第十六章 电磁转换(§16.1~§16.3)
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第十六章 电磁转换1. 福州科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互吸引的原理制成的,每个轮的边缘装有l2个侧放的柱形磁体,如图所示.当推动A 轮转动时,其他3个轮会随之转动.若A 轮磁体外侧是N 极,则C 轮磁体外侧是 极.如果A 轮顺时针转动,C 轮将 时针转动,D 轮将 时针转动(两空均填“顺”或“逆”).2. 磁悬浮列车是一种未来的交通工具,它是通过列车上的电磁铁A 、B 与固定在轨道上的磁极N 、S 发生磁排斥而实现悬浮的.当列车在轨道上悬浮起时(如图所示),在电磁铁A 、B 中分别通有(俯视) 和 的电流(填“顺时针”或“逆时针”).3. 如图是动圈式话筒的结构示意图.当你对着它说话或唱歌时,人声带由于 而产生的声音,通过 传播到膜片,使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的 ,线圈在运动中能量的转化情况是 . 4. 很长一段时间里,人们认为电现象和磁现象是互不相关的,但也有人注意到电和磁之间有很多相似之处,他们相信二者之间存在某种内在的联系.许多科学家为寻找这种联系进行了不懈的努力.(1)1820年4月,丹麦物理学家 发现了“电生磁”现象;1831年,英国科学家 又发现了电磁感应现象,实现了“磁生电”现氛这两个重要的发现揭示了电和磁之间确实存在不可分割的联系.(2)你一定也发现了电和磁之间存在很多相似之处,下表将电现象和磁现象的某些相似点作出对比,请仿照示例完成该表.5.阅读短文,回答问题.磁悬浮列车磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具,是高新技术的产物,上海磁悬浮列车示范运营线项目于2006年4月26日正式通过国家验收.正线全长约30 km,设计最高运行时速430 km/h,单向运行时间7 min 20 S.(1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示.要使列车悬浮起来,车身线圈的上端是极.若列车总质量是20 t,磁悬浮列车行驶时,强大的磁力使列车上升10mm,那么上升过程中磁力对列车做功 J.(g取10N/kg)(2)如果列车在单向运行过程中,只停靠一站,那么,停靠时间约为 S.(设磁悬浮列车全程均以360 km/h的速度行驶)(3)图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图,A是磁性稳定的电磁铁,安装在铁轨上,B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管.B中电流方向如图乙所示,请在图中标出通电螺线管的N极,螺线管B与电磁铁A之间相互 (填“排斥”或“吸引”),从而使列车悬浮在铁轨上方.6.地球是一个大磁体,它的周围存在磁场.小青同学看了“机遇号”探测器降落火星的电视新闻后,想到:“火星的周围也存在磁场吗?”假若你能降落到火星,请用一个简单的实验来研究这个问题.你的做法是:。
2、磁体3、磁极知识结构图电与磁(磁现象·磁场·电生磁·电磁铁·电磁继电器)一、磁性与磁体1、磁性:物体吸引铁、钴、镍等物质的性质(1) 概念:具有磁性的物体(2) 形状不同的磁体:磁针、条形磁体、蹄形磁铁等 (3) 性质:①吸铁性,磁体只能吸引铁、钴、镍等钢铁类物质②指向性:指南北③磁体各部分的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部分是磁极;任何磁体有且只有两个磁极④磁体周围存在着磁场(1) 概念:磁体上磁性最强的部分叫做磁极 (2) 位置:位于磁体的两端(3) 任何磁体上都有两个磁极:南极 S 极、北极 N 极(4) 磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引【说明】①磁极间的相互作用就是通过磁场发生的;②两个物体的一端互相排斥说明这两个物体肯定有磁性;两个物体的一端互相吸引不能说明这两个物体肯定有磁性。
电磁学 磁现象磁性的概念 磁极及其相互作用 磁场的特点及描述:磁感线 地磁场的特点电生磁奥斯特实验电磁铁磁性强弱的影响因素及应用(电磁继电器) 磁场对电流的作用电动机磁生电(电磁感应) 发电机4、磁化5、条形磁体的磁感线画法:【复习】电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引(1)概念:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化;(2)铁和钢制的物体都能被磁化:铁棒离开磁体磁性立即消失;钢棒被磁化后磁性不容易消失(3)磁化的方法:①用一个物体(铁、钢等)在磁体上沿一个方向摩擦,可使这个物体变成磁体;二、磁场②用一个物体(铁、钢等)靠近磁体,也可使这个物体变成磁体;1、概念:磁体或电流周围存在一种特殊物质,能够传递磁体与磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用,这种的特殊物质叫磁场【补充】磁场是真实存在的;电流就是一个磁体2、基本性质:对放入其中的磁体产生力的作用【补充】电阻基本性质是对电流有阻碍作用;力的作用可能是吸引也可能是排斥。
第十六章电磁转换16.1 磁体与磁场一、磁现象:1、磁性:物体能吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)2、磁体:具有磁性的物体(即:磁体的吸铁性)定义:磁体两端磁性最强的部分。
