1、 电磁起重机 利用电磁原理搬运钢铁物品的机器。电磁起重机的主要部分是电磁铁。接通电流，电磁铁便把钢铁物 品牢牢吸住，吊运到指定的地方。切断电流，磁性消失，钢铁物品就放 下来了。电磁起重机使用十分方便，但必须有电流才可以使用，可以应 用在废钢铁回收部门和炼钢车间等。 利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。电磁起重机能 产生强大的磁场力，几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁 料，不装箱不打包也不用捆扎，就能很方便地收集和搬运，不但操作省 力，而且工作简化了。装在木箱中的钢铁材料和机器可以同样搬运。起 重机工作时，只要电磁铁线圈里电流不停，被吸起的重物就不会落下， 看不见的磁力比坚固
2、的链条更可靠。如果因某种原因断了电，就会造成 事故，因而有的电磁起重机上装有钢爪，待运送的重物提起后，坚固的 钢爪就自动落下来紧紧地扣住它们。起重机不能搬运灼热的铁块，因为 高温的钢铁不能磁化。大的电磁起重机，一下子能提起近百吨重物，图 中的电磁铁直径约 1.5 米，可提起 16 吨的物体。 2008 年 2 月 21 日中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布的 起重机械安全技术监察规程桥式起重机第六十六条电磁起重机的起重电磁铁应当由专用电路供电。 电磁起重机工作时因失电，其吊运的物品坠落可能造成危害时，必须能够 保证电磁吸盘供电。 1. 电流的磁效应（奥斯特实验）电流的磁效应（奥斯特实验
3、） （1） 1820 年， 丹麦的科学家奥斯特第一个发现电与磁之间的联系。 （2）由甲、乙可知：通电导体周围存在磁场。 （3）由甲、丙可知：通电导体的磁场方向跟电流方向有关。 2. 直线电流的磁场直线电流的磁场 直线电流的磁场的分布规律： 以导线上各点为圆心的一个个同心圆， 离直线电流越近， 磁性越强， 反之越弱。 3. 通电螺线管通电螺线管 （1）磁场跟条形磁体的磁场是相似的。 （2）通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关。 （3）电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强；插入铁 芯，线圈的磁性大大增强。 电生磁及其应用 知识梳理 衔接导入 4. 右手螺旋定则右手螺旋定则（安培定则
4、）（安培定则） （1）通电直导线：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电 流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。 （2）通电螺线管：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的 电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。 5. 电磁铁电磁铁 （1）定义：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。 （2）结构： （3）判断电磁铁磁性的强弱（转换法） ：根据电磁铁吸引大头针的数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。 （4）影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法） ：电流大小；有无铁芯；线圈匝数的多少 结论：在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 结论：电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越
5、强。 结论：当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。 （5）电磁铁的优点 电磁铁磁性有无，可由电流的有无来控制。 电磁铁磁性强弱，可由电流大小和线圈匝数的多少来控制。 电磁铁的磁性可由电流方向来改变。 6. 电磁铁的应用：电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。 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。 电磁选矿机工作原理：磁铁矿被吸引，其余杂质不被吸引，分开落入不同的收集装置； 磁悬浮列车：
