電磁轉(zhuǎn)換 學(xué)案與練習(xí)1 (無(wú)附答案)

1、電磁轉(zhuǎn)換 學(xué)案與練習(xí)1（無(wú)附答案）一. 本周教學(xué)內(nèi)容： 第16章 電磁轉(zhuǎn)換電流的磁效應(yīng)丹麥的物理學(xué)家奧斯特于1820年4月發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。即，導(dǎo)電導(dǎo)體跟磁體一樣，周圍也存在著磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān)。通電螺線管周圍存在著磁場(chǎng)；它的磁感應(yīng)線分布與條形磁鐵的十分相似。通電螺線管的極性跟電流方向間的關(guān)系，可用右手螺旋定則來(lái)判定。右手螺旋定則用右手握住螺線管，讓四指彎曲且跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。電磁鐵：定義電磁鐵是一個(gè)帶有鐵芯的螺線管。構(gòu)造電磁鐵是由線圈和鐵芯兩部分組成的。特點(diǎn)電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性消失；通過(guò)電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；當(dāng)

2、電流一定時(shí)，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。即，電磁鐵磁性的有無(wú)，可由通斷電來(lái)控制。電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)來(lái)控制。電磁鐵的極性位置，可由電流方向來(lái)控制。電磁繼電器：結(jié)構(gòu)電磁繼電器的主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和觸點(diǎn)。原理如圖所示，是一個(gè)利用電磁繼電器來(lái)操縱電動(dòng)機(jī)的電路。其中電源E1、電磁鐵線圈、開關(guān)S1組成的控制電路；而電源E2、電動(dòng)機(jī)M、開關(guān)S2和觸點(diǎn)、開關(guān)S組成工作電路。當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵線圈中有電流通過(guò)，電磁鐵將銜鐵吸下，觸點(diǎn)開關(guān)接通，電動(dòng)機(jī)便轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)；當(dāng)斷開S1時(shí)，電磁鐵中失去電流，電磁鐵失去磁性，彈簧使銜鐵上升，觸點(diǎn)開關(guān)斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。作用使用繼電器不僅可保

3、證操作人員的安全，而且能幫助人們實(shí)現(xiàn)遙控和生產(chǎn)自動(dòng)化。疑難解析通電螺線管與條形磁鐵的異同。通電螺線管周圍存在磁場(chǎng)，通電螺線管周圍的磁場(chǎng)分布與條形磁鐵很相似，但與條形磁鐵有本質(zhì)的區(qū)別。條形磁鐵屬永磁體，通電螺線管只有在通電時(shí)才具有磁性；條形磁鐵的南北極是固定不變的，而通電螺線管的南北極與電流方向有關(guān)；條形磁鐵的磁性強(qiáng)弱是固定的，而通電螺線管的磁性強(qiáng)弱是可以變化的。右手螺旋定則的應(yīng)用。應(yīng)用右手螺旋定則的時(shí)候，要明確定則中的拇指和彎曲的四指分別表示什么。對(duì)于螺線管的繞制方向，要求會(huì)看圖，能根據(jù)圖分析電流的方向。當(dāng)圖形是畫在紙上的，由于手不能直接握住螺線管，就給判定帶來(lái)了困難。此時(shí)可按下述的方法進(jìn)行判

4、斷：為了便于想象，可以手握一支鋼筆或紙筒來(lái)與圖形對(duì)照。標(biāo)出螺線管能看到的一面導(dǎo)線的電流方向；伸開右掌，掌心握住表示螺線管的鋼筆或紙筒，讓彎曲的四指與電流的方向一致。此時(shí)拇指的指向就是螺線管的北極方向。電磁鐵的鐵芯是用軟鐵制成的。從物體能否被磁化、能否長(zhǎng)期保存磁性的角度，把鐵分成軟磁性鐵和硬磁性鐵兩類，分別簡(jiǎn)稱為軟鐵、硬鐵。要注意，此處的軟、硬是指在磁性方面的特點(diǎn)，指物體保持磁性的能力。如果某種物質(zhì)在磁場(chǎng)能被迅速磁化，去掉外磁場(chǎng)后又能迅速失去磁性，這種物質(zhì)就是軟磁性物質(zhì)。電磁鐵、變壓器、電動(dòng)機(jī)的鐵芯都用軟磁性物質(zhì)制成。能長(zhǎng)期保存磁性的物質(zhì)叫硬磁性物質(zhì)，永磁體都用硬磁性物質(zhì)制成。電磁鐵的鐵芯用軟鐵

