电磁铁的应用范文
时间：2023-03-25 03:55:59
导语：如何才能写好一篇电磁铁的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
一、激情引趣，设计悬念
科学课程标准中指出：儿童天生的好奇心是科学学习的起点，他们对事物的好奇心，只要善加引导就能转化成求知欲和学习行为。因此，本课开始我创设了小军送生日礼物“跳舞的小熊”给林林的情境，一开场自制教具就上场，小熊在跳舞。成功引起学生发出疑惑后引导猜测“小熊怎么会跳舞的？”学生猜测后拿掉小熊脚下的活动舞台，让学生观察整个作品的结构。发现原来舞台的下面有一块电磁铁，小熊的脚下有一块铁片。小熊跳舞的奥秘在于电磁铁通电后产生了磁性，将小熊脚下的铁片吸住。电源断开后，磁性消失，铁片和电磁铁松开，一吸一松时，小熊就跳起了舞。
二、合理假设，科学验证
1.当学生看得津津有味时，我趁热打铁，提出“小军认为小熊的舞跳得不够有激情，你能帮帮他吗？”，学生开始热烈讨论，在大部分学生都认为电磁铁的磁性越强，小熊跳的幅度越大就越有激情时，我又问：“猜猜看，怎样让电磁铁的磁性变强呢？” ？并让学生将增强电磁铁磁性的猜测记录在实验单上。为了帮助学生做出科学的假设，我提醒学生要从电磁铁的磁性是怎样产生的这方面来猜想，以确保学生的科学探究朝着更有效的方向进行。
2.自己的猜想是否正确呢？接着验证开始。学生小组实验，验证自己的猜想。实验之前，我要求学生先检查一下自己小组的实验材料，根据材料讨论验证方法和注意事项，在小组长的分工下有序、有效进行实验。养成良好的实验习惯。在实验过程中，我强调：探究猜想时，要注意只能改变一个变量，其他条件不变，才能得出正确的结论。并在验证过程中进行适时的提示和指导，提高学生探究活动的科学性和实效性，以确保活动的顺利进行。
3.小组汇报，得出结论
不改变其他条件时，两节电池的电磁铁的小铁片比一节电池的磁性强。
不改变其他条件时，圈数绕得多的比圈数少的电磁铁的磁性强。
在汇报时，我让学生大胆表述出实验中的发现。自己通过实验获取的知识，不仅会让孩子提高科学探究能力，还会增强他们的自信心，从而促进孩子们良好的科学素养的形成。
4.在学生探究的基础上教师总结：
通过实验，我们知道了同样的线圈电池的节数越多，电流越大，电磁铁的磁性越强；同样多的电池，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
三、动手实践，加深理解
“仅仅知道道理还不够，还要应用到实践中。这才是我们学习的最终目的。下面请你们想办法使自己组的小熊跳得最高，最后选出前三名。”我又布置下一个任务。科学探究活动是个由简单到复杂，由扶到放的过程。这里我让学生在了解电磁铁的基础上探索出让电磁铁磁性更强，小熊跳得更高的方法。并通过比赛激发学生的兴趣。
接着小组成员研究做法，小组长分好工，合作完成制作。个个忙得目不暇接。这次的探究过程中，我要求学生大胆猜想，积极探索，发展他们对科学的理解力，让他们亲身经历一次较深入的科学研究过程。
最后请各组展示成果，请两名小裁判量出小熊的脚与电磁铁之间的距离，评选出前三。 请获奖小组的同学介绍一下制作过程，说说用什么方法使小熊跳得最有激情的。让学生在分析对比中充分认识到同时增加电流的大小和线圈的匝数可以使电磁铁的磁性更强，加深对电磁铁性质的理解。
四、拓展延伸，深层发展
科学探究是一个能动的、多样的、多层面的、循环发展的过程，让学生在理解科学知识的基础上，进行一些深层次的尝试，是科学探究的目的之一。在此基础上我设计了改变电流方向，小熊的运动方向也会跟着改变这一活动过程，让学生在探究过程中明白电磁铁和磁铁一樱也有南北极。同时也告诉学生们，关于电磁铁的奥秘还很多，课后可以继续探讨。
五、归纳提升，回归生活
篇2
1．知道什么是电磁铁。
2．理解电磁铁的特性和工作原理。
（二）实验器材
螺线管，铁棒，几个小磁针，一个线圈匝数可以改变的电磁铁，电源，开关，滑动变阻器，电流表和一小堆大头针。
（三）课前准备
检查学生使用的实验器材是否有损坏，将实验器材分小组放在盒子里，将小盒子放在学生的实验桌上。
（四）教学过程
1．提问引入新课
教师出示螺线管，提问：要使螺线管的周围产生磁场，根据我们学过的知识，可采用什么方法？
（学生讨论得出：给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。）
进一步提问：如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？请同学们观察下面的实验：演示实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。
提问：小磁针的偏转程度哪个大？这表明什么？
（插入铁棒后，小磁针的偏转程度增大，这表明插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。）
进一步提问：为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？
学生讨论得出：铁心插入通电螺线管，铁心被磁化，也要产生磁场，于是通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁场大大增强了。
教师指出：从上面的实验中可以看出，铁心插入螺线管，通电后能获得较强的磁场。我们把插入铁心的通电螺线管称为电磁铁。本节课我们就来研究电磁铁。
2．进行新课
板书：第五节实验：研究电磁铁
一、电磁铁：插入铁心的通电螺线管。
提问：电磁铁与永磁体相比，有些什么特点呢？它的磁性强弱与哪些因素有关呢？下面我们用实验来研究。
板书：二、实验：研究电磁铁的特点
进一步提问：怎样来做实验呢？其步骤是怎样的呢？
我们知道，电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的，由此，我们可以进行猜想：它的磁性与电流的大小有关；螺线管是由导线绕制成的，它的磁性强弱与线圈的匝数有关。下面我们就从这几个方面来进行实验探索。
（用小黑板或投影仪展示下列记录表格）
学生实验：首先请同学们从盒子里拿出实验器材，放在桌上摆好，观察所用的器材，同时思考下列问题：
这些实验器材应连接成怎样的电路？
（应将电源、开关、滑动变阻器、电流表与电磁铁连成串联电路）
用什么来判断电磁铁的磁性强弱？
（通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断）
学生将实验器材连接好，检查电路无误后进行实验：
①将开关合上或打开，观察通电、断电时，电磁铁对大头针的吸引情况，判断电磁铁磁性的有无。
②将开关合上，调节滑动变阻器，使电流增大和减小（观察电流表指针的示数），从电磁铁吸引大头针的情况对比电磁铁磁性强弱的变化。
③将开关合上，使电路中的电流不变（电流表的示数不变）改变电磁铁的接线，增加通电线圈的匝数，观察电磁铁磁性强弱的变化。
实验小结：让学生归纳、概括实验结果后，教师板书：实验表明：