6、利用同名磁极相排斥托起列车，利用磁极间相互作用，使列车前进。 7. 电磁继电器电磁继电器 （1）概念及作用：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。 （2）工作原理：电磁继电器的结构如图所示，它由电磁铁 A、衔铁 B、 弹簧 C 和触点 D 组成。当低压电源开关闭合时，控制电路中有电流通 过，电磁铁 A 产生磁性，吸引衔铁 B，使动触点与红灯触点分离，而与 绿灯触点接通，故红灯熄灭，绿灯亮起，电动机开始工作。当低压电源 特别提醒：特别提醒： 直线电流的磁场方向总与导线相互垂直。通电螺线管内部的磁场方向是从南极
7、指向北极。 特别提醒：特别提醒： 研究影响通电螺线管的磁性强弱的因素的方法为控制变量法。在实验设计时要注意控制实验条 件。分别研究电磁铁磁性强弱与其中某一个因素的关系，最后进行归纳得出实验结论。 特别提醒：特别提醒： 信息记录的过程就是磁化的过程，所以计算机软盘与硬盘不能靠近具有强磁场的磁体。 开关断开时，电磁铁失去了磁性，衔铁 B 在弹簧 C 的作用下拉起，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯 触点接通，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。 （3）应用 水位自动报警装置：工作原理水位没有到达金属块 A 时，电磁铁不通电无磁性，绿灯亮，显示水位 正常；当水位到达金属块 A 时，电磁铁通电有磁性，
8、将衔铁吸下来，红灯亮，表示水位不正常。 温度自动报警装置：工作原理温度升高时，水银面上升，当水银面上升到与金属丝接触时，电磁铁 线圈中有电流通过，产生磁性吸引衔铁，工作电路就形成了一个回路，电铃就响起来了。 【例【例 1】丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场，我市某校学生在实验室 验证奥斯特实验，当水平导线中通有如图所示的电流时，S 极将偏向 （选填“纸 内”或“纸外”） ；要使实验效果更加明显应使通电导线沿 （选填“东西”或“南北”） 方向放置 【例【例 2】如图所示是奥斯特实验的示意图实验结论是通电导线周围存在 ，支持 此结论的现象是 如果移走小磁针，该结论 （选填“成 立”
9、或“不成立”） 【例【例 3】如图（a）所示是“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验，小明将许多小磁针放在 螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各小磁针静止时的指向（小磁针上涂黑的是 N 极） ，然后 根据小磁针指向，画出了螺线管周围的磁感线，如图（b）所示： （1）观察图（a）和（b）发现，通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场十分相似， 后来，小明对调电源正负极重新实验，发现小磁针静止时 N 极指向都与原来相反，这说明通 电螺线管的磁场方向与 有关； （2）如果要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图（a）所示电路的基础上做怎样 的改进？ 。 典型例题 【例【例 4】作图题（共作
10、图题（共 4 小题）小题） （1） 请根据图中通电螺线管中的电流方向判定螺线管的极性 （2）如图，请标出通电螺线管的 N、S 极 （3） 请根据图中电流方向，标出小磁针的 N 极和画出右端螺线管的绕线 （4） 在图中标出了通电螺线管的 N 极，请在图中分别标出通电螺线管的电流方向和静止在通电螺 线管周围小磁针的 N 极 （1） （2） （3） （4） 【例【例 5】如图所示，通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针 N 极指向螺线管 P 端， 则（ ） A.螺线管的 P 端为 N 极，a 接电源的正极 B.螺线管的 P 端为 N 极，a 接电源的负极 C.螺线管的 P 端为 S
11、极，a 接电源的正极 D.螺线管的 P 端为 S 极，a 接电源的负极 【例【例 6】 如图所示， 是一个实验小组在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时所设计的实验电路及实验过程， 实验前，他们做了如下猜想： A.电磁铁磁性的有无可能跟有无电流有关； B.电磁铁磁性的强弱可能跟电流大小有关； C.电磁铁磁性的强弱还可能跟线圈匝数有关； （1）要探究猜想 A，应选实验 和 ； （2）要探究猜想 B，应选实验 和 ； （3）实验 d 表明 。 【例【例 7】如图是直流电铃的原理图，关于电铃工作时的说法不正确的是（ ） A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且 A 端为 N 极 B.电磁铁吸引衔铁，弹性片