(一个磁体有两个磁极)种类:南极(S)和北极(N)3、磁极:在水平面上自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫南极(s),指北的磁极叫北极(N)(即:磁体的指向性)磁极间相互作用的规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
说明:最早的指南针叫司南。
一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极。
4、磁化:使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程。
5、判断物体是否具有磁性的方法:①根据磁体的吸铁性判断;②根据磁体的指向性判断;③根据磁极间相互作用规律判断;二、磁场:1、定义:磁体周围存在着一种传递磁极间相互作用的物质。
它是一种看不见、摸不着的特殊物质。
磁场看不见、摸不着我们可以根据它对放入其中的小磁针产生磁力的现象来认识它。
这里使用的是转换法。
通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。
2、基本性质:磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。
磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
3、磁场是有方向的。
磁场方向规定:小磁针放入磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向(即小磁针北极所受磁力的方向)就是该点磁场的方向。
4、磁感应线:①定义:用来形象地描述磁场分布情况的一些有方向的曲线。
(任何一点的曲线方向都跟放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致)②方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。
③说明:A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的假想曲线,不是客观存在的。
但磁场是客观存在。
B、磁感线是封闭的曲线。
C、磁感线是立体的分布在磁体周围,而不是平面的。
D、任何两条磁感线都不会相交。
E、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
磁场越强的地方,磁感线越密。
F、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。
5、条形磁体、蹄形磁体、异名磁极和同名磁极的磁场分布(5张图必须记住)异名磁极的磁场条形磁体的磁场蹄形磁体的磁场同名磁极的磁场三、地磁场(如图16-8):1、定义:地球是一个巨大的磁体,在地球周围存在的磁场。
第十六章电磁转换(§16.1~§16.3)
一、选择题(每题3分,共30分)
l.指南针是中国古代的四大发明之一,它指南北是因为( ) A.同名磁极可相排斥B.异名磁极互相吸引
C.指南针能吸引铁、钴、镍等物质D.地磁场对指南针的作用2.在磁场中,肯定不受力作用的是( ) A.铝棒B.钢片C.通电钢棒D.小磁针3.下列四位科学家都对物理学的发展做出了卓越的贡献,其中首先发现电流磁效应的科学家是( ) A.爱因斯坦B.帕斯卡C.奥斯特D.牛顿4.下图能正确反映出螺线管极性与电流方向关系的是( )
5.要改变通电导体在磁场中的受力方向,下列办法中可行的是( ) A.改变通电导体中的电流方向B.增大通电导体中的电流
C.减小通电导体两端的电压D.同时改变导体中的电流方向和磁场方向6.以下的用电器中,属于利用“通电导线在磁场中受磁场力的作用”原理工作的是A.电视B.日光灯C.电磁炉D.电风扇( ) 7.下面为电流埂其磁场的磁感线分布图示,其中正确的是( )
A.图(a)和图(b) B.图(1))和图(d) C.图(a)和图((d) D.只有图(c) 8.如图所示,弹簧测力计下悬挂一小条形磁铁,使弹簧测力计沿着水
平放置的大条形磁铁的声端N极开始,向右端S极处逐渐移动时,弹簧测
力计示数将( )
A.逐渐增天B.逐渐减小
C.先减小后增大D.先增大后减小
9.电磁铁的两磁体的位置如图所示,虚线表示磁感线,那么磁极甲、
乙、丙、丁的顺序是( ) A.S、N、S、N B.N、N、S、N
C.S、N、S、S D.N、S、N、N
10.如图所示,是一种防汛报警器的原理图,K是触点开关,B是一个
漏斗形的竹片圆筒,里面有个浮子A,当水面上涨到到达警戒水位时( ) A.甲灯亮B.乙灯亮
C.两灯都亮D.两灯都不亮
二、填空题(每空2分,共20分)
11.我国正在筹建世界上第一条商业磁悬浮列车线路,磁悬浮列
车是利用____________磁极相互排斥的原理来实现悬浮的.电磁铁与
普通磁铁相比的突出优点是_____________(写出一个即可) .电磁铁在
生产和生活中的应用很多,在电炉、电铃、电灯中,用到电磁铁的是______________.12.我国宋代的学术著作《梦溪笔谈》中有如下一段叙述;“方家(指精通某种学问的行家)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不令南也(不是正南方向) .”以上叙述的现象证明地球是一个________,并且以事实说明了地球的地理南北极与地磁南北极_______.13.在如图所示的实验装置中,玻璃球内的导线是分开的,小磁针处于静止状态.当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时,发现小磁针发生了偏转.根据以上现象可知:当把玻璃球加热到红炽状态时,玻璃变成了_________体,此时小磁针的_______极将向螺线管偏转,小磁针和螺线管间的相互作用是通过_________发生的.
