第3节电磁铁的应用

第3节电磁铁的应用（精选4篇）

1.第3节电磁铁的应用 篇一

教学准备

1.教学目标

1.1 知识与技能： 了解什么是电磁铁。

知道电磁铁、电磁继电器的基本性质和工作原理。1.2过程与方法：

通过探究影响电磁铁磁性强弱的因素，了解控制变量法，学会选优法。经历探究电磁铁的过程，能表达自己的观点，具有评估和听取反馈意见的意识。1.3 情感态度与价值观 ：

通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥妙，培养学生的学习热情和求是态度，初步领会探索物理规律的方法。

2.教学重点/难点

2.1 教学重点

科学探究影响电磁铁磁性强弱的因素。2.2 教学难点

设计实验方案,探究影响电磁铁磁性强弱的因素

3.教学用具

多媒体设备

4.标签

教学过程

6.1 引入新课

【师】之前的课堂我们接触到了神奇的磁，也知道了奥斯特发现了电流能够产生磁场，从而将电和磁关联了起来，在生活中也有非常多的应用，在学习了电的知识后，我们都知道，人直接操作高压电路的开关是很危险的，如果能够在低压下操作高压电路，就能避免高压的危险。那么今天我们来学习的就是电和磁之间的小故事——电磁铁，以及学习利用电磁铁制成的电磁继电器，电话、电铃等电磁继电器的应用等知识。

6.2 新知介绍

1、电磁铁

【师】那么我们如果把导线绕在一枚大铁钉上，铁钉又会出现什么变化呢？ 【生】会更加有磁性。

【师】那么如果将导线绕更多圈在铁钉上，会发现铁钉能吸引的小铁屑更多吗？ 【生】通过做实验，发现的确吸引了更多铁屑。结论:铁钉上绕导线越多，铁钉所具有的磁性越强。

【师】通过已知磁极的磁铁，能不能判断出电磁铁的磁极呢？

通过实验，学生将已知磁极的磁铁靠近电磁铁，观察吸引和排斥的情况，学生通过实验，得到电磁铁的磁极情况。

【师】那么同学们，想不想知道，如何快速得通过我们自己的手，就能知道神秘的电磁铁的磁极呢？下面我们通过一个实验来探究电磁铁的磁性大小以及磁极和电流的关系。

【实验一】保持电流大小、铁芯大小不变，探究电磁铁的磁性与线圈匝数的关系

【实验准备】取相同大小的铁钉，在同一电源下，绕在铁芯上的线圈数不同。实验过程中保持滑动变阻器不发生变化。

【实验目的】在电流大小，铁芯大小一定的情况下，根据两根铁芯吸引铁屑的数量判断磁性强弱，从而得出电磁铁的磁性与线圈匝数的定性关系。

【实验二】保持线圈匝数、电流大小不变，研究电磁铁的磁性与铁芯大小的关系

【实验准备】取三根相同铁芯，其中一根单独绕线圈，另两根并联绕线圈，接在同一电源下。同样控制滑动变阻器不变，这样可以控制电流不变，实验目标分别是一根铁芯绕线电磁铁和两根铁芯组成的电磁铁。

【实验目的】根据铁芯吸引铁屑的数量判断磁性强弱，变量是铁芯数量，从而得出铁芯大小和磁性强弱关系。

【实验三】保持线圈匝数、铁芯大小不变，研究电磁铁的磁性与电流大小的关系

【实验准备】取铁芯，绕线圈，观察吸引铁屑情况，然后调节滑动变阻器，改变电路中的电流大小，观察铁屑吸引情况，判断磁性大小变化。

【实验目的】控制铁芯和绕线圈的变量，改变电路中电流大小，从而来探究电磁铁中电流强弱和其磁性大小的定性关系。

【实验结论】电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强；线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强。

概念:电磁铁是一个带有铁芯(必须是软磁性材料)的螺线管.电磁铁优点:电磁铁磁性的有无,可由通断电来控制;电磁铁磁性的强弱,可由电流大小和线圈匝数来决定: 匝数一定时,电流越大磁性越强。电流一定时,匝数越多磁性越强。电磁铁的极性位置,可由电流方向来控制。电磁铁磁性判断：右手定则：

将右手平伸，四个拇指与电流方向一致，握住铁芯，大拇指方向即为磁铁的北极——N极。

2、电磁继电器

(1)构造:如图所示,主要部分是电磁铁、衔铁、触点开关和弹簧.电磁继电器实质是由电磁铁控制工作电路通断的开关。【师】注意观察图中电磁继电器构造，回答下列问题： ①电磁继电器中的电磁铁在什么位置？电磁铁起什么作用？ ②图中的衔铁，它起什么作用？ ③图中的弹簧，它起什么作用？