12、发生形变具有弹性势能 C.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 D.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性 【例【例 8】如图是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块 A 时（ ） A红灯灭、绿灯亮 B红灯亮、绿灯灭 C红灯亮、绿灯亮 D红灯灭、绿灯灭 【例例 9】电磁继电器的】电磁继电器的作图（共作图（共 2 小题）小题） （1） 如图所示，是一种温度自动报警器的组装器件，虚线框内是一只电磁继电器，其中 A 为电磁 铁，B 为衔铁，C 为触点，请按控制电路和工作电路分别把实物连接起来 （2） 小李同学观察学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，两盏标有“36V”灯泡就会
13、正常发光请按要求连接好如图所示电路 【例例 10】 小明利用实验室的电磁继电器、 热敏电阻 R1、 可变电阻器 R2等器件设计了一个恒温箱控制电路， 如图甲所示，其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出） ；R1处于 恒温箱内，图乙是小明通过实验测得的 R1的阻随随温度变化的关系曲线 电磁继电器的电源两端电 压 U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为 20mA 时，电磁继电器的衔铁被 吸合 （1）当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻 R1的阻值 ，直流控制电 路中的电流 ，电磁继电器的衔铁被吸合 （均选填“增大”“减小”） ； （
14、2） 为了实现温度控制， 恒温箱的加热器 （加热器的电热丝图中未画出） 应该选择接在以下的 AAB 端 BCD 端 CAC 端 DBC 端 （3）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是 5090，可供选择的可变电阻器 R2的电阻值 有如下的几种，应选择 可变电阻器最恰当 A.0100 B.0200 C.0300 D.03000 （4）若要提高恒温箱控制的温度，合理的操作方法是 （5）小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？ A A 组组 1. 历史上，安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存 在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于
15、一个小磁体（如 图所示） 根据安培的这一假说，以下说法正确的是（ ） A这一假说能够说明磁可以生电 B这一假说能够说明磁现象产生的本质 C未磁化的物体，其微粒内部不含有这样的环形电流 D磁化的物体，其微粒内部环形电流的方向是杂乱无章的 2. 如图所示，在条形磁铁 N 极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图 示方向流动时，将会出现（ ） A线圈仅作平动，不转动 B线圈仅作转动，不平动 C从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁 D从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁 3. 在探究通电螺线管磁极方向与那些因素有关的实验中，某同学做了下列四组实验，其中对通
16、电螺线管 左右两端磁极判断正确的是（ ） A甲 NS，乙 NS，丙 SN，丁 SN B甲 SN，乙 SN，丙 NS，丁 NS C甲 NS，乙 SN，丙 NS，丁 SN D甲 SN，乙 NS，丙 SN，丁 NS 巩固练习 4. 在探究“通电螺线管的磁极极性与螺线管中电流方向和绕线方式是否有关”的活动中，闭合开关，可自 由转动的小磁针静止时的四种情景如图所示分析后可得下列哪个结论（ ） A通电螺线管的磁极极性只与螺线管中电流方向有关 B通电螺线管的磁极极性只与螺线管的绕线方式有关 C通电螺线管的磁极极性与螺线管中电流方向和绕线方式都有关 D通电螺线管的磁极极性与螺线管中电流方向和绕线方式都无关 5
17、. 如图，A、B 两个螺线管可以在玻璃棒上自由地滑动，S 闭合时，它们会（ ） AAB 两个线圈静止不动 BAB 两个线圈互相排斥而左右分开 CAB 两个线圈互相吸引向中间靠拢 DAB 两个线圈先互相吸引靠拢再排斥左右分开 6. 如图，玩具小船上用电池和有铁芯的螺线管组成一个闭合电路，把小船按东西方向放置在水面上，放 开小船后船头最后的指向是（ ） A向东 B向南 C向西 D向北 7. 冬季是盗窃案件的多发期，特别是临近春节，家庭防盗显得尤为重要如图所示是 某单元防盗门门锁原理图（开关断开时，弹簧处于原长） ，它是利用电路的通断来控制电磁铁磁性的有 无从而实现控制开关门的据图可判断下列说法正确
