电磁铁与自动控制.doc

博锐精品教育 第十五章 电磁铁与自动控制 一 ：磁性、磁体、磁极 1 磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质 2 磁体：具有磁性的物体（1）从形状上来分：可分为条形磁体、蹄形磁体、针形磁体（2）从来源上来分：可分为天然磁体和人造磁体（3）从保持磁性时间的长短来分：可分为硬磁体（或永磁体）和软磁体 3 磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极（1）每个磁体上有两个磁极：南极和北极（2）磁极总是成对出现的不存在单个磁极的（3）条形磁体两端磁性最强，中间最弱二 ：磁极间的相互规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引三 ：磁化与去磁（1）磁化：把磁性物质与磁铁的磁极接触或靠近时显出磁性过程 注：磁化了的物体与使它磁化的磁极靠近的那一端一定是异名磁极 （2）去磁的方法：不断的敲击已磁化的钢针 放在火焰上加热四 ：磁体的周围存在一种特殊的物质 （1）基本性质：它对放入其中磁体产生磁力的作用 （2）磁场的方向：小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向五 ：磁感应线：描述磁场的分布情况 注：（1）磁场是真实存在的性质，而磁感应线是人们为了直观形象地描述 磁场的分布情况，并不是客观存在的真实曲线，因此磁感应线画成 虚线 （2）磁感线是有方向的，曲线上任何一点切线的方向就是该点的磁场方向 （3）磁感线是一闭合的曲线，外部是由北极出来回到南极，内部都是从南 极指向北极 （4）磁感线的分布是立体的 （5）空中任何两条磁感线绝对不会相交 （6）磁感线的分布的密度可以表示磁场的强弱六 ：地磁场：在地球周围存在着磁场 （1）地磁的S极在地理北极附近，地磁的N极在地理S极附近 （2）地磁的南北极和地理的南北极并不重合例1：一根钢棒靠近小磁针一端的磁极时发现小磁针的磁极被吸引，说明钢棒原来（ ） A. 一定有磁性 B.一定没磁性 C. 可能有磁性，也可能没磁性 D.被排斥时有磁性，被吸引时没磁性例2：如图所示，用细绳将条形磁铁悬:挂在空间自由转动，当条形磁铁静止后，ab图一 a端指向南方，b端指向北方，由此可判断出（ ） A.a端是N极 B.b端是S极 C.a端是S极 D.无法确定甲乙SN图二例3： 甲乙两条形磁铁之间有一小磁针，自由转动的小磁针静止时的指向如图 所示，则（ ） A.甲是S极，乙是N极 B.甲是N极，乙是S极 C.甲乙都是N极 D.甲乙都是S极甲 乙 丙图三例4：如图3所示，条形磁铁的一段吸引两根大头针，图中表示正确的是（ ） A.甲正确 B.乙正确 C.丙正确 D.都不正确例5如图4所示，在图中画出描述两磁极之间磁场的磁感线及方向。S S图四例6：为了探究磁铁怎样去磁的问题，小丽同学提出了如下方案，将条形磁铁一端固定在铁架台上，另一端吸引着一些大头针，用酒精灯加热磁铁一段时间后，出现的现象是大头针纷纷下落，此实验能得出的结论是（ ） A.加热可使磁铁磁性增强 B.加热可使磁铁磁性减弱 C.加热不影响磁铁的磁性 D.大头针的下落时由于磁铁受热膨胀造成的例7：用铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者相互不吸引，用铁棒乙的一端靠近甲的 中部时，两者相互吸引，则（ ） A.甲无磁性，乙有磁性 B.甲有磁性，乙无磁性 C.甲乙都有磁性 D.甲乙都无磁性PQab图7例8.如图7所示是用来描述某一磁体周围的磁感线，由磁感线的分布特点可知：a点的磁场比b点的磁场 （选填“强“或”弱“），若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向 处（选填P或Q）。七 ：电流的磁效应：电流的周围存在着磁场，且磁场的方向跟电流的方向有关(丹 麦的物理学家奥斯特)八 ：通电螺线管的磁场：其周围的磁场与条形磁铁相同（1）磁极影响因素：电流方向 绕发有关（2）磁极判断方法：右手螺旋定则用右手握住螺线管，让四指弯向螺线 管中电流方向则大拇指的那端是北极例9、图中电流方向与其极性标得正确的是 例10、如下图所示，通电螺线管的小磁针静止时，小磁针指向不正确的是 A、a B.、b C、c D、d 例11、根据图中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管的N、S极和电源的正、 负极。例12：小凌同学在学习了磁知识后，对磁现象很感兴趣。一天晚上，她 在台灯 下研究磁铁，偶然发现当磁铁靠近发光的台灯时，灯泡内的钨丝晃动了。 