1．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
2．通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
3．在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，磁性越强。
(2)讨论电磁铁的优点
提问：通过实验，我们知道了电磁铁的一些特点，它的这些特点与永磁体相比，有哪些优点呢？
学生讨论后，老师归纳板书：
三、电磁铁的优点：1．磁性能快显快消。
2．磁性强弱可以调节。
(3)介绍电磁铁的应用
提问：电磁铁在实际生产中有哪些重要应用呢？
板书：四、电磁铁的应用。
请同学们观察课本上的彩图：电磁起重机。说明它能将钢材吊起的原理。
介绍两种常用的电磁起重机：一种是圆柱形电磁铁，一种是蹄形电磁铁。蹄形电磁铁的两个异性极在同一端面上，能同时吸住一块铁，因而磁性更强。
引导学生讨论课本上的“想想议议”。
篇3
(一)掌握思维构图的理念和技巧进行思维导图教学的首要步骤是要让学生掌握思维沟通的理念和技巧，为学生能在课堂上熟练完成思维沟通做好准备。在这个过程中，教师可以采取合作的形式让学生完成简单的思维导图，如植物的分类，学生尽量将自己能想到的植物归类并绘制出来。为减轻学生的认知负担，教师可以在练习过程中逐渐将思维导图的技巧传授给学生。常见的思维导图理念和技巧有:主题放在整张图的中间，次要的概念放在“枝干”上;每个分支只能写一个关键字，且字体要端正;整张导图要遵循交叉联结不同分支的要求;可以采用符号、色彩等方式让导图更为美观。
(二)合理引入课堂主题本课的教学主题是电磁铁，教师可以用合理有趣的方式将学生逐步引入教学主题。借用多媒体向学生展示吊车的Flas，并配上有趣的旁白，这能激发学生的学习兴趣，让学生更好地进入学习过程。然后，教师可以向学生简单地讲述一下电磁铁的基本知识，将这一课的主题分为电磁铁的性质、影响电磁铁大小的因素、电磁铁的应用三个部分。
(三)分组构图和讨论成功导入主题后，教师可让学生以小组的形式进行导图设计并自主讨论，这样能减轻学生刚开始的绘图负担，同时还能充分发散学生的思维。根据此前对电磁铁主题分好的三个部分，教师可以在学生导图和谈论前提出相应的问题，如:电磁铁的基本构造有哪些?电磁铁的缠绕过程是怎样的?等等。让学生带着这些问题设计自己的思维导图，自主搜集材料、完成构图。之后，让小组成员讨论自己的思维导图作品的不足或者突出的部分，并作一定的修改，在自己的导图上完好地体现出来。
(四)构图成果展示各小组经过讨论和完善，将最终导图成品展示给其他小组，通过对比学习、深度讨论发现别人的长处，改进自己的短处。教师在此过程中，首先要肯定每位学生的成果，增强学生的自信心;其次要指出需要改进的地方，帮助学生养成良好的思维习惯;最后对整个思维导图的学习作总结，将学生的导图成果进行整合，形成一个完善的思维导图。完整的电磁铁思维导图可以由电磁铁性质、影响电磁铁大小因素、电磁铁应用以及电磁铁知识拓展组成。电磁铁性质概念可继续分成结构特点、工作原理、电磁铁的制作三个分支，电磁铁应用概念可以分为电磁起重机、电磁选矿机、磁悬浮列车等分支。
二、思维导图融入小学科学教学中的应用思考
虽然思维导图在小学科学教学中存在很强的应用性，但是仍然有一些不足之处。首先是思维导图没有很好地对主题中各个分支概念进行分析和联系;其次是课堂教学时间有限。为了更好地将思维导图融入到小学科学教学中，需要采取一定的措施。
(一)思维导图与概念图相结合将思维导图与概念图结合起来是对两者优势互补的一种教学方法，能帮助学生在学习中理清学习思路，理解主题与概念、概念与概念之间的联系，也能帮助教师建立一套完整的课程框架体系。两者的相互结合有效解决了思维导图无法全面分析主题中各个分支概念的问题，具有一定的实践性。同时，在结合思维导图与概念图教学时，教师要注意帮助学生分清概念的主次，根据实际情况调整教学策略。在苏教版小学科学五年级上册第一单元“白天和黑夜”第四部分的《看月亮》教学中，可以先给学生提供一个简单的概念图，包括满月、峨眉月、弦月三个分支概念，让学生将空白的部分填好，如:我们一般在能看到满月。学生通过熟悉和理解各个概念充分理解主题，可以更好地学习思维导图。
篇4
1低电压欠压脱扣器方案研究
1.1电磁铁参数DW50断路器所采用的欠压脱扣器，其电磁铁普遍采用“联合设计”的电磁铁，其电参数如下。线圈参数：0.17，7600匝，580；始动电压（Vs）：150V；工作电压（Vo）：30V；维持电压（Vm）：9.5V。电磁铁可以在一个很宽的电压范围内工作。结合断路器用欠压脱扣器特点，控制电路应向电磁铁提供一合适功率，防止电磁铁“震脱”[3]。
1.2方案研究由电磁铁特性可知，电磁铁吸合时的“始动电压（功率）”往往比“维持电压（功率）”高出许多。欠压脱扣器装配于断路器中，断路器主触头系统合闸时会产生框架震动，为保持电磁铁动铁心不会自行脱落，要求电磁铁线圈有一个大于维持电压的“工作电压（功率）”。无论是直流24V输入，或是交流24V输入，控制电路直接驱动电磁铁，不能正常工作。为此，设计低电压欠压脱扣器方案如图1所示。输入电压经EMC电路抗干扰滤波后，形成二次电压接桥式整流器B1，B1的输出定义为SP。对于直流电压输入，起到极性转换作用；对于交流输入，由B1整流为脉动直流。SP经D0隔离、C1滤波后接至升压电路，同时接电电源电路。电源电路产生12V电压供升压电路与开关电路，生产的5V电压供片机电路。SP同时接由R1、R2组成的采样电路，采样信号SA送单片机。单片机控制升压电路与开关电路。
1.3主电路与储能电容与一般升压电路不同，为了避免电磁铁动——静铁心之间的撞击，提高电磁铁的工作次数，以始动电压（功率）足够、平稳过渡到工作电压（功率）的方式为最佳。即，VH电压首先充电到150V（A点），然后接通开关电路（K），依靠电容电荷释放做功吸合电磁铁。随后将输入电压提升高工作电压30V（B点），如图2（a）所示。设升压电路中的滤波电容为C2，充电电流为iL，电磁线圈等效为电感DL、内阻DR，开关电路为K，主电路结构如图2（b）所示。K闭合瞬间，电磁铁获得的始动功率是来自输入电源的电流iL和电容放电电流iC共同产生的功率。电容C2的放电时间t2要大于电磁铁的触动时间与吸合时间之和[4]。根据C2对DR的放电功率，有已知电磁铁触动与吸合时间之和为5.6ms，电容放电电流取初始电流（I=150V/580）代替，可求出电容器容量为112F，取100F。实验过程中，通过观察C2对电磁铁的放电电流，在电磁铁动铁心正好运动到结束时为止。既可以确保电磁铁可靠吸合，又可以避免动铁心对静铁心之间的过渡冲击。
2主要单元电路设计
