導語：如何才能寫好一篇電磁鐵的應用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、激情引趣，設計懸念

科學課程標準中指出：兒童天生的好奇心是科學學習的起點，他們對事物的好奇心，只要善加引導就能轉化成求知欲和學習行為。因此，本課開始我創設了小軍送生日禮物“跳舞的小熊”給林林的情境，一開場自制教具就上場，小熊在跳舞。成功引起學生發出疑惑后引導猜測“小熊怎么會跳舞的？”學生猜測后拿掉小熊腳下的活動舞臺，讓學生觀察整個作品的結構。發現原來舞臺的下面有一塊電磁鐵，小熊的腳下有一塊鐵片。小熊跳舞的奧秘在于電磁鐵通電后產生了磁性，將小熊腳下的鐵片吸住。電源斷開后，磁性消失，鐵片和電磁鐵松開，一吸一松時，小熊就跳起了舞。

二、合理假設，科學驗證

1.當學生看得津津有味時，我趁熱打鐵，提出“小軍認為小熊的舞跳得不夠有激情，你能幫幫他嗎？”，學生開始熱烈討論，在大部分學生都認為電磁鐵的磁性越強，小熊跳的幅度越大就越有激情時，我又問：“猜猜看，怎樣讓電磁鐵的磁性變強呢？” ？并讓學生將增強電磁鐵磁性的猜測記錄在實驗單上。為了幫助學生做出科學的假設，我提醒學生要從電磁鐵的磁性是怎樣產生的這方面來猜想，以確保學生的科學探究朝著更有效的方向進行。

2.自己的猜想是否正確呢？接著驗證開始。學生小組實驗，驗證自己的猜想。實驗之前，我要求學生先檢查一下自己小組的實驗材料，根據材料討論驗證方法和注意事項，在小組長的分工下有序、有效進行實驗。養成良好的實驗習慣。在實驗過程中，我強調：探究猜想時，要注意只能改變一個變量，其他條件不變，才能得出正確的結論。并在驗證過程中進行適時的提示和指導，提高學生探究活動的科學性和實效性，以確保活動的順利進行。

3.小組匯報，得出結論

不改變其他條件時，兩節電池的電磁鐵的小鐵片比一節電池的磁性強。

不改變其他條件時，圈數繞得多的比圈數少的電磁鐵的磁性強。

在匯報時，我讓學生大膽表述出實驗中的發現。自己通過實驗獲取的知識，不僅會讓孩子提高科學探究能力，還會增強他們的自信心，從而促進孩子們良好的科學素養的形成。

4.在學生探究的基礎上教師總結：

通過實驗，我們知道了同樣的線圈電池的節數越多，電流越大，電磁鐵的磁性越強；同樣多的電池，線圈匝數越多，電磁鐵的磁性越強。

三、動手實踐，加深理解

“僅僅知道道理還不夠，還要應用到實踐中。這才是我們學習的最終目的。下面請你們想辦法使自己組的小熊跳得最高，最后選出前三名。”我又布置下一個任務。科學探究活動是個由簡單到復雜，由扶到放的過程。這里我讓學生在了解電磁鐵的基礎上探索出讓電磁鐵磁性更強，小熊跳得更高的方法。并通過比賽激發學生的興趣。

接著小組成員研究做法，小組長分好工，合作完成制作。個個忙得目不暇接。這次的探究過程中，我要求學生大膽猜想，積極探索，發展他們對科學的理解力，讓他們親身經歷一次較深入的科學研究過程。

最后請各組展示成果，請兩名小裁判量出小熊的腳與電磁鐵之間的距離，評選出前三。 請獲獎小組的同學介紹一下制作過程，說說用什么方法使小熊跳得最有激情的。讓學生在分析對比中充分認識到同時增加電流的大小和線圈的匝數可以使電磁鐵的磁性更強，加深對電磁鐵性質的理解。

四、拓展延伸，深層發展

科學探究是一個能動的、多樣的、多層面的、循環發展的過程，讓學生在理解科學知識的基礎上，進行一些深層次的嘗試，是科學探究的目的之一。在此基礎上我設計了改變電流方向，小熊的運動方向也會跟著改變這一活動過程，讓學生在探究過程中明白電磁鐵和磁鐵一櫻也有南北極。同時也告訴學生們，關于電磁鐵的奧秘還很多，課后可以繼續探討。

五、歸納提升，回歸生活

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1．知道什么是電磁鐵。

2．理解電磁鐵的特性和工作原理。

（二）實驗器材

螺線管，鐵棒，幾個小磁針，一個線圈匝數可以改變的電磁鐵，電源，開關，滑動變阻器，電流表和一小堆大頭針。

（三）課前準備

檢查學生使用的實驗器材是否有損壞，將實驗器材分小組放在盒子里，將小盒子放在學生的實驗桌上。

（四）教學過程

1．提問引入新課

教師出示螺線管，提問：要使螺線管的周圍產生磁場，根據我們學過的知識，可采用什么方法？

（學生討論得出：給螺線管通電，它的周圍就會產生磁場。）

進一步提問：如果要使通電螺線管的磁性增強，應該怎么辦呢？請同學們觀察下面的實驗：演示實驗：先將小磁針放在螺線管的兩端，通電后觀察小磁針偏轉的程度，再將鐵棒插入螺線管，通電后觀察小磁針偏轉的程度。

提問：小磁針的偏轉程度哪個大？這表明什么？

（插入鐵棒后，小磁針的偏轉程度增大，這表明插入鐵棒后通電螺線管周圍的磁性大大增強。）

進一步提問：為什么插入鐵棒后，通電螺線管的磁性會增強呢？

學生討論得出：鐵心插入通電螺線管，鐵心被磁化，也要產生磁場，于是通電螺線管的周圍既有電流產生的磁場，又有磁鐵產生的磁場，因而磁場大大增強了。

教師指出：從上面的實驗中可以看出，鐵心插入螺線管，通電后能獲得較強的磁場。我們把插入鐵心的通電螺線管稱為電磁鐵。本節課我們就來研究電磁鐵。

2．進行新課

板書：第五節實驗：研究電磁鐵

一、電磁鐵：插入鐵心的通電螺線管。

提問：電磁鐵與永磁體相比，有些什么特點呢？它的磁性強弱與哪些因素有關呢？下面我們用實驗來研究。

板書：二、實驗：研究電磁鐵的特點

進一步提問：怎樣來做實驗呢？其步驟是怎樣的呢？

我們知道，電磁鐵的磁性是由螺線管通入電流后獲得的，由此，我們可以進行猜想：它的磁性與電流的大小有關；螺線管是由導線繞制成的，它的磁性強弱與線圈的匝數有關。下面我們就從這幾個方面來進行實驗探索。

