示，A 是弹性片，B 是软铁，C 是小锤，D 是铃铛。当闭合开关后，下面说法正确的是( ) 。
A ．铃铛会持续响
B ．铃铛只会响一次
C ．铃铛不会响
D ．电磁铁左端为N 极
2．如图所示，对甲、乙的说法正确的是( )
A ．电路中电流过大时，甲能自动切断电路，而后人工接通；乙能短暂切断电路，能自动接通
B ．电路中电流过大时，甲能短暂切断电路，自动接通；乙能自动切断电路，而后人工接通
C ．甲、乙均能在电路中电流过大时，自动切断电路，而后人工接通
D ．甲、乙均能在电路中电流过大时，自动切断电路，而后马上自动接通
3．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是(
)
A ．温度升至74℃时，L1亮灯报警
B ．温度升至74℃时，L2亮灯报警
C ．温度升至78℃时，L1亮灯报警
D ．温度升至78℃时，L2亮灯报警
4．如图所示控制电路中，当开关s 闭合时，工作电路的情况是( )
A ．灯亮，电动机不转动，电铃响
B ．灯亮，电动机转动，电铃响
C ．灯不亮，电动机转动，电铃响
D ．灯不亮，电动机不转动，电铃响
5．如图甲所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括( ) 。
A ．电流的磁效应 B ．电流的热效应
C ．磁极间相互作用 D ．磁化
9．小明和同学们在参观某水库时，对水库的水位自动报警器很感兴趣，进行了热烈的讨论。请你参与他们的讨论，回答下列问题：
(1)A、B 都是碳棒，若水位由甲处升到乙处，碳棒B 受到水的浮力填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)由于水库中的水是导体，当水位到达乙位置时，“控制电路”接通，电磁铁c 产生磁性，吸下衔铁D ，此时“工作电路”中 灯会发光，发出警示。
10．请你按要求改进如图所示的“测定油箱内油量的装置”。
(1)器材：电磁继电器，若于导线，若干电源，若干触点，红、绿灯泡各1只。
(2)要求：①通常情况下，绿灯亮、红灯灭；②储油过少时，绿灯灭、红灯亮。
(3)请将电路设计填画在原图上(电路元件用电路符号表示，其余元件用示意图表示) 。
11．小明的奶奶年事已高，行动不便，为方便护理，小明要制作一个由电磁继电器、干电池和按钮开关组成的“呼叫器”——蜂鸣器，如图。请你用笔画线代替导线完成他设计的电路。
12．生活中电梯一旦超载，它会自动报警。图是它的原理图，请你简单地解释它报警的原理。