18、的是（ ） A图中电磁铁通电时左端磁极是 N 极 B断开开关，电磁铁断电仍有磁性，但磁性减弱 C闭合开关，门锁内弹簧被压缩，所具有的弹性势能减小 D闭合开关，电磁铁通电后吸引衔铁，衔铁脱离门扣，门打开 8. 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 9. 周新红同学有一个电源，上面的标志已经看不清了，无法辨认正负极他为了辨别出电源的正负极，
19、将电源与一个螺线管连接起来，在螺线管的附近放置一个小磁针如图所示，当他闭合开关后，下面的 一些判断中正确的是（ ） A如果小磁针的 N 极向右转动，电源的 a 端是负极 B如果小磁针的 N 极向右转动，电源的 b 端是正极 C如果小磁针的 N 极向左转动，电源的 a 端是正极 D如果小磁针的 N 极向左转动，电源的 b 端是正极 10. 电磁铁的两磁体的位置如图所示，虚线表示磁感线，从图中可知，磁极甲乙丙丁的顺序是（ ） AS、N、S、N BN、N、S、N CS、N、S、S DN、S、N、N 11. 如图所示，一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片，当开关 S 断开时，铁片刚好与水银槽中水银接触当 开
20、关 S 闭合后，铁片会（ ） A不动 B陷入水银面以下 C向上运动停止在空中 D上下不停的振动 12. 如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，当电路中滑动变阻器的滑片 P 逐 渐向右移动， 条形磁铁仍静止， 在此过程中， 条形磁铁受到的摩擦力 （ ） A逐渐增大，方向向右 B逐渐减小，方向向右 C逐渐增大，方向向左 D逐渐减小，方向向左 13. 实验室有一台旧的直流电源，正负极符号已模糊不清，某同学利用现有 的小磁针、螺线管、开关和导线，自行设计实验进行判断其方法如图，在桌面上放一个小磁针，在 小磁针旁放一螺线管，一闭合开关 s 后，小磁针 N 极向东偏 转下述判断正确的
21、是（ ） A螺线管的左端为 S 极，A 为电源负极 B螺线管的左端为 S 极，A 为电源正极 C螺线管的左端为 N 极，A 为电源负极 D螺线管的左端为 N 极，A 为电源正极 14. 如图是用电磁继电器控制电路的实验电路图。下列说法中正确的是（ ） A. 当开关 S 断开时，甲、乙电动机都不动 B. 当开关 S 断开时，甲电动机启动，乙不动 C. 当开关 S 闭合时，甲、乙电动机都不动 D. 当开关 S 闭合时，甲、乙电动机都启动 15. 如下图所示，在电磁铁上方用弹簧悬挂一条形磁体，当开关 S 闭合后，弹簧的长度将 _，如果变阻器的滑片 P 向右移动，弹簧的长度又将_。 （填“变长”、“变
22、 短”或“不变”） 16. 作图题： （1）在图 1 中，根据小磁针静止时的指向（小磁针黑端是 N 极） ，标出通电螺线管的 N、 S 极、电流方向和电源的正、负极。 （2）在图 2 中根据小磁针静止时的指向标出磁感线的方向和电源的正负极。 图 2 图 3 （3）根据电磁铁间磁感线的方向完成以下要求：标出小磁针的 N 极；判断甲电磁铁电源的正负； 画出乙电磁铁导线的缠绕方法 （图 3） 典型例题典型例题 例 1答案为：纸外；南北 例 2答案为：磁场；小磁针发生偏转； 成立 例 3 （1）条形；电流方向 （2）再在电路中串联一个滑动变阻器 例 4 （1） （2） （3） （4） 例 5B 例 6
23、 （1）a；b； （2）b；c； （3）在电流相同的情况下，线圈的匝数越多，其磁性越强。 例 7D 例 8B 例 9如图所示： （1） （2） 例 10 （1）减小；增大； （2）B； （3）C； （4）应适当向右调节滑动变阻器 R2的滑片，使其接入电路的阻值变大（或换用电压更低的直流电源 ） ； （5）不足：恒温箱内温度在设定温度值附近时，电磁继电器频繁通断，这对电磁继电器和加热器电路的使 用寿命是十分不利的 解决方案：当已经达到了预设的温度时，继电器的电流达到吸合电流，延长一段时间或限时到规定时间才 吸合当低于预设的温度时，继电器同样可以延长一段时间或限时到规定时间才释放衔铁从而实现继电 器和加热电路有一个较长的稳定工作状态，达到既能实现恒温控制又能延长使用寿命的目的 巩固练习巩固练习 1B；2C；3C；4C；5C；6D；7D；8D；9D；10C；11D；12D；13A；14.B 15.变长；变短 16.（1）（2） （3）
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