让我们和小凌同学一起来探究： (1)提出问题：_ (2)建立假设：可能是磁铁对钨有吸引作用；可能是 (3)获得证据：小凌找来同样的钨丝，用磁铁靠近，发现钨丝不能被吸引。 (4)得出结论：钨丝晃动并不是磁铁对钨有吸引作用，而是_。 例13、当开关S闭合后，螺线管的北极如图所示，请在图中标出电源的正极和置于螺线管正上方小磁针的N极，并将N极涂黑。 例14例14、根据图中通电螺线管的N极，标出磁感应线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。例15、如图所示，当开关闭合后，两螺线管向相反方向运动，请把乙螺线管的导线连接在右边电源上。九 ： 电磁铁: 内部有铁芯的通电螺线管 (1)影响由磁铁磁性强弱的因素: 电流的大小 线圈匝数的多少 有无铁芯 电流的有无（2） 电磁铁的铁芯用软铁制成 注（软铁容易磁化，而钢具有长期保持磁 性）（3） 电磁铁的特点：可以通过电流的通断来控制磁性的有无 通过改变电流的方向改变其磁极 可以通过改变电流的大小或匝数的多少来控制磁性 的强弱例16、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图所示的电路。（1）实验中是通过电磁铁 _来判定其磁性强弱的，所使用的物理研究方法是 。（2）图中A、B串联的目的是_ _。（3）闭合开关后，分析图中的现象，得出的结是 。（4）B铁钉的钉尖是_极。若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向_端移动。（选填“左”或“右”） 十 ：电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的装置 （1）原理：电磁铁通电时具有磁性，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 （2）工作过程分为：控制电路和工作电路 （3）电磁继电器的应用：通过控制低压电路的通断，间接控制交压工作电 路，使人远离高压危险 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒环境， 实现远距离控制 可以实现对温度、压力、光的自动控制例16、图是一种水位报警器的原理图。当水位到达金属块A时(一般的水能导电)，电路中 A绿灯亮 B红灯亮 C两灯同时亮 D两灯都不亮例17、如图所示为一种温度自动报警电器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下正确的是A温度升高至74 时，L1亮灯报警B温度升高至74 时，L2亮灯报警C温度升高至78 时，L1亮灯报警 D温度升高至78 时，L2亮灯报警例18、某同学想利用电磁继电器制成一个温度自动报警器，实现对温控箱内的温度监控用如图所示带金属触丝的水银温度计和电磁继电器组装成自动报警器，正常情况下绿灯亮，当温控箱内温度升高到一定温度时红灯亮(绿灯熄灭)请按此要求连接电路(红、绿灯的额定电压相同)电磁铁与自动控制练习：17、 爱因斯坦曾说过，“磁场”在物理学家看来“正如他坐在椅子一样实在”，这句话形象地 说明了 （ ） A、磁场是研究问题而假想的 B、磁场是真实存在的一种物质 C、椅子一定是磁体 D、磁场是看得见、摸不着的 18、关于磁场的有关说法正确的是（ ）A磁感线是磁体周围真实存在的曲线B磁体间的相互作用是通过磁场发生的C磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向跟该点的磁场方向相反D在磁体外部，磁感线从磁体的南极出来回到磁体的北极 9、地球是一个巨大的磁体，在它的周围空间存在着磁场地磁场，中华民族是最先利用地磁场服务于人类的，例如 的发明。 10、放在水平桌上的小磁针,静止时指北的一端是小磁针的_极。地球本身是一个巨大的磁体,在地磁场的磁感线从地理的_极附近出来，回到地理的_极附近。 11、a、b为两个条形磁铁的两个磁极，根据下图所示的磁感线方向，可以判断a为_，b为_，小磁针上端为_。4、图是个通电螺线管，请在图中标出磁感线方向并在括号内标出小磁针磁极的名称。 6、如图所示，根据小磁针静止时的指向，标出电源的正、负极及通电螺线管的N、S极。7、根据下图中小磁针“N”极所指的方向，画出螺线管上线圈的绕线方向 8、通电螺线管周围的磁感线方向如图所示，一个小磁针置于螺线管附近，另一个小磁针置于螺线管内部。请在图中标出两个小磁针的N、S极和电源的正、负极。 9、如图所示是简单的火警自动报警装置所需的电路元件其中温控开关在温度升高到某数值时自动闭合，常温时自动断开要求：当发生火灾时红灯亮、电铃响，发出报警信号；正常情况下绿灯亮请按上述要求。