【生】衔铁可以接通控制电路，也可以接通工作电路，而接通哪个电路是由电磁铁和弹簧共同作用控制。

【师】总结电磁继电器的结构：

控制电路的组成——电磁铁、低压电源、开关。工作电路的组成——高压电源、电动机、电磁继电器的触点部分。

(2)（电铃）工作原理

电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路闭合。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。

电磁继电器实质就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。

(3)主要应用: 用弱电流控制强电流用低压电路的通断间接地控制高压电路的通断.可实现远距离控制,与其他元件配合实现自动控制.电磁继电器磁性总结：在匝数相同时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越大，电磁铁的磁性越强。

课堂小结

课堂知识点总结：

1、电磁铁:电磁铁磁性的有无,可由通断电来控制;电磁铁磁性的强弱,可由电流大小和线圈匝数来决定: 匝数一定时,电流越大磁性越强.电流一定时,匝数越多磁性越强.电磁铁的极性位置,可由电流方向来控制.电磁铁磁性判断：右手定则：

将右手平伸，四个拇指与电流方向一致，握住铁芯，大拇指方向即为磁铁的北极——N极。

2、电磁继电器磁性总结：在匝数相同时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越大，电磁铁的磁性越强。

工作原理：电磁铁通电时,把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合,电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。

课后习题

[1]课堂练习

1、如图所示,根据图中静止小磁针 N 极的指向,标出通电螺线管 N、S 极和电源的正、负极.答案：左边S极，电源左边正极

2、请在图中标出线圈中的电流方向和马蹄形电磁铁的 N、S 极.答案：下端N极

3、小文设计了如图甲所示的实验研究电磁现象,当他闭合开关 S 后,发现小磁针发生了偏转, 这说明的周围存在着磁场.接着小文又找来了一个小铁钉,把导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中.当再次闭合开关 S 后,小磁针静止时 N 极的指向如图 乙所示.据此他判断出电源的 端是正极(选填“a”或“b”).（磁针周围导线；a）

答案：

电流(或通电导线)a

4、如图所示是火警自动报警原理图.发生火警时,将会发生下列变化:(a)温度升高使双金属片弯曲;(b)接通触点使工作电路中有电流通过;(c)电磁铁有磁性(d)衔铁被吸下;(e)接通触点使控制电路中有电流通过;(f)电铃响,发出报警.这些变化的正确顺序是(D)

A.a、b、c、d、e、f B.a、e、c、d、b、f C.a、b、d、c、e、f D.a、e、d、c、b、f

板书

第二十章电与磁 电磁铁 电磁继电器

1、电磁铁:电磁铁磁性的有无,可由通断电来控制;电磁铁磁性的强弱,可由电流大小和线圈匝数来决定: 匝数一定时,电流越大磁性越强.电流一定时,匝数越多磁性越强.电磁铁的极性位置,可由电流方向来控制.电磁铁磁性判断：右手定则：

将右手平伸，四个拇指与电流方向一致，握住铁芯，大拇指方向即为磁铁的北极——N极。

2、电磁继电器磁性总结：在匝数相同时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越大，电磁铁的磁性越强。工作原理：电磁铁通电时,把衔铁吸下来,将工作电路的触点接通,工作电路闭合,电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。

2.第3节电磁铁的应用 篇二

近日,西湖职高举行了第十七届技能节,电子商务专业在本届技能节上大放光彩。

电商专业以高职六班的毕业成果展为主,全方位展示了电商学生的创业成果,有微信公众账号、营销策划文本、视频剪辑与制作、游戏设计开发。两个演示视频的大屏幕、三台成果展示的电脑、一本本精致的营销策划书,以及现场的毕业设计作品投票和“大话西职”游戏体验,吸引了很多前来参观的老师和同学。