（用小黑板或投影儀展示下列記錄表格）

學生實驗：首先請同學們從盒子里拿出實驗器材，放在桌上擺好，觀察所用的器材，同時思考下列問題：

這些實驗器材應連接成怎樣的電路？

（應將電源、開關、滑動變阻器、電流表與電磁鐵連成串聯電路）

用什么來判斷電磁鐵的磁性強弱？

（通過觀察電磁鐵吸引大頭針的多少來判斷）

學生將實驗器材連接好，檢查電路無誤后進行實驗：

①將開關合上或打開，觀察通電、斷電時，電磁鐵對大頭針的吸引情況，判斷電磁鐵磁性的有無。

②將開關合上，調節滑動變阻器，使電流增大和減小（觀察電流表指針的示數），從電磁鐵吸引大頭針的情況對比電磁鐵磁性強弱的變化。

③將開關合上，使電路中的電流不變（電流表的示數不變）改變電磁鐵的接線，增加通電線圈的匝數，觀察電磁鐵磁性強弱的變化。

實驗小結：讓學生歸納、概括實驗結果后，教師板書：實驗表明：

1．電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性。

2．通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強。

3．在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈匝數越多，磁性越強。

(2)討論電磁鐵的優點

提問：通過實驗，我們知道了電磁鐵的一些特點，它的這些特點與永磁體相比，有哪些優點呢？

學生討論后，老師歸納板書：

三、電磁鐵的優點：1．磁性能快顯快消。

2．磁性強弱可以調節。

(3)介紹電磁鐵的應用

提問：電磁鐵在實際生產中有哪些重要應用呢？

板書：四、電磁鐵的應用。

請同學們觀察課本上的彩圖：電磁起重機。說明它能將鋼材吊起的原理。

介紹兩種常用的電磁起重機：一種是圓柱形電磁鐵，一種是蹄形電磁鐵。蹄形電磁鐵的兩個異性極在同一端面上，能同時吸住一塊鐵，因而磁性更強。

引導學生討論課本上的“想想議議”。

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(一)掌握思維構圖的理念和技巧進行思維導圖教學的首要步驟是要讓學生掌握思維溝通的理念和技巧，為學生能在課堂上熟練完成思維溝通做好準備。在這個過程中，教師可以采取合作的形式讓學生完成簡單的思維導圖，如植物的分類，學生盡量將自己能想到的植物歸類并繪制出來。為減輕學生的認知負擔，教師可以在練習過程中逐漸將思維導圖的技巧傳授給學生。常見的思維導圖理念和技巧有:主題放在整張圖的中間，次要的概念放在“枝干”上;每個分支只能寫一個關鍵字，且字體要端正;整張導圖要遵循交叉聯結不同分支的要求;可以采用符號、色彩等方式讓導圖更為美觀。

(二)合理引入課堂主題本課的教學主題是電磁鐵，教師可以用合理有趣的方式將學生逐步引入教學主題。借用多媒體向學生展示吊車的Flas，并配上有趣的旁白，這能激發學生的學習興趣，讓學生更好地進入學習過程。然后，教師可以向學生簡單地講述一下電磁鐵的基本知識，將這一課的主題分為電磁鐵的性質、影響電磁鐵大小的因素、電磁鐵的應用三個部分。

(三)分組構圖和討論成功導入主題后，教師可讓學生以小組的形式進行導圖設計并自主討論，這樣能減輕學生剛開始的繪圖負擔，同時還能充分發散學生的思維。根據此前對電磁鐵主題分好的三個部分，教師可以在學生導圖和談論前提出相應的問題，如:電磁鐵的基本構造有哪些?電磁鐵的纏繞過程是怎樣的?等等。讓學生帶著這些問題設計自己的思維導圖，自主搜集材料、完成構圖。之后，讓小組成員討論自己的思維導圖作品的不足或者突出的部分，并作一定的修改，在自己的導圖上完好地體現出來。

(四)構圖成果展示各小組經過討論和完善，將最終導圖成品展示給其他小組，通過對比學習、深度討論發現別人的長處，改進自己的短處。教師在此過程中，首先要肯定每位學生的成果，增強學生的自信心;其次要指出需要改進的地方，幫助學生養成良好的思維習慣;最后對整個思維導圖的學習作總結，將學生的導圖成果進行整合，形成一個完善的思維導圖。完整的電磁鐵思維導圖可以由電磁鐵性質、影響電磁鐵大小因素、電磁鐵應用以及電磁鐵知識拓展組成。電磁鐵性質概念可繼續分成結構特點、工作原理、電磁鐵的制作三個分支，電磁鐵應用概念可以分為電磁起重機、電磁選礦機、磁懸浮列車等分支。

二、思維導圖融入小學科學教學中的應用思考

雖然思維導圖在小學科學教學中存在很強的應用性，但是仍然有一些不足之處。首先是思維導圖沒有很好地對主題中各個分支概念進行分析和聯系;其次是課堂教學時間有限。為了更好地將思維導圖融入到小學科學教學中，需要采取一定的措施。

(一)思維導圖與概念圖相結合將思維導圖與概念圖結合起來是對兩者優勢互補的一種教學方法，能幫助學生在學習中理清學習思路，理解主題與概念、概念與概念之間的聯系，也能幫助教師建立一套完整的課程框架體系。兩者的相互結合有效解決了思維導圖無法全面分析主題中各個分支概念的問題，具有一定的實踐性。同時，在結合思維導圖與概念圖教學時，教師要注意幫助學生分清概念的主次，根據實際情況調整教學策略。在蘇教版小學科學五年級上冊第一單元“白天和黑夜”第四部分的《看月亮》教學中，可以先給學生提供一個簡單的概念圖，包括滿月、峨眉月、弦月三個分支概念，讓學生將空白的部分填好，如:我們一般在能看到滿月。學生通過熟悉和理解各個概念充分理解主題，可以更好地學習思維導圖。

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1低電壓欠壓脫扣器方案研究

1.1電磁鐵參數DW50斷路器所采用的欠壓脫扣器，其電磁鐵普遍采用“聯合設計”的電磁鐵，其電參數如下。線圈參數：0.17，7600匝，580；始動電壓（Vs）：150V；工作電壓（Vo）：30V；維持電壓（Vm）：9.5V。電磁鐵可以在一個很寬的電壓范圍內工作。結合斷路器用欠壓脫扣器特點，控制電路應向電磁鐵提供一合適功率，防止電磁鐵“震脫”[3]。

1.2方案研究由電磁鐵特性可知，電磁鐵吸合時的“始動電壓（功率）”往往比“維持電壓（功率）”高出許多。欠壓脫扣器裝配于斷路器中，斷路器主觸頭系統合閘時會產生框架震動，為保持電磁鐵動鐵心不會自行脫落，要求電磁鐵線圈有一個大于維持電壓的“工作電壓（功率）”。無論是直流24V輸入，或是交流24V輸入，控制電路直接驅動電磁鐵，不能正常工作。為此，設計低電壓欠壓脫扣器方案如圖1所示。輸入電壓經EMC電路抗干擾濾波后，形成二次電壓接橋式整流器B1，B1的輸出定義為SP。對于直流電壓輸入，起到極性轉換作用；對于交流輸入，由B1整流為脈動直流。SP經D0隔離、C1濾波后接至升壓電路，同時接電電源電路。電源電路產生12V電壓供升壓電路與開關電路，生產的5V電壓供片機電路。SP同時接由R1、R2組成的采樣電路，采樣信號SA送單片機。單片機控制升壓電路與開關電路。

1.3主電路與儲能電容與一般升壓電路不同，為了避免電磁鐵動——靜鐵心之間的撞擊，提高電磁鐵的工作次數，以始動電壓（功率）足夠、平穩過渡到工作電壓（功率）的方式為最佳。即，VH電壓首先充電到150V（A點），然后接通開關電路（K），依靠電容電荷釋放做功吸合電磁鐵。隨后將輸入電壓提升高工作電壓30V（B點），如圖2（a）所示。設升壓電路中的濾波電容為C2，充電電流為iL，電磁線圈等效為電感DL、內阻DR，開關電路為K，主電路結構如圖2（b）所示。K閉合瞬間，電磁鐵獲得的始動功率是來自輸入電源的電流iL和電容放電電流iC共同產生的功率。電容C2的放電時間t2要大于電磁鐵的觸動時間與吸合時間之和[4]。根據C2對DR的放電功率，有已知電磁鐵觸動與吸合時間之和為5.6ms，電容放電電流取初始電流（I=150V/580）代替，可求出電容器容量為112F，取100F。實驗過程中，通過觀察C2對電磁鐵的放電電流，在電磁鐵動鐵心正好運動到結束時為止。既可以確保電磁鐵可靠吸合，又可以避免動鐵心對靜鐵心之間的過渡沖擊。

2主要單元電路設計

2.1升壓電路單片機發出PWM控制信號CO，經三極管T1放大后推動由T2與T3組成的推挽電路，驅動MOS管T4。儲能電感L1輸入端直接連接VA，輸出端經D1接電容C2。R6與R7、R8組成電壓取樣電路。取樣信號經Z1限幅后接三極管T5，T5集電極信號VINT輸出至單片機。R9、R10分別為T5的基極、集電極偏置電阻。第一階段（空載）升壓時，單片機輸出低電平信號LV，R8可視為短路，分壓比較小，VH電壓值充電到目標值后，VZ擊穿穩壓管Z1，經T5放大后，VINT由高電平轉為低電平,引發單片機中斷。第二階段恒壓時，單片機將輸出信號LV設置為高阻態，R8加入取樣電路，進行同樣的反饋過程。設第一、第二階段取樣信號VZ相同，則可在假設電阻值R6、R7的前提下得到R8具體參數。由于主電容C2取值較大，儲能電感可按電感電流臨界模式估算：由于電磁鐵工作電壓范圍很寬，利用單片機生產PWM控制升壓電路，結合升壓電路反饋信號至單片機，即可滿足電磁鐵的正常工作。

