第八章_电磁相互作用

第八章 电磁相互作用及应用第 1—2 节 电磁铁 电磁继电器自主学习知识要点1. 电磁铁（1）电磁起重机主要由铁芯和螺线管组成，这个带铁芯的螺线管叫做 。（2）实验表明，通入电磁铁的 越大，线圈的 越多，它的 就越大。（3）电磁铁磁性的 可以利用电流通断来控制，磁性 可以用电流的 和的多少来调节，磁极的极性可以通过变换 来改变。2. 电磁继电器（1）从本质上看，电磁继电器是利用 控制工作电路通断的 。（2）电磁铁对 的吸、放，控制着高压工作电路的通、断，从而实现了利用低压电路控制高压工作电路的目的。特别提醒由于电铃、电磁继电器以及由电磁继电器改装而成的形形色色的自动报警器都是电磁铁在生产和生活中的应用，因而抓住并体会影响电磁铁磁性强弱与磁极极性的因素是学好本节的关键！互动课堂例 1 某同学的实验装置如图 8.1-1 所示，弹簧下端吊的是铁块，当他将开关闭合以后，弹簧的长度_______，这说明电磁铁磁性的有无可以由 来控制；当他将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表的示数_______，弹簧的长度将 ，这说明电磁铁磁性的强弱与 有关；如果其他条件不变，把铁芯从螺线管中抽出后，弹簧的长度将 ，这说明电磁铁磁性的强弱还与 有关；如果其他条件不变，增加铁芯外线圈的匝数，弹簧的长度将 ，这说明电磁铁磁性的强弱与 有关；如果其他条件不变，他只是将电源的正负极调换了一下，发生变化的是 。【课堂笔记】（此处留 4 行空行）变式训练 1 为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小勤所在的实验小组进行了如下实验：他们首先找了两颗大铁钉，用漆包线在上面绕制若干圈，做成简易电磁铁，然后分别按图 8.1-2 所示接入电路。探究前，小勤他们还作了以下的猜想：图 8.1-1猜想 A：电磁铁，顾名思义，通电时有磁性，断电时没有磁性；猜想 B：通过的电流越大，磁性越强；猜想 C：外形相同时，线圈的匝数越多，磁性越强。他们通过观察简易电磁铁吸引打头针的情况来判断磁性的有无和强弱，探究过程如图所示。请你仔细观察这四幅图，然后完成下列填空。（1）比较图_______可以验证猜想 A 是正确的；（2）比较图_______可以验证猜想 B 是正确的；（3）比较图_______可以验证猜想 C 是正确的；但仔细分析发现，猜想 C 的表述还不完整，还应补充条件______ _。例 2 图 8.1-3 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【课堂笔记】（此处留 4 行空行）变式训练 2 如图 8.1-4 是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的下列叙述中，不正确的是（ ）A． 该报警器红灯是报警灯，报警器工作时，必须依靠一般水的导电性，且水位必须到达AB． 该报警器的红、绿灯不会同时亮C． 当水位没有达到 A 时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮D． 当该报警器报警时，不能判断电磁铁的磁极图 8.1-3图 8.1-4图 8.1-2分层演练基础训练1.下列关于电磁铁和磁感线的说法中，正确的是：（ ）A．电磁铁的磁性有无和磁性强弱可以改变B．电磁铁能永久性地保持磁性C．磁感线是真实存在的D．磁体外部的磁感线总是从 S 极出发，回到 N 极2．下列装置中没有应用电磁铁的是 ( ) A．电磁起重机 B．电磁继电器 C．电铃 D．电热水器3．用电磁继电器来操纵高电压、强电流的开关，其主要作用是( )A．节约用电 B．操作简单 C．保护用电器 D 避免危险4．内部带铁心的螺线管叫 ，电磁铁的优点很多，它的磁性有无可以由来控制；电磁铁的磁性强弱可以由 来控制；电磁铁的南北极可以由 来控制，使用起来很方便。在电流一定时，螺线管的匝数越多，它的磁性越 。5．电磁继电器是电铃、电话和自控电路装置的重要部件，其实质是由电磁铁控制的_________，在电路中起着类似于_________的作用。从原理上分析，电磁继电器由控制电路和工作电路组成，控制电路是由_________、_________和开关组成；工作电路是由_________、_________和电磁继电器的_________部分组成。6．如图 8.1-5 是控制两个电动机的继电器工作原理图，当手控开关闭合时，电动机________开始工作，当手控开关断开时，电动机_______工作。7．图 8.1-6 是电铃的构造示意图，仔细观察其构造并分析其工作原理，写出其中包含的两个物理知识。例：铃锤敲打铃盖----振动发声。(1) ________________ 。 (2) ________________ 。探究提高8．(09 娄底)小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图 8.1-7 所示，下列说法正确的是（ ）A.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强图 8.1-5图 8.1-6C.B 线圈的匝数多，通过 B 线圈的电流小于通过 A 线圈的电流D.要使电磁铁磁性增强，应将滑片 P 向右移动9．图 8.1-8 所示是某同学连接的电铃电路，开关闭合后，电路中始终有电流，但电铃只响一声就不再响了，原因是（ ）A． 电磁铁始终没有磁性B． 衔铁没有向下运动C． 衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹D． 电池正、负极接反了10.