2.1升压电路单片机发出PWM控制信号CO，经三极管T1放大后推动由T2与T3组成的推挽电路，驱动MOS管T4。储能电感L1输入端直接连接VA，输出端经D1接电容C2。R6与R7、R8组成电压取样电路。取样信号经Z1限幅后接三极管T5，T5集电极信号VINT输出至单片机。R9、R10分别为T5的基极、集电极偏置电阻。第一阶段（空载）升压时，单片机输出低电平信号LV，R8可视为短路，分压比较小，VH电压值充电到目标值后，VZ击穿稳压管Z1，经T5放大后，VINT由高电平转为低电平,引发单片机中断。第二阶段恒压时，单片机将输出信号LV设置为高阻态，R8加入取样电路，进行同样的反馈过程。设第一、第二阶段取样信号VZ相同，则可在假设电阻值R6、R7的前提下得到R8具体参数。由于主电容C2取值较大，储能电感可按电感电流临界模式估算：由于电磁铁工作电压范围很宽，利用单片机生产PWM控制升压电路，结合升压电路反馈信号至单片机，即可满足电磁铁的正常工作。
2.2信号采样图1中的R1、R2组成电压采样回路，采样信号送入单片机。上电后，单片机首先启动定时器1定时100ms，并令SA输入引脚为边沿触发中断方式。在这100ms时间内无中断触发，表明为输入电压为直流电压，否则为交流电压。交流电压输入时，中断触发定时器2的时间，即为输入电压半个周期的时间。舍去第一次、最后一次定时器2记录的时间，将其余周期时间求均值算出电网周期值，然后均分为32等分，即按每半个周期采样32点进行采样，进行有效值计算。对于直流输入，则直接求32次采样值的均值。
2.3单片机电路单片机完成信号采样之外，还控制升压电路与开关电路。单片机电路包含3位BCD拨码电路。单片机先行输出LV低电平，并向升压电路CO输入PWM升压，直至反馈信号VINT为低电平时，将CO置高电平。一旦VINT为高电平时，单片机再度向CO输入PWM信号进行升压，保持VH为一恒定启动高压。在这过程中，单片机同时检测输入电压的大小，当输入电压信号大于85%的Ue后，单片机控制开关电路接通电磁铁。完成电磁铁起动之后，单片机置LV为高阻态，同样使得VH恒定在电磁铁工作电压附近。单片机读取3位BCD拨码开关状态。3位BCD拨码全部断开时，表示“瞬时”脱扣；3位BCD拨码其余不同组合状态，分别表示0.5、1、2、3、5、6、10s欠压延时断开时间。当输入电压信号小于50%的Ue后，单片机按BCD拨码不同组合状态，控制开关电路电磁铁断开。单片机全局处于停机（STOP）状态，采用32等分的定时中断激活方式工作，既可有效降低自身功耗又提高了抗扰能力。
3结论
篇5
一、磁场和磁感线
磁场看不见、摸不着，却是客观存在的物质，而磁感线是人们假想的曲线，不是客观存在的物质，就如同用“光线”描述光的传播路径一样.
二、电磁铁
与永磁体相比，电磁铁有这样几个优点：磁性的有无可以通过电流的通断来控制；磁场的方向可以通过电流的方向来控制；磁性的强弱可以通过电流的大小来控制.探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，关键是掌握控制变量法和转换法，把电磁铁磁性的强弱转换为电磁铁吸引大头针的多少.
三、电磁感应
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这就是电磁感应现象.
1.（1）“闭合电路”是指电路是闭合的，而不是断开的；“一部分导体”说明不是整个电路；“切割磁感线运动”指的是导体与磁场的相对运动，磁场不运动，导体运动时，导体能切割磁感线产生感应电流；导体不运动，磁场运动时，导体同样也能切割磁感线产生感应电流.（2）当切割磁感线的方向或磁场的方向发生改变时，产生的感应电流的方向也会发生改变，但当这两个因素同时改变时，感应电流的方向不变.
2.电磁感应现象是发电机的工作原理，发电机在工作时将机械能转化为电能.
四、直流电动机和交流发电机的比较
五、电磁波与通信
当导体中有迅速变化的电流时，在它的周围空间就会产生电磁波.电磁波传播的速度与电磁波的频率无关.频率越高，它的波长越短.电磁波可以在真空中传播，但能被金属物质屏蔽.
考点扫描
考点1 磁场和磁感线
例1 如图1所示是蹄形磁铁周围的磁感线.根据磁感线方向，下列对磁感线的判断，正确的是（ ）.
A.甲是N极，乙是S极
B.甲是S极，，乙是N极
C.甲、乙都是S极
D.甲、乙都是N极
解析 在磁体的外部，磁感线的方向都是从磁体N极出来，回到磁体的S极，而在磁体内部则正好相反.所以甲是N极，乙是S极.选项A正确.
考点2 电磁铁的磁性
例2 如图2所示，给电磁铁通电，铁块及弹簧在图中位置静止，当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，电流表示数和弹簧长度的变化情况是（ ）.
A.电流表的示数增大，弹簧的长度增加
B.电流表的示数增大，弹簧的长度减小
C.电流表的示数减小，弹簧的长度增加
D.电流表的示数减小，弹簧的长度减小
解析 分析电路图可知，当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减小，所以电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，弹簧的长度变长.选项A正确.
考点3 电动机与发电机
例3 如图3所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边.可使如图3所示位置的小磁针N极转至左边的操作是图4中的（ ）.
解析 根据图3所示，若要改变小磁针N极的指向，方法有两个：一是控制导体运动的方向不变，改变磁场的方向；二是控制磁场方向不变，改变导体运动的方向.B、C选项中导体的运动方向与磁感线平行，导体不切割磁感线，故不能产生感应电流.D选项中导体运动的方向和磁场方向都发生了改变，故磁场方向不发生变化.选项A正确.
考点4 电磁波的波长、频率和波速的关系
例4 下列说法中正确的是（ ）.
A.红外线不是电磁波
B.电磁波的传播速度小于光速
C.电磁波的频率越高其波长越长
D.电磁波的频率越高其波长越短
解析 因为红外线和光波都是电磁波大家族中的一员，所以它们有许多共同特征，如都能在真空中传播，而且在真空中传播的速度也相同，都是3×108m／s，所以A、B都错.判断C和D时，需要理解电磁波的波长、频率和波速的关系.公式v=λf中，v表示电磁波的传播速度；λ表示波长，f表示频率.因为各种电磁波在真空中的速度相同，所以，当速度不变时，频率越高的电磁波的波长越短.选项D正确.
典例讲析
典例1 图5是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图6是自制简易电动机模型.现在主要讨论图6简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图.按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图5中的
（填某一部件的名称）.
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？①
；② .（说出两点即可）
（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法：① ；② .
