电生磁的应用讲义.doc

第二讲 电生磁的应用
1. 电磁铁
（1）定义：有电流通过时有磁性，无电流通过时没有磁性的磁体称为电磁铁。
（2）磁极方向：电磁铁的磁极性质与通入电流方向有关，因此可以通过改变电流的方向来改变电磁铁的磁极性质。由下图所示实验电路图可知电磁铁的特点：
探究电磁铁的磁性特 点

结论
由1、2可得
电磁铁是否具有磁性，取决于是否有电流通过。通电时有磁性，断电时磁性立即消失。
注意：电磁铁中的铁芯必须采用软铁，而不能用刚，因为刚能保持磁性。
由2、3可得
电磁铁磁性强弱与通入的电流大小有关，电流越大，磁性越强。
由4可得
在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
因此，可以通过改变电流的大小和线圈的匝数来调节电磁铁磁性的强弱。
2. 电磁继电器
（1）电磁继电器通过控制电磁铁的电流，来达到控制工作电路的目的。因此，一般的继电器电路由控制电路和工作电路两部分组成。
电磁继电器的构造
水位报警装置
温度自动报警器
（2）电磁继电器的连接分控制电路与工作电路两种情况，控制电路由电磁铁、控制电路电源、控制元件组成。工作电路由触点、工作电路电源、工作设备组成。连接时应先明确控制过程，弄清楚控制电路与工作电路的组成，然后连线。

（3）电磁继电器在汽车、空调、工业自动控制等方面有着广泛的应用。尤其可在用低压弱电流控制高压强电流、实现远距离操控和自动控制方面大显身手。

3. 电动机
（1）电动机
基本构造：线圈、磁体、换向器、电刷
原理：通电导体在磁场中受到力的作用。
能的转化：通电线圈在磁场中受力转动，实现了电能转化为机械能。
换向器：构造：由两个铜制半环构成
‚作用：能自动地改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动。
（2）扬声器
构造：永久磁体、线圈、锥形纸盆
工作原理：永久磁体和线圈相当于两个磁场，当线圈中通过电流时，线圈收到磁体的吸引而向某一方向运动，当线圈中通过的电流相反时，线圈受到磁体的排斥向相反方向运动，由于通过线圈的电流是交流电，它的方向是不断变化的，线圈就不断的往复运动，带动纸盆来回振动，于是扬声器发声。
典型例题
例1．下列装置中，没有用到电磁铁的是（ ）
A．电磁起重机 B．电磁继电器 C．电铃 D．电热毯
例2．下列方法中，不能增强螺线管磁性的是（ ）
A．增加螺线管的匝数 B．在通电螺线管内插入铁棒
C．增大螺线管线圈中的电流 D．增大螺线管本身的直径
例3．小华同学在做“探究电磁铁”实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动
B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强
C．电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大
D．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引
例4．如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形磁铁，螺线管中插有铁芯，开关S拨在触点②位置。要使弹簧测力计的示数变大，下列操作方法能够实现的是（ ）
A．滑片P向b端滑动              B．将S拨到①位置
C．将铁芯从螺线管中取出        D．将螺线管往上移动

例5．如图所示，桌面上放着一块磁铁，闭合开关S，磁铁仍静止在桌面上，把滑动变阻器滑片向左移动时。下列说法正确的是（ ）
A．磁铁受到向右的摩擦力，并且逐渐变大
B．磁铁受到向左的摩擦力，并且逐渐变小
C．当滑片移到一定位置后，磁铁可能会向右滑动
D．电磁铁的磁性逐渐变弱
例6．如图所示是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的是（ ）
A．温度计中的水银是导体
B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的
C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应
D．电磁继电器是一种电路开关

例7．如图所示为一种温度自动报警器原理图，它的核心部件是一支顶端封有一段金属丝的水银温度计。关于此温度报警器的说法正确的是（ ）
A．温度升高至74℃时，电灯亮
B．温度升高至74℃时，电铃响
C．温度升高至66℃时，电铃响
D．温度升高至66℃时，电灯亮
例8．如图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，关于此水位报警器下列说法不正确的是（ ）
A．当水位上升到警戒水位时，甲灯不亮，乙灯亮
B．当水位较低处于安全水位时，甲灯、乙灯均不亮
C．水位报警器中还应用到了杠杆的知识
D．此水位报警器也是电磁铁的应用
例9．小明用自制的电磁铁来研究它的磁性与哪些因素有关。实验器材：两个相同大小的大铁钉、一些漆包线、开关、电源、滑动变阻器、一些回形针和电流表等。在实验中，用漆包线绕制横截面和紧密程度相同的三个线圈，其中两个线圈插入铁钉，另一个线圈内无铁钉。按如图电路进行实验，实验记录的数据如下表：