5、制作的原因，是因?yàn)殡姶盆F在工作時(shí)，需要通電后立即有很強(qiáng)的磁性，產(chǎn)生很強(qiáng)的吸引力；在斷電時(shí)沒(méi)有磁性，不具有對(duì)鐵的吸引力，能將原來(lái)吸引上來(lái)的鐵類物質(zhì)迅速放下。而鋼是硬磁體，通電后會(huì)磁化成為永磁體，用鋼作鐵芯的電磁鐵，其磁性強(qiáng)弱隨電流大小的變化就不明顯了。電話聽筒里的鐵芯為何用磁鐵？電磁鐵的鐵芯通常是采用沒(méi)有磁性的軟鐵，而電話聽筒中電磁鐵的鐵芯卻采用永磁鐵，這是為什么呢？要深刻理解其中的道理，還受到我們所學(xué)知識(shí)的局限，這里作些淺易的說(shuō)明，用軟鐵做鐵芯，聽筒也能傳出聲音，但由于磁性不強(qiáng)而使聲音輕微，更重要的是聽到的聲音失真較大，即通常聽說(shuō)的變調(diào)，而用永磁鐵做鐵芯，既可以聽到清晰、宏亮的聲音，又可以保持

6、聲音的真實(shí)性。典型例題 例1 如果通電螺線管的磁場(chǎng)使小磁針成如圖所示的指向，試標(biāo)出通電螺線管中電流方向，以及電源的正、負(fù)極（小磁針的黑端為磁針的北極）。分析：通電螺線管相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵，由小磁針的指向可判定出通電螺線管左端為S極，右端為N極，運(yùn)用安培定則可判定出通電螺線管中的電流方向，再根據(jù)電流方向進(jìn)一步判定電源的正極和負(fù)極。解答：如圖所示。例2 試根據(jù)如圖所示的電池極性和螺線管的N、S極，說(shuō)明螺線管的繞法。分析：先根據(jù)螺線管的磁極，用右手螺旋定則確定螺線管中的電流方向（可用鉛筆在圖上輕輕畫出），然后從電源正極流出的電流那端畫起，看線是從正面繞到背面符合要求，還是從背面繞到正面符合要求，先畫

7、出第一匝，再依次畫出其余線圈使電流流回電源的負(fù)極，最后可用右手螺旋定則檢查一遍。解答：如圖所示的繞制螺線管。例3 某同學(xué)在一個(gè)空心紙管上繞了一些漆包線，為了使導(dǎo)線通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)明顯增強(qiáng)，可以采用的方法是：A. 拆去若干圈導(dǎo)線，使所繞導(dǎo)線的電阻減小一些。B. 在空心紙管內(nèi)部放入一個(gè)盡量粗一些的鐵芯。C. 再多繞若干圈導(dǎo)線，并在空心紙管內(nèi)放入一個(gè)銅心。D. 在空心紙管內(nèi)部放入任意材料的金屬都可以。分析：通電螺線管的磁性強(qiáng)弱與通入的電流大小、線圈匝數(shù)多少、是否插入鐵芯等有關(guān)。如果拆去若干圈導(dǎo)線，所繞導(dǎo)線的電阻是會(huì)減小一些，若電源電壓不變，電流會(huì)大一些，但線圈的匝數(shù)減少了，那么磁性可能還會(huì)減小，即使