将图中元件连成一个火警报警器电路(a、b、c为三个接线柱，连线时不要交叉)10、法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔由于发现了巨磁电阻 (GMR)效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合S1、S2后使滑片P向右滑动过程中，指示灯明显变暗，则下列说法正确的是（）A电磁铁右端为N极B滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强C巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大D巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大 11、在物理学史上，第一个利用如图所示实验，证实电流周围存在磁场的科学家是（ ）A瓦特 B焦耳 C奥斯特 D法拉第 12、玩具小船装有电池和螺线管（有铁芯）组成的闭合电路，如图把小船按图示的方向静止在水面上，放开小船，闭合开关，船头最后的指向是【 】A. 向东 B. 向南 C. 向西 D. 向北 13、如图所示的电路中，电源电压不变，当开关闭合，滑动变阻器的滑片P向a端移动时下列判断正确的是 A电流表示数变小，螺线管上端为N极 B电流表示数变小，螺线管下端为N极 C电流表示数变大，螺线管上端为S极 D电流表示数变大，螺线管下端为S极 14、如图所示，通电螺线管左端小磁针N极指向正确的是15、下列哪一组用电装置或元件都是利用了电流的磁效应工作的 （ ）A、电熨斗、电解槽、电烘箱 B、电饭锅、电烙铁、电磁铁C、电话、电磁继电器、电铃 D、白炽灯、保险丝、电炉 16、在图中，能正确表示螺线管及静止小磁针的N极指向的是 （ ）18、通电螺线管两端磁极的性质决定于 ( )A、螺线管的匝数 B、螺线管中电流强度的方向 C、螺线管中有无铁心 D、螺线管的长 22、小王利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是( ) A.减少螺线管线圈的匝数 B.抽出螺线管中的铁芯 C.滑动变阻器滑片P向右移动 D.减小控制电路电源电压23、奥斯特实验表明：通电导体的周围存在_。图8所示的两个通电螺线管会相互_选填“排斥”或“吸引”)。24、如图所示，闭合开关 S ；小磁针的 N 极指向通电螺线管的左侧，请判断螺线管左侧上端的磁极为 极，电源的 A 端为 极。26、如图是自动空气开关的原理图，当电路由于 或 等原因导致电流过大时，电磁铁P的磁性变 ，吸引衔铁Q的力变大，使衔铁Q转动，闸刀在弹簧作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。27、(小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 28、(下图是一种温度自动报警器的原理图，制作 (填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有 ，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号。请你根据图中电磁铁的极性，标出控制电路中电源的“、”极。29、图所示的实验现象蕴含着许多物理知识， 请你举一例说明： _。 30、小丽同学利用如图3所示的装置研究磁和电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳出初步结论比较甲、乙两图可知：_；比较甲、丙两图可知：_。32、探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小曼同学作出以下猜想：猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强为检验上述猜想是否正确，小曼所在小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况根据小曼的猜想和实验，完成下面填空：（1）通过观察电磁铁 ，可判断它磁性的强弱（2）通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的（3）通过比较 两种情况，可以验证猜想B是正确的（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充 （5）小曼做完实验又提出了一个新的问题：若将d中甲的铁钉去掉，那么甲、乙吸引大头针数目是否还是甲多乙少呢？于是进一步猜想：D、甲多乙少 E、甲少乙多 F、甲一个也不吸引 G、无法判定你认为她的猜想最有理由成立的是 ；（填字母）并陈述你的理由 。35、小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下