讲析 （1）从“刮漆情况放大图”可以看出，线圈引出线的右端接触支架的绝缘漆被全部刮掉了，左端被刮掉一半，这样线圈每转过一周只有半周给线圈供电.当线圈转到左端刮掉漆的位置时有电流通过，线圈获得动力，使线圈转动；当线圈转到左端没有刮掉漆的位置时，停止给线圈供电，但线圈依靠惯性会继续转动，转到刮掉漆的位置时电流重新接通，获得正好与上次方向一致的力，使线圈能够持续转动.图5中的直流电动机模型是通过换向器来实现这项功能的，因此这一部位就相当于图5中的换向器.
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，其故障可能是以下原因：①线圈引出线左端的绝缘部分接触支架，使线圈中没有电流通过，或者引出线左端刮掉漆的部分接触支架，有电流通过，但线圈刚好处于平衡位置；②线圈中的电流太小；③磁铁的磁性太弱.所以对应的操作：a用手指轻轻转一下线圈；b增大电源电压；c换一块磁性更强的磁体.
（3）要改变电动机的转动方向，需使线圈的受力方向发生改变，根据磁场对通电导线的作用特点，可以采取的做法：①只改变电流方向；②只改变磁场方向.
仿真测试
一、选择题（每题4分，共32分）
1.最早利用磁场获得电流，促使人类进入电气化时代的科学家是（ ）.
A.安培 B.法拉第
C.焦耳 D.奥斯特
2.如图所示是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪，其原理是将空心金属球放在通电的线圈上，电磁场在金属球表面产生涡流，涡流与磁场作用形成磁力，从而实现地球仪的悬空静止.地球仪悬空静止的原因是（ ）.
A.只受到磁力的作用
B.由于惯性的作用
C.没有受到重力的作用
D.地球仪受到的磁力和重力相互平衡
3.关于磁场和磁感线，下列说法中错误的是（ ）.
A.磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用
B.磁场看不见、摸不着，但我们可以借助小磁针的偏转和指向来判断
C.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
D.在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发，回到南极
4.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖.如图所示是研究巨磁电阻特性的原理示意图.实验发现，当闭合开关S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法中正确的是（ ）.
A.电磁铁右端为N极
B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
5.在安装直流电动机模型时，通过改变下列哪个因素，可以改变直流电动机转动的方向（ ）.
A.电流的大小
B.电流的方向
C.磁体磁性的强弱
D.电源电压的大小
6.如图所示，要使流过电流表的电流反向，下列措施中可行的是（ ）.
①只将磁场反向；
②只将线圈的运动方向反向；
③同时将磁场和线圈的运动方向反向；
④增加磁铁的磁性或线圈匝数.
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
7.如图所示的四个装置可以用来演示物理现象，下列表述正确的是（ ）.
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示磁场对电流的作用
C.图丙可用来演示电流的磁效应
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
8.在建国60周年期间，各地群众通过多种方式了解国庆大阅兵的信息.下列各种信息传递方式中，运用电磁波传递信息的是（ ）.
A.声呐和无线电广播电视
B.卫星通信和光纤通讯
C.有线电话和无线电广播电视
D.两人之间面对面相互交谈
二、填空题（每空2分，共24分）
9.丹麦物理学家奥斯特首先发现了通电导体周围存在 ；进一步研究发现，当导体中的电流 时，导体周围的磁场就增强.通电导体周围磁场的方向与 的方向有关.
10.电磁波分为长波、中波和短波，和长波比较，短波的频率 .在月球上，两个宇航员即使面对面站着也必须借助电磁波通话，因为声波与电磁波不同，声音的传播需要 .
11.如图所示，当开关闭合后，通电螺线管上方的小磁针受力的作用保持静止，则通电螺线管的右端是 （选填“N”或“S”）极，电源的右端是 （选填“正”或“负”）极.
12.图示是某位同学制作的一个小电动机.电动机的工作原理是 .如果要改变小电动机的转速，可以通过改变 来达到目的.
13.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：当人站在电梯上时，压敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 .
三、解答题（共44分）
14.（3分）在图中，标出磁感线的方向和小磁针的N、S极.
15.（3分）如图所示，请你根据小磁针的指向标出螺线管的磁极和电源的“+”“-”极.
16.（10分）小明用图所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关.
（1）上表是小明的实验记录，根据表中数据回答下列问题：
①通过比较第 和第 两次实验，可知电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数有关.
②电磁铁的磁性强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟 有关.
（2）实验中，小明通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱.
17.（18分）图示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，闭合开关后，导体ab、电流表、开关组成闭合电路.小明将实验中观察到的现象记录在下表中.
（1）小明分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生感应电流.
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与
有关.
（3）比较实验2和6（或3和7）可知：
.
（4）此实验的研究方法有控制变量法
和 法.在此实验过程中是 能转化为 能，重要的应用是 .
（5）针对这个实验小明进行了进一步探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，除此之外你的猜想是 .
①写出验证你的猜想的主要步骤.
②你怎样对实验结果进行分析判断？
18.（10分）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.将热敏电阻只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，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响.图甲中继电器的供电电压U1
=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响.图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像.