除了电商毕业作品展示以外,学校电子商务机房还有高二同学的美工设计以及淘宝网店的展示。

3.第2节电功率优秀公开课教案 篇三

第2节 电功率 初中物理 人教2011课标版

1教学目标

知识目标

1.知道电功率及其单位.2.理解额定功率.能力目标

了解从能量分析入手去认识物理规律是物理学的重要研究方法.情感目标

使学生获得解决实际用电的初步知识.2重点难点

1．重点：掌握电功率的概念、公式及其应用.2．难点：实际功率的概念、额定功率和实际功率的区别.3教学过程 3.1 一学时 教学活动 活动1【讲授】电功率

一．引入新课

方案一：复习功率概念引入电流做功有快慢的问题，然后可以举出一些实例如：电力机车每秒做功400多万焦，公共电车的电机每秒做功6万焦，洗衣机的电机每秒做功100多焦，而小收录机的电机每秒做功几焦.再举出时间不同做功不同的实例，问学生如何比较做功快慢，引出电功率的定义.方案二：分析类比建立电功率的概念：可用幻灯片设计一组问题：1）怎样比较运动快慢？2）这样比较力对物体做功快慢？3）这样比较电流做功快慢？引出电功率的概念.二、电功率：

电功率的概念要讲清：电流做功快，电功率就大；电流做功慢，电功率就小.电功率的定义公式为P=W/t，电功率的普遍适用公式是P=U·I，比较电功率大小时，要全面考虑到公式中各物理量的关系，才能确定电功率的大小关系.例如：在相等的时间内，根据P=W/t，电流做的功越多，电功率就越大.电功率的单位容易和电功单位千瓦时混淆，可采用让学生计算1千瓦时的电功是多少焦，让学生体会千瓦时的意义.三、额定功率：

方案一：可以用并进式的教学方法，让学生通过实验体会用电器的工作有正常工作问题，然后引进额定功率的概念.学生实验可以设计三组，1）是在比额定电压低的情况下工作；2）是在额定电压下工作；3）是在比额定电压高出1/5的情况下工作.方案二：教师拿出“220V60W”和“220V100W”的灯泡，问将他们串联起来，哪盏灯亮？然后做实验，引出额定功率的概念.例题

1、一只额定电压为220伏特的电热煮水器，在正常工作时通电12分钟，电度表的示数增加0.1度，问：

这个电热煮水器的功率多大？

【分析解答】正常工作的用电器，其实际电压应等于额定电压，所以该题中的电热煮水器的实际电压应为220伏特，工作12分后，电度表的示数增加0.1度，即用电0.l度．根据P=W/t=500瓦

例题

2、有两盏灯连接方式如图所示，已知电压U相同并保持不变，两灯均可发光，在甲、乙两图中比较灯1的亮度是[]

A．甲图亮

B．乙图亮

C．同样亮

D．无法判断

【分析解答】同一盏灯的亮度与它的实际功率情况有关，在甲乙两图中，灯1的实际电压不同，甲图中的实际电压小于乙图中，所以灯1在甲图中实际功率小于乙图中，所以灯1在乙图中较亮.B选项正确.板书设计：

探究活动【课题】灯泡的亮度决定于什么?【组织形式】学生分组【活动方式】

教师提供实验器材:低压电源、电压表、电流表、标有“2.5V”的小灯泡、开关、滑动变阻器、导线若干、“220V40W”白炽灯泡一只.(1)提出问题

(2)教师可先演示或提示,再由学生操作.(3)观察灯泡两端的电压变化与灯泡相应的亮度变化.(4)讨论,分析.第2节 电功率

课时设计 课堂实录

第2节 电功率

1一学时 教学活动 活动1【讲授】电功率 一．引入新课

方案一：复习功率概念引入电流做功有快慢的问题，然后可以举出一些实例如：电力机车每秒做功400多万焦，公共电车的电机每秒做功6万焦，洗衣机的电机每秒做功100多焦，而小收录机的电机每秒做功几焦.再举出时间不同做功不同的实例，问学生如何比较做功快慢，引出电功率的定义.方案二：分析类比建立电功率的概念：可用幻灯片设计一组问题：1）怎样比较运动快慢？2）这样比较力对物体做功快慢？3）这样比较电流做功快慢？引出电功率的概念.二、电功率：

电功率的概念要讲清：电流做功快，电功率就大；电流做功慢，电功率就小.电功率的定义公式为P=W/t，电功率的普遍适用公式是P=U·I，比较电功率大小时，要全面考虑到公式中各物理量的关系，才能确定电功率的大小关系.例如：在相等的时间内，根据P=W/t，电流做的功越多，电功率就越大.电功率的单位容易和电功单位千瓦时混淆，可采用让学生计算1千瓦时的电功是多少焦，让学生体会千瓦时的意义.三、额定功率：