2.2信號采樣圖1中的R1、R2組成電壓采樣回路，采樣信號送入單片機。上電后，單片機首先啟動定時器1定時100ms，并令SA輸入引腳為邊沿觸發中斷方式。在這100ms時間內無中斷觸發，表明為輸入電壓為直流電壓，否則為交流電壓。交流電壓輸入時，中斷觸發定時器2的時間，即為輸入電壓半個周期的時間。舍去第一次、最后一次定時器2記錄的時間，將其余周期時間求均值算出電網周期值，然后均分為32等分，即按每半個周期采樣32點進行采樣，進行有效值計算。對于直流輸入，則直接求32次采樣值的均值。

2.3單片機電路單片機完成信號采樣之外，還控制升壓電路與開關電路。單片機電路包含3位BCD撥碼電路。單片機先行輸出LV低電平，并向升壓電路CO輸入PWM升壓，直至反饋信號VINT為低電平時，將CO置高電平。一旦VINT為高電平時，單片機再度向CO輸入PWM信號進行升壓，保持VH為一恒定啟動高壓。在這過程中，單片機同時檢測輸入電壓的大小，當輸入電壓信號大于85%的Ue后，單片機控制開關電路接通電磁鐵。完成電磁鐵起動之后，單片機置LV為高阻態，同樣使得VH恒定在電磁鐵工作電壓附近。單片機讀取3位BCD撥碼開關狀態。3位BCD撥碼全部斷開時，表示“瞬時”脫扣；3位BCD撥碼其余不同組合狀態，分別表示0.5、1、2、3、5、6、10s欠壓延時斷開時間。當輸入電壓信號小于50%的Ue后，單片機按BCD撥碼不同組合狀態，控制開關電路電磁鐵斷開。單片機全局處于停機（STOP）狀態，采用32等分的定時中斷激活方式工作，既可有效降低自身功耗又提高了抗擾能力。

3結論

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一、磁場和磁感線

磁場看不見、摸不著，卻是客觀存在的物質，而磁感線是人們假想的曲線，不是客觀存在的物質，就如同用“光線”描述光的傳播路徑一樣.

二、電磁鐵

與永磁體相比，電磁鐵有這樣幾個優點：磁性的有無可以通過電流的通斷來控制；磁場的方向可以通過電流的方向來控制；磁性的強弱可以通過電流的大小來控制.探究影響電磁鐵磁性強弱的因素的實驗中，關鍵是掌握控制變量法和轉換法，把電磁鐵磁性的強弱轉換為電磁鐵吸引大頭針的多少.

三、電磁感應

閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流，這就是電磁感應現象.

1.（1）“閉合電路”是指電路是閉合的，而不是斷開的；“一部分導體”說明不是整個電路；“切割磁感線運動”指的是導體與磁場的相對運動，磁場不運動，導體運動時，導體能切割磁感線產生感應電流；導體不運動，磁場運動時，導體同樣也能切割磁感線產生感應電流.（2）當切割磁感線的方向或磁場的方向發生改變時，產生的感應電流的方向也會發生改變，但當這兩個因素同時改變時，感應電流的方向不變.

2.電磁感應現象是發電機的工作原理，發電機在工作時將機械能轉化為電能.

四、直流電動機和交流發電機的比較

五、電磁波與通信

當導體中有迅速變化的電流時，在它的周圍空間就會產生電磁波.電磁波傳播的速度與電磁波的頻率無關.頻率越高，它的波長越短.電磁波可以在真空中傳播，但能被金屬物質屏蔽.

考點掃描

考點1 磁場和磁感線

例1 如圖1所示是蹄形磁鐵周圍的磁感線.根據磁感線方向，下列對磁感線的判斷，正確的是（ ）.

A.甲是N極，乙是S極

B.甲是S極，，乙是N極

C.甲、乙都是S極

D.甲、乙都是N極

解析 在磁體的外部，磁感線的方向都是從磁體N極出來，回到磁體的S極，而在磁體內部則正好相反.所以甲是N極，乙是S極.選項A正確.

考點2 電磁鐵的磁性

例2 如圖2所示，給電磁鐵通電，鐵塊及彈簧在圖中位置靜止，當滑動變阻器的滑片向b端滑動時，電流表示數和彈簧長度的變化情況是（ ）.

A.電流表的示數增大，彈簧的長度增加

B.電流表的示數增大，彈簧的長度減小

C.電流表的示數減小，彈簧的長度增加

D.電流表的示數減小，彈簧的長度減小

解析 分析電路圖可知，當滑動變阻器的滑片向b端滑動時，接入電路中的電阻減小，所以電路中的電流變大，電磁鐵的磁性變強，對鐵塊的吸引力變大，彈簧的長度變長.選項A正確.

考點3 電動機與發電機

例3 如圖3所示，在蹄形磁體的磁場中放置一根與螺線管連接的導體棒ab，當ab棒水平向右運動時，小磁針N極轉至右邊.可使如圖3所示位置的小磁針N極轉至左邊的操作是圖4中的（ ）.

解析 根據圖3所示，若要改變小磁針N極的指向，方法有兩個：一是控制導體運動的方向不變，改變磁場的方向；二是控制磁場方向不變，改變導體運動的方向.B、C選項中導體的運動方向與磁感線平行，導體不切割磁感線，故不能產生感應電流.D選項中導體運動的方向和磁場方向都發生了改變，故磁場方向不發生變化.選項A正確.

考點4 電磁波的波長、頻率和波速的關系

例4 下列說法中正確的是（ ）.

A.紅外線不是電磁波

B.電磁波的傳播速度小于光速

C.電磁波的頻率越高其波長越長

D.電磁波的頻率越高其波長越短

解析 因為紅外線和光波都是電磁波大家族中的一員，所以它們有許多共同特征，如都能在真空中傳播，而且在真空中傳播的速度也相同，都是3×108m／s，所以A、B都錯.判斷C和D時，需要理解電磁波的波長、頻率和波速的關系.公式v=λf中，v表示電磁波的傳播速度；λ表示波長，f表示頻率.因為各種電磁波在真空中的速度相同，所以，當速度不變時，頻率越高的電磁波的波長越短.選項D正確.

典例講析

典例1 圖5是直流電動機模型（主要部件見文字說明），圖6是自制簡易電動機模型.現在主要討論圖6簡易電動機的制作與操作問題：

（1）繞制線圈的銅絲外表有漆皮，必須對線圈引出線的兩端（擱置于銅質彎鉤的部位）進行刮漆處理，刮漆方法見放大圖.按這種方法刮漆，目的是使線圈能夠 ，因此這一部位就相當于圖5中的

（填某一部件的名稱）.

（2）如果整個制作沒有問題，但接上電源后線圈不動，這時應做哪些嘗試？①

；② .（說出兩點即可）

（3）通電后線圈能轉動，如要改變轉動方向，可采取的做法：① ；② .

講析 （1）從“刮漆情況放大圖”可以看出，線圈引出線的右端接觸支架的絕緣漆被全部刮掉了，左端被刮掉一半，這樣線圈每轉過一周只有半周給線圈供電.當線圈轉到左端刮掉漆的位置時有電流通過，線圈獲得動力，使線圈轉動；當線圈轉到左端沒有刮掉漆的位置時，停止給線圈供電，但線圈依靠慣性會繼續轉動，轉到刮掉漆的位置時電流重新接通，獲得正好與上次方向一致的力，使線圈能夠持續轉動.圖5中的直流電動機模型是通過換向器來實現這項功能的，因此這一部位就相當于圖5中的換向器.

（2）如果整個制作沒有問題，但接上電源后線圈不動，其故障可能是以下原因：①線圈引出線左端的絕緣部分接觸支架，使線圈中沒有電流通過，或者引出線左端刮掉漆的部分接觸支架，有電流通過，但線圈剛好處于平衡位置；②線圈中的電流太小；③磁鐵的磁性太弱.所以對應的操作：a用手指輕輕轉一下線圈；b增大電源電壓；c換一塊磁性更強的磁體.