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻的阻值为 Ω.当环境温度升高时，热敏电阻的阻值将 ，电磁铁的磁性将 .（选填“增强”“减弱”或“不变”）
篇6
一、分析电路的动态变化问题
例1（2007・烟台）如图1所示的电路中（电源电压不变），闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片自左向右移动时，下列判断中正确的是（）
A． 电流表的示数不变，电压表的示数不变
B． 电流表的示数变大，电压表的示数变小
C． 电流表的示数变大，电压表的示数变大
D． 电流表的示数变小，电压表的示数不变
解析：闭合电键S后，两电阻并联，电压表读数保持不变。当滑动变阻器的滑片自左向右移动时，变阻器的有效电阻变大，根据欧姆定律可判断，电流表测量的R2电流变小。所以D项正确。
例2（2008・烟台）如图2所示，电源电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中（）
解析：闭合开关S后，两电阻串联，V1测量R1的电压，V2测量R2的电压。滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中，总电阻变大，电流强度变小，V1的读数变小，根据V2的读数等于总电压减去V1的读数判断V2字数变大。所以D项正确。
点评：电路的动态变化问题可谓牵一发而动全身，判断时先分析电路的组成和连接方式，然后根据电阻的变化判断电流的变化和电压的变化，在整个过程中要盯牢不变量。以上两例中的电源总电压保持不变，判断时要以不变应万变。
二、测定小灯泡的功率实验
例1（2007・重庆）某同学做“测定一个小灯泡的功率”的实验，所用灯泡的额定电压是2.2 V。
（1）如图3是他实验的电路，但连接不完整，请你帮他完成电路的连接。
（2）电路连接完整后，当向右移动变阻器的滑片P时，电压表的示数将_________，电流表的示数将_________。（填变化情况）。
（3）实际实验的有关记录与计算如下表：
该同学注意到灯的亮度变化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。你认为，根据他观察的现象和实验数据分析，可得出一些什么结论呢？请说出两点（这两点的意思应不同）：
①__________________________________________；
②__________________________________________。
（4）他还注意到，这个实验记录也可以用来计算灯丝的电阻，并完成了有关计算如下表格：
这位同学有些纳闷儿：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么三次计算的灯丝电阻却不一样呢？请你对此做出两种可能性的解释：
①__________________________________________；
②__________________________________________。
解析：（1）如图4所示。
（2）向右移动变阻器的滑片P时，总电阻变小，所以电流变大，灯泡两端的电压也变大。
（3）①灯泡两端电压越大，功率越大；②功率越大，灯越亮。
（4）①可能实验有误差；②可能电阻与温度有关。
例2（2008・扬州）在测量“小灯泡的功率”中，所用小灯泡的额定电压是3.8 V。
（1）图5是小岗同学没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线帮他将电路连接完整。
（2）闭合开关，小岗发现灯泡发光很亮，其操作存在的问题是__________________。
（3）纠正上述操作后，小岗测出三组数据，记录在下表中，第二次中的功率数据忘记处理了，请你帮他把数值填入表中的空格内。
（4）该实验测出三组数据的目的是______________。
（5）小岗根据测出的三组数据求出各次电阻，发现灯泡在不同电压下的电阻值不同，这是因为灯泡的电阻值与________________的变化有关。
解析：（1）见图6。（2）滑动变阻器的阻值没有调到最大。（3）根据P=UI算出功率为1.14 W。（4）此类小灯泡在不同电压时的功率（或小灯泡在不同亮度时的功率）。（5）温度。
点评：伏安法测量电阻（功率）所需器材、电路的连接、故障判断、电表读数等都是电学实验中必须掌握的基本技能，涵盖电学中的很多重要知识，所以成为电学实验的考查热点。此类问题的连接电路（电键断开、滑动变阻器滑片放到阻值最大）、故障分析、电表读数等试题都是万变不离其宗。
三、围绕磁感线问题
例1（2007・潍坊）图7中小磁针的指向正确的是（）
解析：根据安培定则判断，ABCD四图螺旋管的左侧都为N。因为螺旋管的磁感线与条形磁铁相似，其周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，而小磁针的N极受力方向与磁感线切线方向一致，所以ABC选项正确。
例2（2008・温州）图8中能正确表示条形磁铁磁场的磁感线的是（）
解析：磁铁周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，磁感线不相交，所以C项正确。
点评：不管是磁铁还是通电螺旋管，由于他们的磁感线具有相似的特性，所以据此可以做些文章，如上题的利用小磁针进行判断。
四、围绕电磁应用问题
例1（2007・金华）如图9所示实验装置中，弹簧测力计下面挂着条形铁块，螺线管中插有铁芯，开关S拨在触点②位置且电流表示数为I。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． 开关S位置不动，将铁芯从螺线管中取出
B． 开关S位置不动，将滑片P向a端滑动
C． 将开关S拨到①位置，并通过调节仍使电流表示数为I
D． 将开关S拨到③位置，并通过调节仍使电流表示数为I
解析：题中的“要使弹簧测力计的示数变大”就是电磁铁的磁性变强，使通过电磁铁的电流变大或电流相同的情况下匝数变多即可达到这个目的。所以C选项正确。
例2（2008・连云港）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10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向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法正确的是（）
A． 电磁铁右端为N极
B． 滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
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增强而明显减小
解析：当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，通过电磁铁的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，根据安培定则判断电磁铁的左端为N极。指示灯变亮，说明巨磁电阻（GMR）的阻值变小，因此D项是正确的。
点评：以上两题都是围绕电磁铁这个应用性较强的器材结合其他的知识进行考查的。例1涉及到磁化、铁块的平衡等问题，较好地考查了学生的综合分析能力。例2涉及到新的科技问题，较好地考查了学生的阅读、推理、分析等能力。虽然侧重点不同，对电磁铁的磁性问题的考查目的却是一致的。
1． （2008・芜湖）科学研究经常需要猜想与假设。合理的猜想与假设不是主观臆测，它总伴随着理性的分析和科学的思考，并有待进一步的实验检验。19世纪20年代，以塞贝克为代表的科学家已经认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后地球正面与背面的温度差，于是提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的。若规定地磁场N极与S极在地球表面的连线称为“磁子午线”（如图11所示），则安培假设中的电流方向应该是（）
A． 由西向东垂直磁子午线
B． 由东向西垂直磁子午线
C． 由南向北沿磁子午线
篇7