14.在一次课外活动中,小红和小刚设计了如图甲所示的实验当他们闭合开关S后,发现小磁针发生了偏转,这说明________________的周围存在着磁场。
接着小红又想用该电路判断电源的正负极。
经过讨论小刚找来了一个小铁钉,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.据此他们判断出电源的__________端是正极(填“a”或“b”) .
三、作图与实验探究题(共31分)
15.螺线管通电后,小磁针静止时指向如图所示,请在图中标出通电螺线管的N、S 极,并标出审.源的正、负极.
16.根据如图所示的小磁针指向,画出通电螺线管的导线绕法.
17.如图所示,用笔画线代替导线,将图中各元件连成电路.要求:(1)电池串联使用;
(2)接通电路后小磁针静止于如图所示位置;(3)变阻器滑片P向右移动时,蹄形电磁铁的
磁性减弱.
18.如图所示,小明同学在水平桌面上做“测试磁铁不同部位磁性强弱”的实验.他在磁铁上选择了A、B、C、D、E五个被测部位,测A部位磁性强弱时,将磁铁的A部位与纸上的某条线对齐,推曲别针向A部位移近,当曲别针离A部位约4.5行时,刚好被吸动,他记下了行数,用以表示A部位的磁性的强弱.
(1)依据现有器材,请简要说明该同学测B部位磁性强弱的方法.
19.为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小明以电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实验.
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过_________来显示电磁铁磁
性的强弱.
(2)连接好电路,使变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到图(a)所示的情景;接着,移动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图(b)所示的情景.比较图(a)和图(b),可知_________图中的电流较小,从而发现,通过电磁铁的电流越_________(填“大”或“小”),磁性越强.
(3)如图(c),将导线绕在两枚铁钉上,构成两个简易电磁铁串联的电路.从图(c)的情景看出,在________相同的情况下,线圈的匝数越_______(填“多”或“少”),磁性越强.四、解答题(共19分)
20.图甲是小明同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表格所示.已知继电器的线圈电阻R0为10Ω,右边电源电压为6V 恒定不变.电流表0~30 mA量程接入电路,图乙是电流表表盘.当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边空调电路正常工作.(1)该同学将电流表改成了温度表,通过计算并标出表盘上25℃的位置。
(2)为了节省电能,使温度达到30℃时空调才能启动制冷,电路中要串联多大电阻?(3)为了给空调设定不同的启动温度,请你
附加题
1.如图所示,为使滑动变阻器的滑片P向右移动时,通电螺线管对条形磁铁的斥力变大,则电源和变阻器接入电路的方式可以是( ) A.G接F,E接B,D接H B.G接F,E接A,D接H
C.G接E,F接B,D接H D.G接E,F接A,D接H
2.如图所示,闭合S后通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端,则( ) A.Q端为N极,a端为正极B.Q端为N极,a端为负极
C.Q端为S极,a端为正极D.Q端为S极,a端为负极3.两个通电螺线管,它们的一端都位于图甲中的虚线框内.为探究两个通电螺线管之间的磁场方向,把9枚小磁针分别放在方框内9个小黑点的位置上,实验记录小磁针静止时的指向如图乙所示.请你将图乙中所有小磁针的N极涂黑
4.有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示。
控制电路由电压为U1=9 V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220 V电源和电阻为R2=44 的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈达到60 mA时,衔铁才吸合,切断工作电路.热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示.
(1)求电热丝工作时的功率和在10 min内产生的热量.
(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值.
(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?简要说明理由.
参考答案
一、选择题
1.D 2.A 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.A 9.C 10.B 二、填空题
11.同名电磁铁磁性的有无可由通、断电来控制,或电磁铁磁性的强弱可由电流大小控制等电铃12.磁体并不重合13.导N 磁场14.通电导体(或电流) a 三、作图与实验探究题
15.如图所示.16.如图所示.17.如图所示.
18.(1)移动磁铁,将磁铁的B部位(或磁铁的长边)与纸线对齐,推曲别针向B部位移近,至被吸动为止,记下曲别针距磁铁B部位的行数.
(2)下表所示.
19.(1)多.
四、解答题
20.(1)如图所示;(2)30 Ω;(3)改变电压,使用调压器;或改变电磁继电器线圈匝数;
或使用抽头旋转式线圈.
附加题
1.A
2.C
3.如图甲或图乙所示.
4.(1)1100 W;6.6×105J;(2)50 Ω;
(3)若恒温箱设定的温度提高,热敏电阻R1的
阻值将减小,衔铁吸合工作电流,即线圈中
电流仍需60mA,即要求控制电路中总电阻不变,
所以电阻箱R0的阻值应调大.。