（3）要改變電動機的轉動方向，需使線圈的受力方向發生改變，根據磁場對通電導線的作用特點，可以采取的做法：①只改變電流方向；②只改變磁場方向.

仿真測試

一、選擇題（每題4分，共32分）

1.最早利用磁場獲得電流，促使人類進入電氣化時代的科學家是（ ）.

A.安培 B.法拉第

C.焦耳 D.奧斯特

2.如圖所示是一款利用電磁懸浮技術制作的沒有“地軸”的地球儀，其原理是將空心金屬球放在通電的線圈上，電磁場在金屬球表面產生渦流，渦流與磁場作用形成磁力，從而實現地球儀的懸空靜止.地球儀懸空靜止的原因是（ ）.

A.只受到磁力的作用

B.由于慣性的作用

C.沒有受到重力的作用

D.地球儀受到的磁力和重力相互平衡

3.關于磁場和磁感線，下列說法中錯誤的是（ ）.

A.磁場的基本性質是對放入其中的磁體產生磁力的作用

B.磁場看不見、摸不著，但我們可以借助小磁針的偏轉和指向來判斷

C.磁感線是磁體周圍空間實際存在的曲線

D.在磁體的外部，磁感線都是從磁體的北極出發，回到南極

4.法國科學家阿爾貝和德國科學家彼得由于發現了巨磁電阻（GMR）效應，榮獲諾貝爾物理學獎.如圖所示是研究巨磁電阻特性的原理示意圖.實驗發現，當閉合開關S1、S2后使滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變亮，則下列說法中正確的是（ ）.

A.電磁鐵右端為N極

B.滑片P向左滑動過程中電磁鐵的磁性減弱

C.巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減小

D.巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯減小

5.在安裝直流電動機模型時，通過改變下列哪個因素，可以改變直流電動機轉動的方向（ ）.

A.電流的大小

B.電流的方向

C.磁體磁性的強弱

D.電源電壓的大小

6.如圖所示，要使流過電流表的電流反向，下列措施中可行的是（ ）.

①只將磁場反向；

②只將線圈的運動方向反向；

③同時將磁場和線圈的運動方向反向；

④增加磁鐵的磁性或線圈匝數.

A.①② B.②③ C.①③ D.①④

7.如圖所示的四個裝置可以用來演示物理現象，下列表述正確的是（ ）.

A.圖甲可用來演示電磁感應現象

B.圖乙可用來演示磁場對電流的作用

C.圖丙可用來演示電流的磁效應

D.圖丁可用來演示電磁鐵的磁性強弱與電流大小的關系

8.在建國60周年期間，各地群眾通過多種方式了解國慶大閱兵的信息.下列各種信息傳遞方式中，運用電磁波傳遞信息的是（ ）.

A.聲吶和無線電廣播電視

B.衛星通信和光纖通訊

C.有線電話和無線電廣播電視

D.兩人之間面對面相互交談

二、填空題（每空2分，共24分）

9.丹麥物理學家奧斯特首先發現了通電導體周圍存在 ；進一步研究發現，當導體中的電流 時，導體周圍的磁場就增強.通電導體周圍磁場的方向與 的方向有關.

10.電磁波分為長波、中波和短波，和長波比較，短波的頻率 .在月球上，兩個宇航員即使面對面站著也必須借助電磁波通話，因為聲波與電磁波不同，聲音的傳播需要 .

11.如圖所示，當開關閉合后，通電螺線管上方的小磁針受力的作用保持靜止，則通電螺線管的右端是 （選填“N”或“S”）極，電源的右端是 （選填“正”或“負”）極.

12.圖示是某位同學制作的一個小電動機.電動機的工作原理是 .如果要改變小電動機的轉速，可以通過改變 來達到目的.

13.小明去超市，走到電梯前發現電梯運動較慢，當他站在電梯上時又快了起來.小明根據所學的知識畫出如圖所示的電路（R是一個壓敏電阻）.小明分析：當人站在電梯上時，壓敏電阻的阻值減小，電磁鐵的磁性變 ，銜鐵與觸點 （選填“1”或“2”）接觸，電動機的轉速變 .

三、解答題（共44分）

14.（3分）在圖中，標出磁感線的方向和小磁針的N、S極.

15.（3分）如圖所示，請你根據小磁針的指向標出螺線管的磁極和電源的“+”“-”極.

16.（10分）小明用圖所示的裝置探究電磁鐵磁性的強弱跟哪些因素有關.

（1）上表是小明的實驗記錄，根據表中數據回答下列問題：

①通過比較第 和第 兩次實驗，可知電磁鐵的磁性強弱跟線圈匝數有關.

②電磁鐵的磁性強弱除了跟線圈匝數有關外，還跟 有關.

（2）實驗中，小明通過觀察 來判斷電磁鐵磁性的強弱.

17.（18分）圖示是“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”的實驗裝置，閉合開關后，導體ab、電流表、開關組成閉合電路.小明將實驗中觀察到的現象記錄在下表中.

（1）小明分析得出：閉合電路中的部分導體在磁場中做 時，導體中就會產生感應電流.

（2）比較實驗2和3（或6和7）可知：在磁場方向一定時，感應電流的方向與

有關.

（3）比較實驗2和6（或3和7）可知：

.

（4）此實驗的研究方法有控制變量法

和 法.在此實驗過程中是 能轉化為 能，重要的應用是 .

（5）針對這個實驗小明進行了進一步探究，他提出了“感應電流的大小可能與磁場的強弱有關”的猜想，除此之外你的猜想是 .

①寫出驗證你的猜想的主要步驟.

②你怎樣對實驗結果進行分析判斷？

18.（10分）小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示.將熱敏電阻只安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響.圖甲中繼電器的供電電壓U1

=3V，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R0為30Ω.當線圈中的電流大于等于50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響.圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像.

（1）由圖乙可知，當環境溫度為40℃時，熱敏電阻的阻值為 Ω.當環境溫度升高時，熱敏電阻的阻值將 ，電磁鐵的磁性將 .（選填“增強”“減弱”或“不變”）

篇6

一、分析電路的動態變化問題

例1（2007?煙臺）如圖1所示的電路中（電源電壓不變），閉合開關S后，當滑動變阻器的滑片自左向右移動時，下列判斷中正確的是（）

A． 電流表的示數不變，電壓表的示數不變

B． 電流表的示數變大，電壓表的示數變小

C． 電流表的示數變大，電壓表的示數變大

D． 電流表的示數變小，電壓表的示數不變

解析：閉合電鍵S后，兩電阻并聯，電壓表讀數保持不變。當滑動變阻器的滑片自左向右移動時，變阻器的有效電阻變大，根據歐姆定律可判斷，電流表測量的R2電流變小。所以D項正確。

例2（2008?煙臺）如圖2所示，電源電壓不變，閉合開關S后，滑動變阻器滑片自a向b移動的過程中（）

解析：閉合開關S后，兩電阻串聯，V1測量R1的電壓，V2測量R2的電壓。滑動變阻器滑片自a向b移動的過程中，總電阻變大，電流強度變小，V1的讀數變小，根據V2的讀數等于總電壓減去V1的讀數判斷V2字數變大。所以D項正確。

點評：電路的動態變化問題可謂牽一發而動全身，判斷時先分析電路的組成和連接方式，然后根據電阻的變化判斷電流的變化和電壓的變化，在整個過程中要盯牢不變量。以上兩例中的電源總電壓保持不變，判斷時要以不變應萬變。

二、測定小燈泡的功率實驗

例1（2007?重慶）某同學做“測定一個小燈泡的功率”的實驗，所用燈泡的額定電壓是2.2 V。

（1）如圖3是他實驗的電路，但連接不完整，請你幫他完成電路的連接。

（2）電路連接完整后，當向右移動變阻器的滑片P時，電壓表的示數將_________，電流表的示數將_________。（填變化情況）。

（3）實際實驗的有關記錄與計算如下表：

該同學注意到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。你認為，根據他觀察的現象和實驗數據分析，可得出一些什么結論呢？請說出兩點（這兩點的意思應不同）：