液压机的电气控制系统的主要作用是利用电磁铁的换向阀对液压系统中的电磁铁进行控制和换位。通过主油泵缸形成下压行程和回程，再通过控制顶缸的顶出和退回，形成整套循环的工作。PLC系统操作方式主要有手动调整，自动循环和单周性循环方式。
1.PLC在双动液压机电气控制要求
Y28 350/450A双动薄片冲压液压机是通过机电液的电气控制，联合实现各种的动作。它不仅用于薄板的拉伸还使用于冷冲压工作中，例如薄板的塑形、弯曲和挤压、翻边等。Y28350/450A双动薄片冲压液压机拉伸和压边滑块时分时采用双动力来实现，它还可以成为单动液压机，但这必须经过定位销联成为一体后才能实现。此液压机还具有四柱的万能液压机的塑料压制，成形压制和冷挤弯曲等功能。压边缸还可以用于暖冲装置，具有落料、冲孔的功能。对液压机的集中控制采用按钮控制，实际操作还可以使用手动调整、双动联动和三动联动。
本机床以380V的交流电做为电气设备，主油泵为三相异步的电动机，采用降压启动，变压器降低到127V，指示灯6.3V，照明采用常规的36V。对电气的要求控制过程如下：
（1）对电气控制的手动调整。单人操作时，先拧动转换开关到调整位置，再按下滑块按钮，使继电器通电，电磁铁的通电率随机下降，在没有压力的情况下，再使滑块起压。当要阻止滑块下降时，按下控制滑块的停止键。电器断电后自动复位，滑块随即停止下降。
对于压边滑块，正常情况下会有自动充液的动作。但如果行程中在高压工作时，必须使用高压充液。可将转换开关拧在压边通位置，当滑块向下滑动时，会撞击行程开关使继电器通电，电磁铁随即通电吸合，对压边缸进行高压充液。
（2）联动。联动分为双动和三动。无论哪种都可以使用单人和双人操作。
第一，双动情况下的单人操作。我们假设主电动机已经开启，只要把转换开关拧到加压通的位置，联动按钮拧在联动位置，操作选择转换开关放在单人操作位置，按下开始键，使继电器通电，电磁铁随即通电，滑块下降至行程开关，第二组继电器断电，第二组电磁铁断开，滑块减慢下降速度，快接近终点时撞击行程开关，又开始循环通电断电。最后滑块停止时，同时接通最后一组继电器，常闭点瞬间闭合，顶出器运作，自动顶出工件，完成一次机床循环。
第二，三动情况下的单人操作。主电动机开启后，同样把转换开关拧到加压通的位置，联动按钮拧在联动位置，第三个转换开关放在二次拉伸的位置，滑块将至终点时，继电器通电使常开触电闭合触发第二此拉伸。当第二次拉伸完成后，继电器通电开始原路回程，最后顶出器运作，自动顶出工件，完成一次机床循环。
第三，双人的操作。将转换开关拧在双人操作位置，两人同时按下开始按钮，滑块开始下降，紧后工作顺序与单人联动是的单人操作一样。
常用的还有单周期循环。此循环操作方式采用步进梯形式的指令方式，完成一个周期后，状态器重新置位后停止动作。在单周期循环中，根据工件的工艺要求，在步进梯形式的指令模式下设置定压和定程的功能选择。在进行定压操作时，当工件上的压力值达到固定值时，把状态器置位，停止液压机的电磁阀继续作用，使其保持延时保压的状态。等达到工件软件设计的时间时，置位状态器，顶缸开始动作，顶出工件；在进行定程操作时，等工件设计达到设定压程时，同一原理，置位状态器，顶缸动作，顶出工件，完成自动循环操作。
2.PLC在双动液压机电气的系统结构要求
（1）PLC的型号选择。
第一，按钮开关的输入信号中，需要9个输入点。包括：主油泵的启动按钮输入点，停止输入点，滑块向下输入点，向下输入点，停止输入点，双人操作输入点，液压顶出输入点，急速停止输入点和照明输入点；行程开关的输入信号中，需要19个输入点。包括：滑块向上至终点和液压垫的顶出输入点，滑块向下至终点输入点，滑块的快进转换输入点，压边缸冲压液输入点，完成压边缸冲压液等5个输入点。
第二，输出信号，需要15个输出点。主油泵启动时的3个接触器输出点，滑块向上、向下撞击电磁铁的输出点，压边缸充高压液时滑块的慢速向下撞击电磁铁的输出点，液压垫顶出电磁铁的输出点，机械前后照明和指示灯的4个输出点。
（2）电路设计的控制。PLC的外部供电负荷应根据工作现场的环境条件好坏，温度高低和噪声大小等条件，设置相应的失压措施进行保护。PLC的外部供电负载的通电线路的通断应采用接触器和“急停”按钮开关开控制，以保证安全的控制性。当有特殊情况发生需要及时停止时，应立即按下“急停”按钮切断电源，保证安全。
3.结束语
因为PLC代替了Y28 350/450A双动薄片冲压液压机原有的继电器控制体系，使Y28350/450A双动薄片冲压液压机的性能得到了改善，也大大提高了工件的生产效率，还能保证工件的加工精确度。自Y28 350/450A双动薄片冲压液压机运行以来，其系统不仅呈稳定可靠的运行状态，还能满足工件的生产工艺要求。另外，对同类的其他设备技术的改善也有提供了有效的数据信息和宝贵的参考价值。
参考文献
[1]姬裕江，姚燕.PLC在双动液压机电气控制系统中的应用[J].煤矿机械，2010，07：188189.
[2]赵龙.浅析电气控制系统应用[J].机械工程师，2013，10：11卜112.
[3]路光辉，朱长安，裘峰源，康巍晶.PLC在电力系统稳定控制中应用探讨[J].继电器，1997，04：30 33+3.
[4]王柏忠.浅谈三菱PLC在自动控制设备中的应用[J].科技致富向导，2011，06：160+204.
篇8
考点透视:磁体有吸铁(镍、钴)性和指向性;磁极间的相互作用;磁化现象等知识是这部分知识常见的考查点。
例1下列说法正确的是()。
A.磁感线是真实存在的,磁场由无数条磁感线组成
B.在地磁场作用下能自由转动的小磁针,静止时
N极指向北方
C.要使通电螺线管的磁性减弱,应该在螺线管中
插入铁芯
D.奥斯特实验表明,铜导线可以被磁化
解析:磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线,选项A错误;要使通电螺线管的磁性增强,应该在螺线管中插入铁芯,选项C错误;磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,选项D错误。
答案:B。
点评:地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫地磁场。磁针指南北,就是受到地磁场作用的缘故。地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。奥斯特实验表明,通电导线和磁体一样,周围存在着磁场;电流的磁场方向跟电流方向有关。
考点2磁场(多以填空、选择和作图题为主,分值一般为4～6分)
考点透视:磁体周围存在磁场,磁在日常生活、生产中有重要作用;磁感线可用来形象地描述磁场;磁感线的方向的规定;地球周围有磁场,地磁的南北极等知识是这部分知识常见的命题重点。
例2如图1是U形磁铁周围的磁感线。根据磁感线方向,下列对磁极的判断正确的是()。
图1
A.甲是N极,乙是S极
B.甲是S极,乙是N极
C.甲、乙都是S极
D.甲、乙都是N极
解析:磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中画出的一些假想的、有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体南极的。磁体周围的磁感线有无数条,我们可以只画出有代表性的部分磁感线,也可以根据问题的需要画出能帮助我们解决问题的磁感线。
答案:A。
点评:磁体的周围存在着一种叫做磁场的物质,磁体间的相互作用就是通过它们各自的磁场而产生的。磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用,我们常用小磁针是否受到磁力的作用来检验小磁针所在的空间是否存在磁场。
考点3电生磁(多以填空、选择和简答题为主,分值一般为2～6分)
考点透视:电流的磁效应;通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁体相似等知识是这部分知识常见的命题内容。
例3 医生对病人进行脑部手术时,须要将体温降至合适的温度。准备手术之前,病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏博动,推动血液循环。如图2所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为N极,活塞将向______运动,“动力泵”处于______(填“抽血”或“送血”)状态。
图2
