14.4电磁铁及其应用-课件-2025-2026学年2024北师大版物理九年级全册教学课件（32页PPT）

(课件网) 幻灯片 1：封面 课程标题：14.4 电磁铁及其应用 学科与年级：北师大版 九年级物理 教师姓名：[教师姓名] 幻灯片 2：学习目标 深化电磁铁的结构认知（线圈、铁芯、电源），理解铁芯材料选择（软铁）与线圈绕制方式对磁性的影响。 掌握电磁铁磁性的 “三控” 方法（控有无、控强弱、控方向），能结合实验数据分析控制原理。 深入分析典型应用（电磁继电器、电铃、磁悬浮列车）的工作流程，建立 “电磁铁→磁力→机械运动” 的逻辑链。 了解电磁铁在工业、交通、生活中的创新应用，培养 “物理原理→技术应用” 的思维能力。 幻灯片 3：课程引入 ——— 从 “简易电磁铁” 到 “工业强磁体” 情境对比： 图片 1：学生用导线绕铁钉制成的简易电磁铁（吸起 10 枚大头针）； 图片 2：工业电磁起重机（吸起数十吨钢铁废料）； 视频片段：电磁继电器控制机床电路通断、电铃持续发声的内部结构。 核心疑问：同样是电磁铁，为何磁性强弱差异巨大？工业应用中，如何精准控制电磁铁的磁性？它又是如何实现复杂的机械动作的？ 引入逻辑：上节课我们了解了电磁铁的基本原理，本节课将聚焦 “磁性控制” 与 “实际应用”，解开上述疑问，探索电磁铁从实验室到工业现场的技术延伸。 幻灯片 4：电磁铁的 “三控” 特性 ——— 可控性的核心优势 1. 控制磁性有无（通断控） 原理：基于电流的磁效应 ——— 通电时，线圈产生磁场，铁芯被磁化，整体显磁性；断电时，线圈磁场消失，软铁铁芯失去磁性，整体无磁性。 实验验证：给简易电磁铁通电，吸起铁钉；断电后，铁钉脱落，证明磁性可通过通断电流快速控制。 应用价值：实现 “按需吸合”，避免能源浪费（如电磁起重机，仅在装卸时通电）。 2. 控制磁性强弱（变量控） 影响因素深化（结合定量实验）： 控制变量 实验设计 数据示例（吸起大头针数量） 结论 电流大小 线圈匝数 20 匝，改变电流（0.2A→0.4A） 12 枚→25 枚 匝数不变，电流越大，磁性越强 线圈匝数 电流 0.3A，改变匝数（10 匝→30 匝） 8 枚→28 枚 电流不变，匝数越多，磁性越强 铁芯特性 电流 0.3A，匝数 20 匝（无铁芯→软铁铁芯→钢芯） 3 枚→22 枚→18 枚（断电后剩 10 枚） 软铁铁芯磁性最强且无剩磁，钢芯有剩磁，无铁芯磁性最弱 工业控制方法：通过滑动变阻器、变频器调节电流，或采用多组线圈分段通电，实现磁性强弱的精准调控（如精密电磁吸盘，可调节吸力大小以适应不同重量的工件）。 3. 控制磁场方向（反向控） 原理：改变线圈中的电流方向，根据安培定则，电磁铁的 N、S 极会反向，磁场方向随之改变。 实验验证：给通电螺线管通正向电流，用小磁针判断 N 极在右端；通反向电流后，小磁针 N 极指向左端，证明磁场方向可通过反向电流控制。 应用场景：磁悬浮列车通过改变电磁铁的磁极方向，实现 “吸引” 与 “排斥” 的切换，控制列车的前进与悬浮高度；电磁选矿机通过改变磁场方向，分离不同磁性的矿物颗粒。 幻灯片 5：典型应用 1——— 电磁继电器（低压控高压的 “安全卫士”） 1. 结构组成（三部分） 控制电路：低压电源（如 6V）、开关、电磁铁线圈（低电流，安全）； 工作电路：高压电源（如 220V/380V）、用电器（如机床、电机）、触点开关（由电磁铁控制通断）； 执行机构：衔铁（由软铁制成，受电磁铁磁力吸引）、复位弹簧（断电后使衔铁复位）。 2. 工作流程（“通电吸合→断电复位”） 通电吸合：闭合控制电路开关，电磁铁通电产生磁性，吸引衔铁向下运动，带动触点开关闭合，工作电路接通，高压用电器启动； 断电复位：断开控制电路开关，电磁铁断电失去磁性，复位弹簧拉动衔铁向上运动，触点开关断开，工作电路切断，用电器停止工作 ... ...