①__________________________________________；

②__________________________________________。

（4）他還注意到，這個實驗記錄也可以用來計算燈絲的電阻，并完成了有關計算如下表格：

這位同學有些納悶兒：導體的電阻不是與電壓、電流無關嗎？怎么三次計算的燈絲電阻卻不一樣呢？請你對此做出兩種可能性的解釋：

①__________________________________________；

②__________________________________________。

解析：（1）如圖4所示。

（2）向右移動變阻器的滑片P時，總電阻變小，所以電流變大，燈泡兩端的電壓也變大。

（3）①燈泡兩端電壓越大，功率越大；②功率越大，燈越亮。

（4）①可能實驗有誤差；②可能電阻與溫度有關。

例2（2008?揚州）在測量“小燈泡的功率”中，所用小燈泡的額定電壓是3.8 V。

（1）圖5是小崗同學沒有連接完的實物電路，請你用筆畫線代替導線幫他將電路連接完整。

（2）閉合開關，小崗發現燈泡發光很亮，其操作存在的問題是__________________。

（3）糾正上述操作后，小崗測出三組數據，記錄在下表中，第二次中的功率數據忘記處理了，請你幫他把數值填入表中的空格內。

（4）該實驗測出三組數據的目的是______________。

（5）小崗根據測出的三組數據求出各次電阻，發現燈泡在不同電壓下的電阻值不同，這是因為燈泡的電阻值與________________的變化有關。

解析：（1）見圖6。（2）滑動變阻器的阻值沒有調到最大。（3）根據P=UI算出功率為1.14 W。（4）此類小燈泡在不同電壓時的功率（或小燈泡在不同亮度時的功率）。（5）溫度。

點評：伏安法測量電阻（功率）所需器材、電路的連接、故障判斷、電表讀數等都是電學實驗中必須掌握的基本技能，涵蓋電學中的很多重要知識，所以成為電學實驗的考查熱點。此類問題的連接電路（電鍵斷開、滑動變阻器滑片放到阻值最大）、故障分析、電表讀數等試題都是萬變不離其宗。

三、圍繞磁感線問題

例1（2007?濰坊）圖7中小磁針的指向正確的是（）

解析：根據安培定則判斷，ABCD四圖螺旋管的左側都為N。因為螺旋管的磁感線與條形磁鐵相似，其周圍的磁感線都是從N極出來，回到S極，而小磁針的N極受力方向與磁感線切線方向一致，所以ABC選項正確。

例2（2008?溫州）圖8中能正確表示條形磁鐵磁場的磁感線的是（）

解析：磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來，回到S極，磁感線不相交，所以C項正確。

點評：不管是磁鐵還是通電螺旋管，由于他們的磁感線具有相似的特性，所以據此可以做些文章，如上題的利用小磁針進行判斷。

四、圍繞電磁應用問題

例1（2007?金華）如圖9所示實驗裝置中，彈簧測力計下面掛著條形鐵塊，螺線管中插有鐵芯，開關S撥在觸點②位置且電流表示數為I。要使彈簧測力計的示數變大，下列操作方法能夠實現的是（）

A． 開關S位置不動，將鐵芯從螺線管中取出

B． 開關S位置不動，將滑片P向a端滑動

C． 將開關S撥到①位置，并通過調節仍使電流表示數為I

D． 將開關S撥到③位置，并通過調節仍使電流表示數為I

解析：題中的“要使彈簧測力計的示數變大”就是電磁鐵的磁性變強，使通過電磁鐵的電流變大或電流相同的情況下匝數變多即可達到這個目的。所以C選項正確。

例2（2008?連云港）法國科學家阿爾貝?費爾和德國科學家彼得?格林貝格爾由于發現了巨磁電阻（GMR）效應，榮獲了2007年諾貝爾物理學獎。如圖10是研究巨磁電阻特性的原理示意圖。實驗發現，當閉合S1、S2后使滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變亮，則下列說法正確的是（）

A． 電磁鐵右端為N極

B． 滑片P向左滑動過程中電磁鐵的磁性減弱

C． 巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯增大

D． 巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減小

解析：當閉合S1、S2后使滑片P向左滑動過程中，通過電磁鐵的電流增大，所以電磁鐵的磁性增強，根據安培定則判斷電磁鐵的左端為N極。指示燈變亮，說明巨磁電阻（GMR）的阻值變小，因此D項是正確的。

點評：以上兩題都是圍繞電磁鐵這個應用性較強的器材結合其他的知識進行考查的。例1涉及到磁化、鐵塊的平衡等問題，較好地考查了學生的綜合分析能力。例2涉及到新的科技問題，較好地考查了學生的閱讀、推理、分析等能力。雖然側重點不同，對電磁鐵的磁性問題的考查目的卻是一致的。

1． （2008?蕪湖）科學研究經常需要猜想與假設。合理的猜想與假設不是主觀臆測，它總伴隨著理性的分析和科學的思考，并有待進一步的實驗檢驗。19世紀20年代，以塞貝克為代表的科學家已經認識到：溫度差會引起電流。安培考慮到地球自轉造成了太陽照射后地球正面與背面的溫度差，于是提出如下假設：地球磁場是由繞地球的環形電流引起的。若規定地磁場N極與S極在地球表面的連線稱為“磁子午線”（如圖11所示），則安培假設中的電流方向應該是（）

A． 由西向東垂直磁子午線

B． 由東向西垂直磁子午線

C． 由南向北沿磁子午線

篇7

液壓機的電氣控制系統的主要作用是利用電磁鐵的換向閥對液壓系統中的電磁鐵進行控制和換位。通過主油泵缸形成下壓行程和回程，再通過控制頂缸的頂出和退回，形成整套循環的工作。PLC系統操作方式主要有手動調整，自動循環和單周性循環方式。

1.PLC在雙動液壓機電氣控制要求

Y28 350/450A雙動薄片沖壓液壓機是通過機電液的電氣控制，聯合實現各種的動作。它不僅用于薄板的拉伸還使用于冷沖壓工作中，例如薄板的塑形、彎曲和擠壓、翻邊等。Y28350/450A雙動薄片沖壓液壓機拉伸和壓邊滑塊時分時采用雙動力來實現，它還可以成為單動液壓機，但這必須經過定位銷聯成為一體后才能實現。此液壓機還具有四柱的萬能液壓機的塑料壓制，成形壓制和冷擠彎曲等功能。壓邊缸還可以用于暖沖裝置，具有落料、沖孔的功能。對液壓機的集中控制采用按鈕控制，實際操作還可以使用手動調整、雙動聯動和三動聯動。

本機床以380V的交流電做為電氣設備，主油泵為三相異步的電動機，采用降壓啟動，變壓器降低到127V，指示燈6.3V，照明采用常規的36V。對電氣的要求控制過程如下：

（1）對電氣控制的手動調整。單人操作時，先擰動轉換開關到調整位置，再按下滑塊按鈕，使繼電器通電，電磁鐵的通電率隨機下降，在沒有壓力的情況下，再使滑塊起壓。當要阻止滑塊下降時，按下控制滑塊的停止鍵。電器斷電后自動復位，滑塊隨即停止下降。

對于壓邊滑塊，正常情況下會有自動充液的動作。但如果行程中在高壓工作時，必須使用高壓充液。可將轉換開關擰在壓邊通位置，當滑塊向下滑動時，會撞擊行程開關使繼電器通電，電磁鐵隨即通電吸合，對壓邊缸進行高壓充液。

（2）聯動。聯動分為雙動和三動。無論哪種都可以使用單人和雙人操作。

第一，雙動情況下的單人操作。我們假設主電動機已經開啟，只要把轉換開關擰到加壓通的位置，聯動按鈕擰在聯動位置，操作選擇轉換開關放在單人操作位置，按下開始鍵，使繼電器通電，電磁鐵隨即通電，滑塊下降至行程開關，第二組繼電器斷電，第二組電磁鐵斷開，滑塊減慢下降速度，快接近終點時撞擊行程開關，又開始循環通電斷電。最后滑塊停止時，同時接通最后一組繼電器，常閉點瞬間閉合，頂出器運作，自動頂出工件，完成一次機床循環。