解析:磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为N极,活塞将向右运动,“动力泵”处于送血状态。
答案:右,送血。
点评:通电螺线管外部的磁场同条形磁体的磁场一样,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。通电螺线管的极性跟电流的关系可以用安培定则来判定,即用右手握螺线管法则,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
考点4电磁铁(多以填空、选择、简答、探究、计算题为主,分值一般为4～6分)
考点透视:电磁铁的特性和工作原理;制做简单的电磁铁;电磁铁磁性强弱的决定因素等知识是这部分知识常见的命题重点。
例4如图3所示,给电磁铁通电,铁块及弹簧在图中位置静止,当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,关于电流表示数和弹簧长度变化情况是()。
图3
A.电流表的示数增大,弹簧的长度增加
B.电流表的示数增大,弹簧的长度减小
C.电流表的示数减小,弹簧的长度增加
D.电流表的示数减小,弹簧的长度减小
解析:当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,电路中电阻变小,根据在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻阻值成反比,电路中电流增大,电流表的示数增大,电磁铁磁性增强,弹簧的长度增加。
答案:A。
点评:电磁铁的铁心之所以选用软铁而不是钢,是因为电磁铁要求其磁性强弱随着通入电流大小的变化而发生明显变化。软铁属软磁体,被磁化后磁性很容易消失;而钢是硬磁体,通电后会磁化成永磁体,用钢做铁心的电磁铁,其磁性强弱随电流大小的变化就不明显了。
考点5电磁继电器、扬声器(多以填空、选择和探究题为主,分值一般为4～8分)
考点透视:电磁继电器的构造和主要用途;电磁继电器的工作原理等知识是这部分知识常见的考点。
例5法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻 (GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。图4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向左滑动过程中,指示灯明显变亮,则下列说法正确的是( )。
图4
A.电磁铁右端为N极
B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
解析:所谓巨磁阻效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时有巨大的变化。滑片P向左滑动过程中,电路中电阻变小,电流增大,巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小,指示灯明显变亮。
答案:C。
考点6电动机(多以填空、选择、简答和探究题为主,分值一般为4～10分)
考点透视:磁场对通电导线的作用;制作模拟电动机等知识是这部分知识常见的考点。
例6 如图5所示的3幅实验装置图,请在下面的横线上填出各实验装置所研究的物理现象:
图A_________________________________;
图B_________________________________;
图C_________________________________。
图5
答案:磁场对电流的作用、电磁感应、电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。
点评:直流电动机靠直流电源供电,是利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的现象制成的,是把电能转化为机械能的装置。
考点7 磁生电(多以填空、选择、探究题为主,分值一般为4～8分)
考点透视:电磁感应现象和产生感应电流的条件等知识是这部分知识常见的考点。
例7 如图6所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导体AB,导体的两端跟电流表连接,开关闭合,电路中没有电流。以下操作中,可能使电路中产生电流的是( )。
图6
A.让导体在磁场中静止,换用量程更小的电流表
B.让导体在磁场中静止,换用磁性更强的永磁体
C.让导体在磁场中沿不同方向运动
D.将导体换成匝数很多的线圈,线圈在磁场中静止
解析:闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中产生电流的现象,称为电磁感应现象。感应电流就是电磁感应现象中产生的电流。
答案:C。
点评:产生感应电流的条件必须具备3点,即电路闭合;部分导体;作切割磁感线运动。如果电路不闭合,即使一部分导体作切割磁感线的运动,也不会产生感应电流,但是导体两端可以产生感应电压。电磁感应现象中的能量转化是机械能转化为电能。
考点8磁生电(多以填空、选择、简答和探究题为主,分值一般为4～10分)
考点透视:发电机的原理;发电机发电过程是能量转化的过程;交流电和直流电等知识是这部分知识常见的命题重点。
例8 图7是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机下列说法正确的是()。
图7
A.直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部
电路的是直流电
B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供给外部
电路的也是直流电
C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动
的原理工作的
D.图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈
中的电流方向
解析:直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电流,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电流。直流发电机和直流电动机在结构上没有差别,只不过直流发电机是用其他机器带动,使其导体线圈在磁场中转动,不断地切割磁感线,产生感应电流,把机械能变成电能。
答案:A 。
点评:电池提供的电能是有限的,更充足、更强大的电能要通过发电机获取。发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电。
考点9电和磁的应用(多以填空、选择和简答题为主,分值一般为4~8分)
考点透视:电和磁在生活和生产中的广泛应用是这部分知识常见的考点。
例9电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用。下图中应用到电磁铁的设备有( )。
解析:话筒是将声信号转化成电信号的装置,里面有一个金属盒,盒里装满了碳粒;听筒是将电信号转化成声信号的装置,里面有个永磁铁。
篇9
关键词：断路器 合闸 分闸 最低动作电压
1 概述
作为断路器特性测试的一个重要的内容，断路器操动机构动作低测试主要是为了验证断路器线圈是否灵敏和可靠，并且还能够测试整个操作机构在非额定动作电压下的性能。操动机构可靠的合闸的时候，通常操动机构的电压是保持在( 85％-110％)Un的范围之内的；断路器分闸的电压是大于65％Un；另外当断路器的电压小于30％Un的时候，断路器是不能够分闸的。最额定操作电压的30%到65%之间是高压断路器操动机构分、合闸电磁铁线圈的最低动作电压，在这个范围之内能够保证断路器的正常的运行，并进行可靠动作。而规定的下限30%主要是考虑的其中的误差值。由于二次直流系统在绝缘不良，高阻接地的情况下，会在断路器分合闸线圈两端引入一个数值不大的直流电压，当线圈动作电压过低时，会引起断路器误分闸，俗称“偷跳”。还有可能会发生分闸的现象，比如当动作电压比较低，断路器在强电的环境下，很容易造成强电磁的干扰，并发生分闸。而有的时候断路器失灵，在事故发生的时候失去保护作用，不能够进行正确的动作，这主要是因为电压过高造成的。