方案一：可以用并进式的教学方法，让学生通过实验体会用电器的工作有正常工作问题，然后引进额定功率的概念.学生实验可以设计三组，1）是在比额定电压低的情况下工作；2）是在额定电压下工作；3）是在比额定电压高出1/5的情况下工作.方案二：教师拿出“220V60W”和“220V100W”的灯泡，问将他们串联起来，哪盏灯亮？然后做实验，引出额定功率的概念.例题

1、一只额定电压为220伏特的电热煮水器，在正常工作时通电12分钟，电度表的示数增加0.1度，问：

这个电热煮水器的功率多大？

【分析解答】正常工作的用电器，其实际电压应等于额定电压，所以该题中的电热煮水器的实际电压应为220伏特，工作12分后，电度表的示数增加0.1度，即用电0.l度．根据P=W/t=500瓦

例题

2、有两盏灯连接方式如图所示，已知电压U相同并保持不变，两灯均可发光，在甲、乙两图中比较灯1的亮度是[]

A．甲图亮

B．乙图亮

C．同样亮

D．无法判断 【分析解答】同一盏灯的亮度与它的实际功率情况有关，在甲乙两图中，灯1的实际电压不同，甲图中的实际电压小于乙图中，所以灯1在甲图中实际功率小于乙图中，所以灯1在乙图中较亮.B选项正确.板书设计：

探究活动【课题】灯泡的亮度决定于什么?【组织形式】学生分组【活动方式】

教师提供实验器材:低压电源、电压表、电流表、标有“2.5V”的小灯泡、开关、滑动变阻器、导线若干、“220V40W”白炽灯泡一只.(1)提出问题

4.路灯系统节电技术的应用比较 篇四

近年来, 随着我国城市建设规模的扩大和建设水平的提高, 作为道路照明及景观照明的路灯系统在城市亮化过程中起到了重要作用。与此同时, 路灯耗电量也日益增多, 路灯电费和日常维护费用支出日益增多。因此, 如何在保证路灯照度、景观灯美观的前提下, 对路灯系统进行节电改造就显得尤为重要。

1 路灯节电技术综述

目前, 路灯节电技术从大类区分可分为以下三类:改进路灯控制方式、选用高效灯具、使用绿色能源。

1.1 改进路灯控制方式

对路灯系统可进行半夜灯控制、调压控制及调电流控制方式以达到节电的效果。

1.1.1 半夜灯控制节电

半夜灯控制是指在道路交通流量下降、行人稀少时, 熄灭部分 (通常不超过50%) 路灯的运行方式, 其节电效果显著, 综合节电效率可达到40%以上。但与此同时, 采用半夜灯控制以后, 路面明暗相间、均匀度严重下降, 驾驶员开车易引起疲劳, 对路灯的照明效果有一定程度的影响;另外由于关掉了一半路灯, 变压器的负载率下降, 输出电压升高, 会对光源和电器的寿命有不利的影响。因此, 半夜灯控制方式适用于对道路照明要求一般的城市和地区, 该方法节能效果显著, 但维修费用也会有所上升。

1.1.2 调节电压节电

在电力供电的系统中, 为了减少输电过程中的线路损耗及用电高峰时造成的未端电压过低, 往往都是以较高的电压传输。因此, 路灯所消耗的功率都较高, 特别是午夜后用电低负荷处于低谷时, 电网电压更高, 升高的电压使得路灯的发热量增加, 造成了能源浪费。与此同时, 电网电压偏高或电网存在瞬变、谐波等因素, 会导致灯胆发热而大幅度降低灯具的使用寿命, 造成维修量及维修费用大幅增加。因此, 在用电网负荷处于谷值时采用降电压的方法, 在节电的同时也可以有效的延长灯具的使用寿命。

目前, 路灯大多采用气体放电灯具 (以穿透力最强的钠灯为主) , 此类灯具的物理特性决定了在灯具启动时需要较高的工作电压, 而启动后灯具两端的工作电压可以适当降低。灯具的功率与电压的平方基本成正比关系, 即如果电压下降为原来的90%, 功率下降为原81%因此, 可以根据电网的电压和交通流量, 适度的降压, 这样既保证了照明的质量, 又大幅度节约了电能消耗。

同时, 所有气体放电灯在使用过程中都采用一个1.6-0.8的维护系数, 使灯具亮度比设计值 (寿命终止亮度) 高出40%-20%, 当灯达到寿命终点时, 其亮度正好达到目标设计值。根据这一特点, 采用降压节电的方法可以补偿灯具的这一老化过程, 在保证灯的正常亮度的条件下, 实现节电20%-40%。