（08 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 8.1-9 是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合 S1、S 2 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11． （08 威海）如图 8.1-10 是一个自动控制电路，当开关 S 闭合时，电路中各用电器的工作情况是 （ ）Ａ．灯亮，电动机转动，电铃不响　　Ｂ．灯亮，电动机不转，电铃不响　Ｃ．灯不亮，电动机转动，电铃响　　Ｄ．灯不亮，电动机不转，电铃响　12．图 8.1-11 是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化，其变化的顺序是( ) ①温度升高使双层金属片向下弯曲②接通触点使工作电路中有电流通过③电磁铁具有磁性④衔铁被吸下图 8.1-9图 8.1-8图 8.1-7图 8.1-10图 8.1-11 A1 2左BPa⑤红灯亮、电铃响，发出警报A．①②③④⑤ B．①③④②⑤C．①②④③⑤ D．①④③②⑤13．生活中电梯一旦超载，它会自动报警。如图 8.1-12 是它的原理图，请简单解释它报警的原理。挑战自我14．在制造精密电阻时，常常采用双绕线法，即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，在从另一端绕回来，如果电流方向入图 8.1-13 所示，那么（ ）A．螺线管左、右两端都没有磁极B．螺线管左端为 N 极，右端为 S 极C．螺线管左端为 S 极，右端为 N 极D．螺线管左端有磁极，右端无磁极15．如图8.1-14是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转。⑴用笔画线代替导线将实物图连接完整；⑵指针下方的物体A应由（ ）材料制成；A、铜 B、铁 C、铝 D、塑料⑶当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的 极；⑷实验发现：①当滑动变阻器的滑片P向 滑动时（填 “左” 或“右” ） ，指针B偏转的角度将会 （填“变大”或“ 变小”） ；②保持滑片P位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会 （填“变大” 或“变小”） ； ⑸经过对电磁铁的研究，可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性 ；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越 ，磁性越 。科学世界科学家爱因斯坦爱因斯坦（1879-1955）是 20 世纪最伟大的自然科学家。1879 年 3 月 14 日生于德国乌耳姆一个经营电器作坊的小业主家庭。在任工程师的叔父等人的影响下，爱因斯坦较早地受到科学和哲学的启蒙。1896 年进苏黎世联邦工业大学师范系学习物理学，1900 年毕业，大图 8.1-13图 8.1-14×UU电 梯 红 灯1 2低 压 电 器 高 压 电 器图 8.1-12学一毕业就失业，两年后才找到固定职业。1902 年被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究，于 1905 年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。同年，以论文《分子大小的新测定法》 ，取得苏黎世大学的博士学位。1908年兼任伯尔尼大学编外讲师，从此他才有缘进入学术机构工作。1911 年任布拉格德语大学理论物理学教授，1912 年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914 年，应 M·普朗克和W·能斯脱的邀请，回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授，直到 1933 年。1920 年应 H·A·洛伦兹和 P·埃伦菲斯特（即 P·厄任费斯脱）的邀请，兼任荷兰莱顿大学特邀教授。回德国不到四个月，第一次世界大战爆发，他投入公开的和地下的反战活动。他经过 8 年艰苦的探索，于 1915 年最后建成了广义相对论。爱因斯坦和相对论在西方成了家喻户晓的名词，同时也招来了德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶毒攻击。1933 年 1 月纳粹攫取德国政权后，爱因斯坦是科学界首要的迫害对象，幸而当时他在美国讲学，未遭毒手。10 月转到美国普林斯顿，任新建的高级研究院教授，直至 1945 年退休。1939 年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现物理学家 L·西拉德推动下，上书罗斯福总统，建议研制原子弹，以防德国占先。第二次世界大战结束前夕，美国在日本两个城市上空投掷原子弹，爱因斯坦对此强烈不满。战后，为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险，进行了不懈的斗争。1955 年 4 月 18 日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行任何丧礼，不筑坟墓，不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。第 3 节 电磁感应现象自主学习知识要点1． 电磁感应现象（1）1831 年，英国物理学家 经过 10 年的探索，终于发现了利用 产生 的条件和规律，即： 电路的 导体在磁场中做 的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做 ，所产生的电流叫做 。（2）实验表明，感应电流的方向与 及 都有关。2． 电磁感应现象的应用——发电机（1