第二，三動情況下的單人操作。主電動機開啟后，同樣把轉換開關擰到加壓通的位置，聯動按鈕擰在聯動位置，第三個轉換開關放在二次拉伸的位置，滑塊將至終點時，繼電器通電使常開觸電閉合觸發第二此拉伸。當第二次拉伸完成后，繼電器通電開始原路回程，最后頂出器運作，自動頂出工件，完成一次機床循環。

第三，雙人的操作。將轉換開關擰在雙人操作位置，兩人同時按下開始按鈕，滑塊開始下降，緊后工作順序與單人聯動是的單人操作一樣。

常用的還有單周期循環。此循環操作方式采用步進梯形式的指令方式，完成一個周期后，狀態器重新置位后停止動作。在單周期循環中，根據工件的工藝要求，在步進梯形式的指令模式下設置定壓和定程的功能選擇。在進行定壓操作時，當工件上的壓力值達到固定值時，把狀態器置位，停止液壓機的電磁閥繼續作用，使其保持延時保壓的狀態。等達到工件軟件設計的時間時，置位狀態器，頂缸開始動作，頂出工件；在進行定程操作時，等工件設計達到設定壓程時，同一原理，置位狀態器，頂缸動作，頂出工件，完成自動循環操作。

2.PLC在雙動液壓機電氣的系統結構要求

（1）PLC的型號選擇。

第一，按鈕開關的輸入信號中，需要9個輸入點。包括：主油泵的啟動按鈕輸入點，停止輸入點，滑塊向下輸入點，向下輸入點，停止輸入點，雙人操作輸入點，液壓頂出輸入點，急速停止輸入點和照明輸入點；行程開關的輸入信號中，需要19個輸入點。包括：滑塊向上至終點和液壓墊的頂出輸入點，滑塊向下至終點輸入點，滑塊的快進轉換輸入點，壓邊缸沖壓液輸入點，完成壓邊缸沖壓液等5個輸入點。

第二，輸出信號，需要15個輸出點。主油泵啟動時的3個接觸器輸出點，滑塊向上、向下撞擊電磁鐵的輸出點，壓邊缸充高壓液時滑塊的慢速向下撞擊電磁鐵的輸出點，液壓墊頂出電磁鐵的輸出點，機械前后照明和指示燈的4個輸出點。

（2）電路設計的控制。PLC的外部供電負荷應根據工作現場的環境條件好壞，溫度高低和噪聲大小等條件，設置相應的失壓措施進行保護。PLC的外部供電負載的通電線路的通斷應采用接觸器和“急停”按鈕開關開控制，以保證安全的控制性。當有特殊情況發生需要及時停止時，應立即按下“急停”按鈕切斷電源，保證安全。

3.結束語

因為PLC代替了Y28 350/450A雙動薄片沖壓液壓機原有的繼電器控制體系，使Y28350/450A雙動薄片沖壓液壓機的性能得到了改善，也大大提高了工件的生產效率，還能保證工件的加工精確度。自Y28 350/450A雙動薄片沖壓液壓機運行以來，其系統不僅呈穩定可靠的運行狀態，還能滿足工件的生產工藝要求。另外，對同類的其他設備技術的改善也有提供了有效的數據信息和寶貴的參考價值。

參考文獻

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[2]趙龍.淺析電氣控制系統應用[J].機械工程師，2013，10：11卜112.

[3]路光輝，朱長安，裘峰源，康巍晶.PLC在電力系統穩定控制中應用探討[J].繼電器，1997，04：30 33+3.

[4]王柏忠.淺談三菱PLC在自動控制設備中的應用[J].科技致富向導，2011，06：160+204.

篇8

考點透視:磁體有吸鐵(鎳、鈷)性和指向性;磁極間的相互作用;磁化現象等知識是這部分知識常見的考查點。

例1下列說法正確的是()。

A.磁感線是真實存在的,磁場由無數條磁感線組成

B.在地磁場作用下能自由轉動的小磁針,靜止時

N極指向北方

C.要使通電螺線管的磁性減弱,應該在螺線管中

插入鐵芯

D.奧斯特實驗表明,銅導線可以被磁化

解析:磁感線是為了形象地研究磁場而人為假想的曲線,并不是客觀存在于磁場中的真實曲線,選項A錯誤;要使通電螺線管的磁性增強,應該在螺線管中插入鐵芯,選項C錯誤;磁體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質,選項D錯誤。

答案:B。

點評:地球本身是一個巨大的磁體,地球周圍的磁場叫地磁場。磁針指南北,就是受到地磁場作用的緣故。地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近。奧斯特實驗表明,通電導線和磁體一樣,周圍存在著磁場;電流的磁場方向跟電流方向有關。

考點2磁場(多以填空、選擇和作圖題為主,分值一般為4～6分)

考點透視:磁體周圍存在磁場,磁在日常生活、生產中有重要作用;磁感線可用來形象地描述磁場;磁感線的方向的規定;地球周圍有磁場,地磁的南北極等知識是這部分知識常見的命題重點。

例2如圖1是U形磁鐵周圍的磁感線。根據磁感線方向,下列對磁極的判斷正確的是()。

圖1

A.甲是N極,乙是S極

B.甲是S極,乙是N極

C.甲、乙都是S極

D.甲、乙都是N極

解析:磁感線是為了形象地描述磁場而在磁場中畫出的一些假想的、有方向的曲線,任何一點的曲線方向都跟放在該點的磁針北極所指的方向一致。磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來,回到磁體南極的。磁體周圍的磁感線有無數條,我們可以只畫出有代表性的部分磁感線,也可以根據問題的需要畫出能幫助我們解決問題的磁感線。

答案:A。

點評:磁體的周圍存在著一種叫做磁場的物質,磁體間的相互作用就是通過它們各自的磁場而產生的。磁場的基本性質是對放入其中的磁體產生磁力的作用,我們常用小磁針是否受到磁力的作用來檢驗小磁針所在的空間是否存在磁場。

考點3電生磁(多以填空、選擇和簡答題為主,分值一般為2～6分)

考點透視:電流的磁效應;通電導體周圍存在著磁場;通電螺線管的磁場與條形磁體相似等知識是這部分知識常見的命題內容。

例3 醫生對病人進行腦部手術時,須要將體溫降至合適的溫度。準備手術之前,病人的心肺功能開始由心肺機取代。心肺機的功能之一是用“電動泵”替代心臟博動,推動血液循環。如圖2所示,將線圈ab纏繞并固定在活塞一端,利用其與固定磁鐵之間的相對運動,帶動電動泵中的活塞,使血液定向流動;閥門K1、K2都只能單向開啟,反向則封閉管路。當線圈中的電流從a流向b時,線圈的左端為N極,活塞將向______運動,“動力泵”處于______(填“抽血”或“送血”)狀態。

圖2

解析:磁極間的相互作用規律是同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。當線圈中的電流從a流向b時,線圈的左端為N極,活塞將向右運動,“動力泵”處于送血狀態。

答案:右,送血。

點評:通電螺線管外部的磁場同條形磁體的磁場一樣,通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩個極。通電螺線管的極性跟電流的關系可以用安培定則來判定,即用右手握螺線管法則,讓四指彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。

考點4電磁鐵(多以填空、選擇、簡答、探究、計算題為主,分值一般為4～6分)

考點透視:電磁鐵的特性和工作原理;制做簡單的電磁鐵;電磁鐵磁性強弱的決定因素等知識是這部分知識常見的命題重點。

例4如圖3所示,給電磁鐵通電,鐵塊及彈簧在圖中位置靜止,當滑動變阻器的滑片向b端滑動時,關于電流表示數和彈簧長度變化情況是()。

圖3

A.電流表的示數增大,彈簧的長度增加

B.電流表的示數增大,彈簧的長度減小

C.電流表的示數減小,彈簧的長度增加

D.電流表的示數減小,彈簧的長度減小

解析:當滑動變阻器的滑片向b端滑動時,電路中電阻變小,根據在同一電路中,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻阻值成反比,電路中電流增大,電流表的示數增大,電磁鐵磁性增強,彈簧的長度增加。