表1是高压钠灯在不同电压下功率、光通量与额定电压工作时的对比:

相对电压 (100%时为额定电压)

目前市场上现有的路灯调压节电器一般安装比较简单, 投资相对较低, 此方法对现有最为普遍的气体放电照明灯具 (如高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等) 路灯系统的改造项目最为适用。

1.1.3 调整电流节能

一般繁华地段, 晚上七八点钟, 人车流量最大时, 正好用电高峰, 此时路灯正常点亮, 在九点用电高峰过后, 路灯电压逐步上升, 灯光耗电和亮度也逐增, 此时人车流量相对高峰期有所减少, 12点过后, 路灯电压继续上升, 人车流量继续下降, 而此时路灯灯光反而最亮, 灯温急剧上升, 电压在不平衡时最高可达到250伏以上, 使得部分灯管过早老化, 造成能源不能合理利用, 设备无法合理保护。调光电器正是基于此因诞生的产品, 其系统一般由调光镇流器、触发器、定时控制器和光源组成。调光镇流器相对传统钠灯镇流器增加了一组高阻抗线圈, 定时控制器的功能是达到设定的时间后把镇流器的高阻抗线圈切换的点灯线路, 降低光源的工作电流, 从而降低光源的亮度, 达到节能的目的。目前市场上比较成熟的产品有400W变250W、250W变150W、150W变100W三档产品。此类产品对已经安装传统电器的路灯, 无需更换灯头, 只需要更换电器就可以实现节能的目的。

切换功率以后路面照明的均匀度不会受到影响, 但平均照度会有大幅度的下降, 因此适合后半夜对照度要求不高的路段。

1.2 使用高效灯具节能

在路灯系统中通过使用高功效灯具也可达到节电效果, 目前较为常用的高效灯具有LED灯具、无级灯、新型高压气体放电光源等。

1.2.1 LED灯具

近年来, 随着LED照明光源发光效率的提高及散热技术的逐步完善使得LED灯具逐渐具备了应用于路灯照明的技术条件。同时, 近几年LED灯具价格的逐步降低又进一步推动了LED灯具广泛应用于路灯照明的进程。与传统光源相比, LED路灯节能效果明显, 节电率通常可达到50%, 且主要照明指标可以满足相关道路照明标准。不过与传统光源相比, LED价格仍然较高, 且光衰问题有待进一步考证。

1.2.2 无极灯

无极灯作为一种新型的高效节能照明新光源, 主要由高频发生器、耦合线圈、灯泡三部分构成。无极灯顾名思义没有电极, 也就是没有灯丝, 抗振动能力强, 因此寿命要比一般的钠灯、荧光灯长3~5倍, 能达到50000小时以上, 适合用在不方便进行维护的场所, 由于EMC等技术瓶颈, 目前无极灯的光效不高, 只有70~80lm/W, 最大功率一般只能达到150W, 且价格昂贵, 光源体积庞大, 不适合大规模用在路灯领域做功能性照明。

1.2.3 新型高压气体放电灯光源

目前市场上还有一些新型高压气体放电灯光源, 以PHILIPS公司的COSMOPOLIS为代表, 该光源相比传统高压钠灯、金卤灯光源, 具有以下优势:

(1) 尺寸更小, 比传统光源减小50%以上, 更加利于设计反光器, 使灯具效率达到一个更高的水平。

(2) 发光效率更高, 比高压钠灯高10%以上, 比金卤灯高30%以上;

(3) 相比高压钠灯有更优异的显色性 (Ra>65) , 夜晚更利于行车安全;

但目前该系列的大功率功能性照明产品推出时间不长, 而且全部需要进口, 价格昂贵, 国内用户很少, 可靠性和性能尚需要时间来验证。

1.3 使用绿色能源

在实际应用过程中, 也可考虑采用太阳能、风能等绿色能源作为路灯的电力来源, 目前较为常用的方式是采用风光互补作为电源, 但由于绿色能源受气候影响很大, 需要安装蓄电池作为能源补充。由于受太阳能板转换率、风速及蓄电池使用寿命制约, 太阳能和风能灯具的功率一般不超过70W, 另外, 亮灯时间受天气影响不稳定, 不太适合主干路照明使用, 太阳能电池板目前价格比较昂贵, 如采用蓄电池作为补充电源则需要定期更换, 维护费相对较高。较为适用于庭院、厂区内等对照明要求不高的道路。

2 路灯节电方案的比较结论

各种路灯节电方案的优缺点及适用范围如表2所示: