交变电磁作业

《制作电磁铁》作业设计方案第一课时一、设计目的本次实验旨在让学生了解电磁铁的基本原理和制作方法，通过亲自动手操纵材料，制作出一个能够产生磁场的电磁铁，并观察其在不同电流强度下的磁性效果。

通过本实验，学生将加深对电磁学的理解，并培养实验动手能力。

二、实验材料1. 电磁铁的铁芯：可使用铁钉或者铁条作为材料，长度约10厘米。

2. 绕线：细铜线，长度约1米。

3. 电池：干电池或者充电电池，电压为1.5伏。

4. 电线：用于连接电磁铁的电线。

三、实验步骤1. 将铁芯放置在桌子上，确保其垂直于桌面。

2. 将绕线绕在铁芯上，绕几层后，两端留出一段电线。

3. 将电线的一端连接到正极，另一端连接到负极，观察电磁铁是否产生磁场。

4. 调节电流强度，观察磁场的变化。

四、实验初步预期结果1. 当电流通过绕线时，铁芯将具有一定的磁性，能够吸引铁磁物质。

2. 随着电流强度的增加，磁场强度也会增加。

3. 当断开电流时，铁芯将失去磁性。

五、实验注意事项1. 在操作实验时，要小心绝缘处理，避免触电或短路。

2. 注意控制电流强度，以免过载或者损坏电池。

3. 在操作实验时，注意绕线的细节，确保绕线紧密并均匀。

六、实验拓展1. 学生可以尝试使用不同材料制作电磁铁，观察其磁性效果有何不同。

2. 学生可以尝试调节电流强度，观察其对磁场强度的影响。

3. 学生可以进一步探究电磁铁在不同环境下的应用，例如电磁吸盘等。

七、实验总结通过本实验，学生将对电磁学有一个初步的了解，培养了实验动手能力和观察能力。

同时，学生也掌握了制作电磁铁的基本原理和方法，为日后的学习打下基础。

希望学生能够在实践中更好地理解电磁学知识，培养科学探究精神。

第二课时一、课程背景：在学习物理课程中，电磁铁是一个非常重要的实验器材，通过制作电磁铁可以帮助学生更好地理解电磁现象的原理。

本次实验旨在让学生通过亲自动手制作电磁铁，加深对电磁学知识的理解，培养学生实验操作能力和动手能力。

二、实验目的：1. 了解电磁铁的原理和结构；2. 掌握制作电磁铁的方法和步骤；3. 熟练使用电磁铁进行实验；4. 激发学生对物理学的兴趣。

电磁法电磁法是以地壳中岩、矿石的导电性、导磁性和介电性差异为基础，通过观测和研究人工的或天然的交变电磁场的分布来寻找矿产资源或解决其它地质问题的一类电法勘探方法。

电磁法所依据的是电磁感应现象。

以低频电磁法(f<10－4Ｈｚ)为例，如图1供入发射线圈时，就在该线圈周围建立了频率和所示，当发射机以交变电流I1相位都相同的交变磁场H1，H1称为一次场。

若这个交变磁场穿过地下良导电体，则由于电磁感应，可使导体内产生二次感应电流I2(这是一种涡旋电流)。

这个电流又在周围空间建立了交变磁场H2，H2称为二次场或异常场。

利用接收线圈接收二次场或总场(一次场与二次场的合成)，在接收机上记录或读出相应的场强或相位值，并分析它们的分布规律，就可以达到寻找有用矿产或解决其它地质问题之目的。

图1 电磁法原理示意图电磁法的种类较多，按场源的形式可分为人工场源（又称主动场源）和天然场源（又称被动场源）两大类。

按发射场性质不同，又分为连续谱变（频率域）电磁法和阶跃瞬变（时间域）电磁法两类。

按工作环境，又可以将电磁法分为地面、航空和井中电磁法三类。

与传导类电法相比，电磁法具有如下特点：(1)它的发射和接收装置都可以不采用接地电极，而是以感应方式建立和观测电磁场，因此航空电法才成为可能；(2)采用多种频率测量，可以扩大方法的应用范围；(3)观测电磁场的多种量值，如振幅(实分量、虚分量)、相位等，可以提高地质效果。

一、频率域和时间域电磁场基本特征1.频率域电磁场的基本特征在频率域电磁场中常用的电磁场是谐变场，其中场强、电流密度以及其他量均按余弦或正弦规律变化，如：借助于交流电的发射装置，如振荡器、发电机等，在地中及空气中建立谐变场。

激发方式一般有接地式的和感应式两种。

第一种方式与直流电法一样利用 A、B 供电电极，将交流电直接供入大地。

由于供电导线和大地不仅具有电阻而且还有电感。

所以由A、B电极直接传入地中的一次电流场在相位上与电源相位发生位移。

国家开放大学《机电一体化系统综合实训》作业1-4参考答案作业1一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量——是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。