答案:A。

點評:電磁鐵的鐵心之所以選用軟鐵而不是鋼,是因為電磁鐵要求其磁性強弱隨著通入電流大小的變化而發生明顯變化。軟鐵屬軟磁體,被磁化后磁性很容易消失;而鋼是硬磁體,通電后會磁化成永磁體,用鋼做鐵心的電磁鐵,其磁性強弱隨電流大小的變化就不明顯了。

考點5電磁繼電器、揚聲器(多以填空、選擇和探究題為主,分值一般為4～8分)

考點透視:電磁繼電器的構造和主要用途;電磁繼電器的工作原理等知識是這部分知識常見的考點。

例5法國科學家阿爾貝和德國科學家彼得由于發現了巨磁電阻 (GMR)效應,榮獲了諾貝爾物理學獎。圖4是研究巨磁電阻特性的原理示意圖。實驗發現,當閉合S1、S2后使滑片P向左滑動過程中,指示燈明顯變亮,則下列說法正確的是( )。

圖4

A.電磁鐵右端為N極

B.滑片P向左滑動過程中電磁鐵的磁性減弱

C.巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減小

D.巨磁電阻的阻值隨磁場的減弱而明顯減小

解析:所謂巨磁阻效應,是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時有巨大的變化。滑片P向左滑動過程中,電路中電阻變小,電流增大,巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減小,指示燈明顯變亮。

答案:C。

考點6電動機(多以填空、選擇、簡答和探究題為主,分值一般為4～10分)

考點透視:磁場對通電導線的作用;制作模擬電動機等知識是這部分知識常見的考點。

例6 如圖5所示的3幅實驗裝置圖,請在下面的橫線上填出各實驗裝置所研究的物理現象:

圖A_________________________________;

圖B_________________________________;

圖C_________________________________。

圖5

答案:磁場對電流的作用、電磁感應、電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系。

點評:直流電動機靠直流電源供電,是利用通電線圈在磁場里受到力的作用而轉動的現象制成的,是把電能轉化為機械能的裝置。

考點7 磁生電(多以填空、選擇、探究題為主,分值一般為4～8分)

考點透視:電磁感應現象和產生感應電流的條件等知識是這部分知識常見的考點。

例7 如圖6所示,在蹄形磁體的磁場中放置一根導體AB,導體的兩端跟電流表連接,開關閉合,電路中沒有電流。以下操作中,可能使電路中產生電流的是( )。

圖6

A.讓導體在磁場中靜止,換用量程更小的電流表

B.讓導體在磁場中靜止,換用磁性更強的永磁體

C.讓導體在磁場中沿不同方向運動

D.將導體換成匝數很多的線圈,線圈在磁場中靜止

解析:閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動時,導體中產生電流的現象,稱為電磁感應現象。感應電流就是電磁感應現象中產生的電流。

答案:C。

點評:產生感應電流的條件必須具備3點,即電路閉合;部分導體;作切割磁感線運動。如果電路不閉合,即使一部分導體作切割磁感線的運動,也不會產生感應電流,但是導體兩端可以產生感應電壓。電磁感應現象中的能量轉化是機械能轉化為電能。

考點8磁生電(多以填空、選擇、簡答和探究題為主,分值一般為4～10分)

考點透視:發電機的原理;發電機發電過程是能量轉化的過程;交流電和直流電等知識是這部分知識常見的命題重點。

例8 圖7是直流發電機的工作原理圖,關于直流發電機下列說法正確的是()。

圖7

A.直流發電機線圈內產生的是交流電,供給外部

電路的是直流電

B.直流發電機線圈內產生的是直流電,供給外部

電路的也是直流電

C.它是利用通電線圈在磁場中受到力的作用而轉動

的原理工作的

D.圖中的E、F稱為換向器,它的作用是改變線圈

中的電流方向

解析:直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產生的交變電流,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變為直流電流。直流發電機和直流電動機在結構上沒有差別,只不過直流發電機是用其他機器帶動,使其導體線圈在磁場中轉動,不斷地切割磁感線,產生感應電流,把機械能變成電能。

答案:A 。

點評:電池提供的電能是有限的,更充足、更強大的電能要通過發電機獲取。發電機也是一種把其他形式的能轉化成電能的裝置。目前常用的發電方式有火力發電、水力發電和核能發電。

考點9電和磁的應用(多以填空、選擇和簡答題為主,分值一般為4~8分)

考點透視:電和磁在生活和生產中的廣泛應用是這部分知識常見的考點。

例9電磁鐵在生活和生產中有著廣泛的應用。下圖中應用到電磁鐵的設備有( )。

解析:話筒是將聲信號轉化成電信號的裝置,里面有一個金屬盒,盒里裝滿了碳粒;聽筒是將電信號轉化成聲信號的裝置,里面有個永磁鐵。

篇9

關鍵詞：斷路器 合閘 分閘 最低動作電壓

1 概述

作為斷路器特性測試的一個重要的內容，斷路器操動機構動作低測試主要是為了驗證斷路器線圈是否靈敏和可靠，并且還能夠測試整個操作機構在非額定動作電壓下的性能。操動機構可靠的合閘的時候，通常操動機構的電壓是保持在( 85％-110％)Un的范圍之內的；斷路器分閘的電壓是大于65％Un；另外當斷路器的電壓小于30％Un的時候，斷路器是不能夠分閘的。最額定操作電壓的30%到65%之間是高壓斷路器操動機構分、合閘電磁鐵線圈的最低動作電壓，在這個范圍之內能夠保證斷路器的正常的運行，并進行可靠動作。而規定的下限30%主要是考慮的其中的誤差值。由于二次直流系統在絕緣不良，高阻接地的情況下，會在斷路器分合閘線圈兩端引入一個數值不大的直流電壓，當線圈動作電壓過低時，會引起斷路器誤分閘，俗稱“偷跳”。還有可能會發生分閘的現象，比如當動作電壓比較低，斷路器在強電的環境下，很容易造成強電磁的干擾，并發生分閘。而有的時候斷路器失靈，在事故發生的時候失去保護作用，不能夠進行正確的動作，這主要是因為電壓過高造成的。

斷路器在電網的作用是開斷、關合和承載運行中的正常電流，并在規定的時間內關合或開斷規定的短路電流。要使斷路器能達到這些要求，其操動機構必須長期保持可靠動作，并且動作的速度和時間要滿足滅弧特性的要求。但是這幾年來操動機構分合閘脫扣器出現的拒動和誤動的故障頻發，有的已嚴重影響斷路器的正常運行，所以應當引起檢修工作人員的足夠重視。在2011年的春季預防性試驗工作中，將動作低電壓測試作為斷路器特性試驗的必測項目，排除了數次事故隱患。

2 最低動作電壓Umin的理解和分析

最低動作電壓Umin一般都在斷路器分、合閘回路的兩端測試，而《電氣設備預防性試驗規程》中規定的Umin明顯是指線圈兩端的電壓，且Umin應是線圈兩端而非分、合閘回路兩端的額定電壓。因此對測試點的選取和對的理解均影響對Umin是否合格的判斷。分、合閘回路可看作是其它電阻Umin(包括分、合閘電阻與電纜等值電阻)與線圈電阻R相串聯的回路，則線圈兩端電壓與回路兩端電壓成正比。因此一般在分、合閘回路兩端測試Umin，且以其滿足30%-65%額定控制電壓來作為線圈的合格判據，這樣既能測試Umin，又能檢測分、合閘回路，且完全符合規程規定的要求。

3 最低動作電壓測試方法的分析

Umin的現場測試方法一般是在分、合閘回路兩端試加電壓直至斷路器脫扣動作，動作時的電壓記為Umin。試加電壓的方法有兩種：①慢加電壓法帶上分、合閘回路負載，利用調壓器慢加電壓直至斷路器動作，記錄此時的Umin；②瞬時沖擊法先將直流輸出調至一定電壓(多為下限66V)后瞬時加在分合閘回路兩端，如不能動作，再逐步調高電壓；如可靠動作，再逐步調低電壓，多次調整并瞬時加壓，直至斷路器恰好能動作，記錄此時的U。兩種方法中前者不符合斷路器動作原理，故U不準。現場檢修發現后者所測U一般比前者低；后者所測U合格的10kV VS1型斷路器有時甚至在慢加電壓至額定控制電壓以上時都不能動作。