由以上实验表明，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关（ ）
A．只与电磁铁线圈匝数有关
B．只与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉有关
C．只与电磁铁线圈匝数、通过线圈的电流有关
D．与电磁铁线圈匝数、是否有铁钉、通过线圈的电流都有关
例10．如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一块条形磁铁。当开关闭合后，条形磁铁与电磁铁的相互作用为_______填“吸引”或“排斥”）。当滑片P从b端到a端的滑动过程中，弹簧的长度会变_________（填“长”或“短”）。

例11．下面是某同学对电磁继电器的认识，请帮他补充完整。
（1）如图所示是电磁继电器结构示意图。其中有两个电路：一是控制电路，由低压电源U1、______________和开关S组成；二是工作电路，由高压电源U2、__________和电磁继电器的__________部分组成。
（2）工作原理：闭合低压开关，线圈中通过电流后产生_____________，对衔铁产生____________，使工作电路________选填“闭合”或“断开”），电动机__________（选填“正常”或“停止”）工作；断开低压开关，线圈中_________（选填“有”或“无”）电流，工作电路_____________（选填“闭合”或“断开”），电动机就___________（选填“正常”或“停止”）工作。
（3）利用电磁继电器可以用_____________________的控制电路来控制____________________的工作电路。
例12．如图是由电磁铁P构成的自动空气开关的原理图，当电路由于短路或___________等原因导致电流过大时，_____________的磁性变强，吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。

例13．图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁得到磁性，此时电磁铁上端为________极，触点B与C________（填“接通”或“断开”），汽车启动。
例14．如图所示，从一个不能打开的盒子（内有电池组等电路元件）上的两个小孔中伸出一段细软的长导线，试在不断开该导线的情况下，设计两种不同的方法判断该导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表：

所用器材
主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法
方法1

方法2

例15．我们每一位同学家中所使用的电冰箱、洗衣机、电风扇等用电器都装配有电动机。电动机是根据下列哪种现象制成的（ ）
A．通电导体在磁场中受到力的作用                 B．电流周围存在磁场
C．磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用           D．电磁继电器
例16．要改变直流电动机的转向，以下方法不可行的是（ ）
A．改变线圈中的电流方向
B．改变磁场方向
C．同时对换电源的正负极和两个磁极
D．只对换电源的正负极或只对换两个磁极
例17．某实验小组装了一个直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下线圈（转子）后，线圈转子就正常转动起来，则该电动机模型开始时不转的原因可能是（ ）
A．线圈内部断路
B．电刷与换向器接触不良
C．磁体的磁性不强，或线圈中电流不够大
D．线圈正好处于平衡位置
例19．下列说法错误的是（ ）
A．将磁体靠近通电的灯泡，发现灯丝抖动，说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．磁悬浮列车是利用电流和磁场间的相互作用原理来设计的
C．磁悬浮列车利用了通以强大电流的电磁铁产生巨大的磁场力，使列车浮起
D．奥斯特实验表明磁场对通电导体有力的作用
例18．如图所示，小明同学做了一个小小直流电动机模型。同学们围着观看线圈的转动，一起分享着他的成果。同时其他没有做成功的同学提出了以下不同想法，你认为正确的是（ ）
A．绕制线圈时，如果没有漆包线，可以用普通的铜导线代替
B．线圈两端（作为转轴）的漆皮应全部刮去，这样才可持续转动下去
C．线圈两端（作为转轴）的漆皮应一端全部刮去，另一端刮去半周，这样才可持续转动下去
D．此电动机模型是根据电生磁的原理制成的
例20．如图所示是某同学在研究通电导体在磁场中受力作用的实验图，接通电源后，导体AB受力的作用发生运动，然后改变电流方向或磁感线的方向，以下不正确的是（ ）
A．在上述实验现象里，是机械能转化为电能
B．通电导体在磁场里受力的方向跟电流方向有关
C．通电导体在磁场里受力的方向跟磁感线方向有关
D．同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体受力方向不变
例21．在安装直流电动机模型的实验中，下列说法中错误的是（ ）
A．交换磁铁两个磁极的位置，可以改变电动机的转动方向
B．交换电源接线，可以改变电动机的转动方向
C．如果转子转速不快，可以任意增加串联的电池个数，使转速达到很高
D．如果接上电源后，转子不转动，要检查换向器与电刷接触是否良好
例22．生活中很多用电器洗衣机、电风扇在工作时都要把___________能转化为___________能，它是通过电器中安装的____________来实现此能量转化的。
例23．小明同学有一从玩具小汽车里拆下来的电动机，他想提高电动机的转速（假设电动机不损坏），他可以采取的方法有________________________，_____________________。（请写出两种方法）
例25．如图所示是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图。线圈能够转动的原因是 ，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是______________；要想使线圈的转动方向与原来的相反，采用_________或者________的方法。

例24．根据如图a所示磁场方向、导体中的电流方向以及导体在磁场中的受力方向三者之间的关系，试推出图（b）中电流的方向，图（c）中通电导体所受磁场力的方向，图（d）中磁体的N、S极。（图中⊕表示电流垂直于纸面向里，⊙表示电流垂直于纸面向外）

9