断路器在电网的作用是开断、关合和承载运行中的正常电流，并在规定的时间内关合或开断规定的短路电流。要使断路器能达到这些要求，其操动机构必须长期保持可靠动作，并且动作的速度和时间要满足灭弧特性的要求。但是这几年来操动机构分合闸脱扣器出现的拒动和误动的故障频发，有的已严重影响断路器的正常运行，所以应当引起检修工作人员的足够重视。在2011年的春季预防性试验工作中，将动作低电压测试作为断路器特性试验的必测项目，排除了数次事故隐患。
2 最低动作电压Umin的理解和分析
最低动作电压Umin一般都在断路器分、合闸回路的两端测试，而《电气设备预防性试验规程》中规定的Umin明显是指线圈两端的电压，且Umin应是线圈两端而非分、合闸回路两端的额定电压。因此对测试点的选取和对的理解均影响对Umin是否合格的判断。分、合闸回路可看作是其它电阻Umin(包括分、合闸电阻与电缆等值电阻)与线圈电阻R相串联的回路，则线圈两端电压与回路两端电压成正比。因此一般在分、合闸回路两端测试Umin，且以其满足30%-65%额定控制电压来作为线圈的合格判据，这样既能测试Umin，又能检测分、合闸回路，且完全符合规程规定的要求。
3 最低动作电压测试方法的分析
Umin的现场测试方法一般是在分、合闸回路两端试加电压直至断路器脱扣动作，动作时的电压记为Umin。试加电压的方法有两种：①慢加电压法带上分、合闸回路负载，利用调压器慢加电压直至断路器动作，记录此时的Umin；②瞬时冲击法先将直流输出调至一定电压(多为下限66V)后瞬时加在分合闸回路两端，如不能动作，再逐步调高电压；如可靠动作，再逐步调低电压，多次调整并瞬时加压，直至断路器恰好能动作，记录此时的U。两种方法中前者不符合断路器动作原理，故U不准。现场检修发现后者所测U一般比前者低；后者所测U合格的10kV VS1型断路器有时甚至在慢加电压至额定控制电压以上时都不能动作。
经过《断路器最低动作电压测试方法的探讨》中对脱扣力和脱扣功的分析得知瞬时冲击时机构脱扣所需的电压比慢加电压时低，但断路器的动作原理是线圈瞬时受电从而使断路器动作，故用瞬时冲击法更能反映此原理，测试的Umin也更准确。当然其前提条件均是测试电源的内阻为零。但现场测试时该内阻有时不可能为零，以致对测试结果有很大的影响。为更准确地测定断路器的Umin，可采用等效负载法来消除误差。
所以，采用瞬时冲击法对断路器的最低动作电压进行测量，测量仪器为低电压动作箱和断路器特性分析仪。
4 低电压测试案例分析
在预防性试验工作中，通过动作低电压的测试试验，排查出数台低电压动作不合格的设备，尽早的发现了缺陷，避免了恶性停电事故的发生。现将几个典型案例进行技术分析。
4.1 直流电磁铁铁心卡涩：某220kV断路器采用液压操动机构。其合闸线圈采用直线螺管式电磁铁，线圈额定电压是直流220V。断路器检修后做80％的动作电压合闸试验时，却合不了闸。现场检查情况是：液压机构的压力在额定值，排除了低油压力闭锁。用万用电表检查分闸回路电阻110Ω(接近线圈直流电阻)，又可排除电气回路的故障。通过进一步检查发现电磁铁铁心不能动作的原因是，电磁铁铁心卡涩。通过调整电磁铁使之灵活后，重新做80％的动作电压试验，断路器合闸正常。如果不做动作电压试验，该缺陷是没办法发现的，一旦投入运行，将会出现动铁心不能动作，还会因线圈长期加电压而被烧毁的故障；即使动铁心能动作，但也会影响合闸时间。
4.2 直流电磁铁工作间隙太大：某110kV六氟化硫断路器，采用弹簧操动机构，线圈额定电压是直流220V。对断路器检修后做65％的动作电压分闸时，却分不了闸。现场检查情况是：SF6气体压力都在额定值，排除了低SF6气体压力闭锁。用万用电表检查合闸回路电阻88Ω(接近线圈直流电阻)，又可排除电气回路的故障。通过进一步检查发现电磁铁铁心运动行程为3.7mm(标准为2.8～3.2mm)，可见造成不能动作的原因是动静铁心的工作间隙太大。因为电磁铁的吸力与动静铁心的工作气隙平方成反比，现气隙大，所以磁阻大、吸力小。通过调整动静铁心的行程，重新做65％的动作电压试验，断路器合闸正常。但是这里一定要注意不能把工作间隙调整得太小，太小了电磁铁反而不能动作，只有通过做动作电压试验才能把工作气隙调整在可靠动作范围内。
4.3 线圈匝间短路：某35kV真空断路器采用CT8型弹簧操动机构。其合闸线圈是采用直线螺管式电磁铁，线圈额定电压是直流220V。断路器检修后做80％的动作电压合闸时，却合不了闸。现场检查情况是：弹簧已储能，断路器具备合闸条件，用万用电表检查合闸回路电阻为30Ω(标准线圈直流电阻为68Ω)。由于直流电阻只有标准值的一半，所以可判断故障原因是线圈匝间短路。如果发生线圈匝间短路，磁通量严重减少会影响电磁铁的吸力，所以动作电压试验时合闸电磁铁不能动作或者动作很慢，无法打开脱扣器。
5 结语
断路器操动机构的最低动作电压测试对及时发现设备缺陷，避免拒分、拒合的恶性事故发生，提高设备运行可靠性意义重大。采用瞬时冲击法对断路器低电压进行测试可以利用预防性试验等停电机会及时、准确、可靠的掌握设备状况，有效地提高设备健康水平，推动状态检修工作的有效开展。
参考文献：
篇10
教学用牛顿管是一根长约120 cm，一端封闭一端带有气嘴的玻璃管.是牛顿设计的用以验证在真空中，物体下落速度与物体重量无关的装置.牛顿管的出现，使伽利略的理论从纯理论研究进入实验验证阶段，并通过实验得到正确验证.因此，牛顿管对经典力学理论的建立中有着不可磨灭的贡献.三百年来，人们一直沿用它来进行物理实验和物理教学.在教学中，笔者发现用现有的牛顿管实验时，若物体下落开始沿着管壁滑落，会存在观察效果不佳的缺陷.为此，笔者对牛顿管进行两项改进，使实验可视性更高，效果更明显.图1（1）是在紫外线灯光照射下，涂有荧光物质的铁片和羽毛的运动情况，底部发亮是玻璃管底部反光造成的；图1（2）是改进后的牛顿管实物图，玻璃管上端黑色部分是电磁铁，下端是LED灯和抽气嘴.
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1在牛顿管顶部正中央加装电磁铁，保证物体同时下落并不与管壁摩擦
常见的牛顿管使用过程中，实验者是靠物体自身重力作用，使物体停留在牛顿管的底部，然后迅速使牛顿管在竖直面内旋转180度，物体在管中下落.这就难以保证管中两个物体同时下落，同时由于旋转，物体一开始下落时会和管壁接触，管壁的作用力，增加了实验的干扰因素.影响实验效果.为此，我们把牛顿管的封闭段断开，用长度5 m、直径为0.21 mm的漆[LL]包线（35号线）制成线圈，其允许通过电流是0.176 A～0.281 A，加4 V～6 V直流电压，制成一个电磁铁，用丙烯酸酯和固化剂予以封闭.实验时接通电源让铁片压着羽毛并被电磁铁吸在玻璃管顶部中央位置，断开电源使其同时下落.
2给下落的铁片和羽毛涂上荧光物质，在紫外线作用下使其发光，便于学生观察
由于物体在牛顿管中下落时间很短，玻璃管面反射光作用很强，不便于观察运动情况.为此，我们把实验中所用的铁片和羽毛，涂上荧光物质，使其在紫外线照射下发光，以利于观察.
荧光是某些物质受到一定波长光的激发后，在极短时间内发射出的波长大于激发光波长的现象.笔者以异硫氰酸荧光素（FITC）作为荧光材料混合清漆，稀释剂按1∶3∶5的比例混合，涂到铁片和羽毛上待干燥后使用.羽毛上的涂层要薄一些，防止因油漆过多羽毛空气中运动阻力相对减少.在玻璃管的底部加装5W的LDE紫外线灯（直流工作电压3.4 V～3.8 V），加聚光灯罩，用粗孔金属网罩住聚光灯罩，防止物体下落砸坏紫外线灯，同时起到缓冲作用.把灯及聚光灯罩固定在玻璃管的底部，把电源线引出并封闭.为防止普通铁片和电磁铁接触被磁化，避免断开电磁铁电源后铁片不下落的情况出现.铁片的材料要用软铁材料，我们把四个软铁薄片焊接在一起，使之成为正四面体.这样在物体下落过程中，可以使观察者在不同的角度都能看到物体发光的一面.在玻璃管外壁的半个侧面粘上黑色不干胶带以增强远端观察者的视觉效果.
3使用方法
（1）抽真空之前，接通电磁铁电源，调整四面体铁片，使其一面被电磁铁吸住并压紧羽毛.牛顿管处于竖直状态，带有电磁铁的一段在上面.接通紫外线灯电源使其发光.然后断开电磁铁电源，使涂有荧光物质的四面体铁块和羽毛一起下落，观察物体在空气中先后落到底部的运动情况.
（2）用抽气机通过气嘴把牛顿管抽成接近真空，重复上述步骤，观察物体在真空中自由下落，同时落到底端的运动情况.