經過《斷路器最低動作電壓測試方法的探討》中對脫扣力和脫扣功的分析得知瞬時沖擊時機構脫扣所需的電壓比慢加電壓時低，但斷路器的動作原理是線圈瞬時受電從而使斷路器動作，故用瞬時沖擊法更能反映此原理，測試的Umin也更準確。當然其前提條件均是測試電源的內阻為零。但現場測試時該內阻有時不可能為零，以致對測試結果有很大的影響。為更準確地測定斷路器的Umin，可采用等效負載法來消除誤差。

所以，采用瞬時沖擊法對斷路器的最低動作電壓進行測量，測量儀器為低電壓動作箱和斷路器特性分析儀。

4 低電壓測試案例分析

在預防性試驗工作中，通過動作低電壓的測試試驗，排查出數臺低電壓動作不合格的設備，盡早的發現了缺陷，避免了惡性停電事故的發生。現將幾個典型案例進行技術分析。

4.1 直流電磁鐵鐵心卡澀：某220kV斷路器采用液壓操動機構。其合閘線圈采用直線螺管式電磁鐵，線圈額定電壓是直流220V。斷路器檢修后做80％的動作電壓合閘試驗時，卻合不了閘。現場檢查情況是：液壓機構的壓力在額定值，排除了低油壓力閉鎖。用萬用電表檢查分閘回路電阻110Ω(接近線圈直流電阻)，又可排除電氣回路的故障。通過進一步檢查發現電磁鐵鐵心不能動作的原因是，電磁鐵鐵心卡澀。通過調整電磁鐵使之靈活后，重新做80％的動作電壓試驗，斷路器合閘正常。如果不做動作電壓試驗，該缺陷是沒辦法發現的，一旦投入運行，將會出現動鐵心不能動作，還會因線圈長期加電壓而被燒毀的故障；即使動鐵心能動作，但也會影響合閘時間。

4.2 直流電磁鐵工作間隙太大：某110kV六氟化硫斷路器，采用彈簧操動機構，線圈額定電壓是直流220V。對斷路器檢修后做65％的動作電壓分閘時，卻分不了閘。現場檢查情況是：SF6氣體壓力都在額定值，排除了低SF6氣體壓力閉鎖。用萬用電表檢查合閘回路電阻88Ω(接近線圈直流電阻)，又可排除電氣回路的故障。通過進一步檢查發現電磁鐵鐵心運動行程為3.7mm(標準為2.8～3.2mm)，可見造成不能動作的原因是動靜鐵心的工作間隙太大。因為電磁鐵的吸力與動靜鐵心的工作氣隙平方成反比，現氣隙大，所以磁阻大、吸力小。通過調整動靜鐵心的行程，重新做65％的動作電壓試驗，斷路器合閘正常。但是這里一定要注意不能把工作間隙調整得太小，太小了電磁鐵反而不能動作，只有通過做動作電壓試驗才能把工作氣隙調整在可靠動作范圍內。

4.3 線圈匝間短路：某35kV真空斷路器采用CT8型彈簧操動機構。其合閘線圈是采用直線螺管式電磁鐵，線圈額定電壓是直流220V。斷路器檢修后做80％的動作電壓合閘時，卻合不了閘。現場檢查情況是：彈簧已儲能，斷路器具備合閘條件，用萬用電表檢查合閘回路電阻為30Ω(標準線圈直流電阻為68Ω)。由于直流電阻只有標準值的一半，所以可判斷故障原因是線圈匝間短路。如果發生線圈匝間短路，磁通量嚴重減少會影響電磁鐵的吸力，所以動作電壓試驗時合閘電磁鐵不能動作或者動作很慢，無法打開脫扣器。

5 結語

斷路器操動機構的最低動作電壓測試對及時發現設備缺陷，避免拒分、拒合的惡性事故發生，提高設備運行可靠性意義重大。采用瞬時沖擊法對斷路器低電壓進行測試可以利用預防性試驗等停電機會及時、準確、可靠的掌握設備狀況，有效地提高設備健康水平，推動狀態檢修工作的有效開展。

參考文獻：

篇10

教學用牛頓管是一根長約120 cm，一端封閉一端帶有氣嘴的玻璃管.是牛頓設計的用以驗證在真空中，物體下落速度與物體重量無關的裝置.牛頓管的出現，使伽利略的理論從純理論研究進入實驗驗證階段，并通過實驗得到正確驗證.因此，牛頓管對經典力學理論的建立中有著不可磨滅的貢獻.三百年來，人們一直沿用它來進行物理實驗和物理教學.在教學中，筆者發現用現有的牛頓管實驗時，若物體下落開始沿著管壁滑落，會存在觀察效果不佳的缺陷.為此，筆者對牛頓管進行兩項改進，使實驗可視性更高，效果更明顯.圖1（1）是在紫外線燈光照射下，涂有熒光物質的鐵片和羽毛的運動情況，底部發亮是玻璃管底部反光造成的；圖1（2）是改進后的牛頓管實物圖，玻璃管上端黑色部分是電磁鐵，下端是LED燈和抽氣嘴.

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1在牛頓管頂部正中央加裝電磁鐵，保證物體同時下落并不與管壁摩擦

常見的牛頓管使用過程中，實驗者是靠物體自身重力作用，使物體停留在牛頓管的底部，然后迅速使牛頓管在豎直面內旋轉180度，物體在管中下落.這就難以保證管中兩個物體同時下落，同時由于旋轉，物體一開始下落時會和管壁接觸，管壁的作用力，增加了實驗的干擾因素.影響實驗效果.為此，我們把牛頓管的封閉段斷開，用長度5 m、直徑為0.21 mm的漆[LL]包線（35號線）制成線圈，其允許通過電流是0.176 A～0.281 A，加4 V～6 V直流電壓，制成一個電磁鐵，用丙烯酸酯和固化劑予以封閉.實驗時接通電源讓鐵片壓著羽毛并被電磁鐵吸在玻璃管頂部中央位置，斷開電源使其同時下落.

2給下落的鐵片和羽毛涂上熒光物質，在紫外線作用下使其發光，便于學生觀察

由于物體在牛頓管中下落時間很短，玻璃管面反射光作用很強，不便于觀察運動情況.為此，我們把實驗中所用的鐵片和羽毛，涂上熒光物質，使其在紫外線照射下發光，以利于觀察.

熒光是某些物質受到一定波長光的激發后，在極短時間內發射出的波長大于激發光波長的現象.筆者以異硫氰酸熒光素（FITC）作為熒光材料混合清漆，稀釋劑按1∶3∶5的比例混合，涂到鐵片和羽毛上待干燥后使用.羽毛上的涂層要薄一些，防止因油漆過多羽毛空氣中運動阻力相對減少.在玻璃管的底部加裝5W的LDE紫外線燈（直流工作電壓3.4 V～3.8 V），加聚光燈罩，用粗孔金屬網罩住聚光燈罩，防止物體下落砸壞紫外線燈，同時起到緩沖作用.把燈及聚光燈罩固定在玻璃管的底部，把電源線引出并封閉.為防止普通鐵片和電磁鐵接觸被磁化，避免斷開電磁鐵電源后鐵片不下落的情況出現.鐵片的材料要用軟鐵材料，我們把四個軟鐵薄片焊接在一起，使之成為正四面體.這樣在物體下落過程中，可以使觀察者在不同的角度都能看到物體發光的一面.在玻璃管外壁的半個側面粘上黑色不干膠帶以增強遠端觀察者的視覺效果.

3使用方法

（1）抽真空之前，接通電磁鐵電源，調整四面體鐵片，使其一面被電磁鐵吸住并壓緊羽毛.牛頓管處于豎直狀態，帶有電磁鐵的一段在上面.接通紫外線燈電源使其發光.然后斷開電磁鐵電源，使涂有熒光物質的四面體鐵塊和羽毛一起下落，觀察物體在空氣中先后落到底部的運動情況.

（2）用抽氣機通過氣嘴把牛頓管抽成接近真空，重復上述步驟，觀察物體在真空中自由下落，同時落到底端的運動情況.