2.灵敏度——指在稳态下，输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。

即为传感器灵敏度。

S=dy/dx=ΔY/ΔX3. 压电效应——某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。

当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。

4. 动态误差——在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。

5. 传感器——是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。

二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：（内循环）和（外循环）。

2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括（性能指标），（系统功能），（使用条件）。

3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（PLC）。

4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是（20mm）。

5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的（位置和速度），使它们同步协调到达目标点。

6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为（0.02）。

7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（增加而减小）。

8. 累计式定时器工作时有（2）。

9. 复合控制器必定具有（前馈控制器）。

10. 钻孔、点焊通常选用（简单的直线运动控制）类型。

三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（）A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是（）A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（）A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（）A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。

浑源七中2023年3月22日高二物理假期作业一、单选题（共8小题）1. (4分)以下现象中属于涡流现象的应用的是( )A. 某家用电烤箱B. 监考老师手中的探测仪C. 高压带电作业屏蔽服D. 车载充电器2. (4分)如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是( )A. 线圈中的感应电流沿顺时针方向B. 电阻R两端的电压随时间均匀增大C. 电阻R两端的电压保持0.1 V不变D. 通过电阻R的电流为0.02 A3. (4分)如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是( )A. B.C. D.4. (4分)如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.一个总电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴匀速转动(O轴位于磁场边界)，周期为T，t ＝0时刻线框置于如图所示位置，则线框内产生的感应电流的图像为(规定电流顺时针方向为正)( )A. B.C. D.5. (4分)如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体棒，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻均可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则( )A. ef将减速向右运动，但不是匀减速B. ef将匀减速向右运动，最后停止C. ef将匀速向右运动D. ef将往返运动6. (4分)如图所示是法拉第做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法中正确的是( )A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流B. 断开开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流C. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表G中有b→a的感应电流D. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G中有b→a的感应电流7. (4分)如图所示，电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关S是闭合的，三盏灯泡均发光．某时刻将开关S断开，则下列判断正确的是( )A. M点电势高于N点，A灯闪亮后缓慢熄灭B. M点电势高于N点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭C. N点电势高于M点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭D. N点电势高于M点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭8. (4分)如图所示，相距为L的两根足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，其余电路电阻都不计，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B.现将质量为m 的导体棒由静止释放，当棒下滑到稳定状态时，速度为v.下列说法错误的是( )A. 导体棒达到稳定状态前做加速度减小的加速运动B. 当导体棒速度达到时加速度大小为g sinθC. 导体棒的a端电势比b端电势高D. 导体棒达到稳定状态后，电阻R产生的焦耳热等于重力所做的功二、多选题（共4小题）9. (4分)下列图像描述的电流属于交变电流的是( )A. B.C. D.10. (4分)如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向且与线圈共面的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示．以下判断正确的是( )A. 通过电阻R的电流的最大值为10AB. 线圈转动的角速度为50π rad/sC. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D. 0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左11. (4分)关于感应电动势，下列说法正确的是( )A. 穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势一定越大B. 穿过回路的磁通量变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关C. 穿过回路的磁通量的变化率为零，回路中的感应电动势一定为零D. 某一时刻穿过回路的磁通量为零，回路中的感应电动势一定为零12. (4分)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上，导体棒垂直于导轨放置．t＝0时，棒ab以初速度v0沿导轨向右滑动．两导体棒的质量都为m，两导体棒接入回路的电阻都为R，其余部分的电阻忽略不计，磁感应强度为B，两导轨间距为L，下列说法正确的是( )A. 两导体棒最后的速度都为零B. 导体棒ab的最大加速度为C. 导体棒cd产生的电热为D. 通过导体棒cd的电荷量为三、实验题（共2小题）13. (6分)如图所示，在图(1)中，G为指针在中央的灵敏电流计连接在直流电路中时的偏转情况．今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________；图(3)中电流计的指针将向__________偏转；图(4)中的条形磁铁上端为________极．14. (8分)(1)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置：①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转(填“向左”“向右”或“不”)；②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________；A．插入铁芯B．拔出A线圈C．变阻器的滑片向左滑动D．断开开关S瞬间(2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲中所示，即电流从电流表G的左接线柱流入时，指针也从中央向左偏．今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向向________(填“上”或“下”)；图丁中的条形磁体下端为________极(填“N”或“S”)．四、计算题（共4小题）15. (7分)如图甲，1 000匝的线圈(图中只画了1匝)两端与一个R＝4 Ω的电阻相连，线圈面积S＝2×10－2m2、电阻r＝1 Ω。