8、由于電流大一些使磁性強(qiáng)一些，也很不明顯。同時(shí)，增加匝數(shù)，如果電流減小一些，磁性也不一定增強(qiáng)。插入鐵芯來(lái)增強(qiáng)磁性，其道理是鐵芯被磁化，所以插入的應(yīng)是磁性金屬，而不能是銅或任意材料的金屬。綜上所述，可采用的方法是B。解答：B。例4 如圖所示是故障自動(dòng)報(bào)警裝置，當(dāng)工作電路發(fā)生故障而斷開時(shí)，指示燈就發(fā)光、電鈴發(fā)出報(bào)警聲音，故障排除后，工作電路接通，指示燈就熄滅，為什么？分析：電磁繼電器是利用電磁鐵控制報(bào)警電路通、斷的開關(guān)。電磁鐵通電時(shí)，把銜鐵吸下來(lái)，使動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分開，電路斷開；電磁鐵斷電時(shí)，失去磁性，彈簧使銜鐵上升，觸點(diǎn)開關(guān)閉合，報(bào)警電路接通。解答：當(dāng)工作電路發(fā)生故障而斷開時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵

9、被彈簧升起，觸點(diǎn)開關(guān)接通，指示燈發(fā)光，同時(shí)電鈴發(fā)出報(bào)警聲音，告訴人們需要修理。當(dāng)故障被排除后，工作電路接通，電磁鐵有了磁性，把銜鐵吸下來(lái)，指示電路被切斷，指示燈熄滅，鈴聲停止，工作電路正常運(yùn)行。模擬試題在靜止的小磁針上方，有一根與磁針平行的導(dǎo)線，給導(dǎo)線通電時(shí)磁針將，這是丹麥的物理學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明：。實(shí)驗(yàn)表明，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和周圍的磁場(chǎng)十分相似，改變通電螺線管中的電流方向，通電螺線管的磁極將，這表明通電螺線管的磁極跟有關(guān)，它們間的關(guān)系遵循定則。電磁鐵是一個(gè)的螺線管，它是由和兩部分組成的。電流周圍的磁場(chǎng)的方向由決定。（ ）發(fā)現(xiàn)電生磁的科學(xué)家是：A. 沈括 B. 法拉第 C. 歐姆

10、 D. 奧斯特（ ）當(dāng)用電磁繼電器來(lái)操縱高電壓強(qiáng)電流的開關(guān)時(shí)，其主要作用是：A. 節(jié)約用電 B. 安全用電 C. 保護(hù)用電器 D. 使用方便下圖中，當(dāng)將兩根導(dǎo)線接在電源兩極時(shí)，發(fā)現(xiàn)右側(cè)所吸引的大頭針較少。這說(shuō)明在相同時(shí)，電磁鐵的磁性還與有關(guān)，且越多，磁性越強(qiáng)。（ ）如圖，玩具小船上用電池和有鐵芯的螺線管組成一個(gè)閉合電路，把小船按東西方向放置在水面上，放開小船后船頭A最后的指向是：A. 向東 B. 向南 C. 向西 D. 向北10.（ ）如圖，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從A滑向B時(shí)，通電螺線管的磁性將：A. 減弱 B. 增強(qiáng) C. 不變 D. 螺線管兩端的極性將發(fā)生改變 11.畫出下圖中通電螺線管的南北極和其周圍的磁感應(yīng)線。12.（ ）要增強(qiáng)電磁鐵的磁性，下列方法中可行的是：A. 改變電磁鐵中的電流方向 B. 增加線圈的匝數(shù)C. 拿掉其中的鐵芯 D. 減弱線圈中的電流13.（ ）將圖中通電螺線管中的鐵芯抽去，可以看到的現(xiàn)象是：A. 懸掛磁鐵的彈簧伸長(zhǎng) B. 懸掛磁鐵的彈簧縮短C. 懸掛磁鐵的彈簧發(fā)生扭轉(zhuǎn) D. 懸掛磁鐵的彈簧長(zhǎng)度不變14.如圖，試把兩個(gè)螺線管串聯(lián)在電路中，使電路閉合后兩個(gè)通電螺線管互相