电磁转换Word格式.docx
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(5)水平方向能够自由转动的磁体,静止时指南的一端叫南极,又叫S极,指北的一端叫北极,又叫N极.
(6)磁极间的相互作用规律:
同名磁极相排斥,异名磁极相吸引.
(1)任何一个磁体都有两个磁极,没有一个磁极的磁体,也没有两个以上磁极的磁体.一个磁体截成两半,每一半都有单独的N极和S极;
两个条形磁体异名磁极相互接触,变成一个整体,则接触部分变成新磁体的中间,是磁性最弱的部分.如图:
(2)磁体具有吸铁性和指南性.人工沙滩先经过磁选,就是利用吸铁性把铁钉铁片去除,选矿时把含铁矿石和不含铁矿石分开;
指南针就是利用指南性.
(3)生活中的相关整合积累:
电冰箱门上装有磁性密封条是利用了磁极间的作用规律原理;
磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用规律原理;
银行卡、存折、磁卡、磁带、录像带、磁盘中含有磁性材料;
光盘、U盘中不含有磁性材料.
磁化
(1)一些物质在磁体或电流的作用下获得磁性,叫做磁化.
(2)被磁化的物质如果离开磁体或电流仍长时间具有磁性,叫硬磁性材料,例如钢;
如果很短的时间磁性就消失,叫软磁性材料,例如铁.
(1)只有磁性材料才能被磁化,如铁、钴、镍.其他材料是不能被磁化的.
(2)磁性材料被磁化时,遵循同名磁极相排斥、异名磁极相吸引的规则.如图,铁钉离磁体近的部分被磁化成异名磁极,离磁体远的部分被磁化成同名磁极.
(3)积累生活中的相关现象:
磁带和磁卡利用了它们能够被磁化的原理;
磁性材料在高温条件下,有去磁的现象;
磁带、磁盘、磁卡等物体不适合在磁场环境和高温环境保存.
彩色电视显像管被磁化后颜色失真;
机械手表被磁化后走时不准.
磁性材料
磁性材料,是古老而用途十分广泛的功能材料,而物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用,例如中国古代用天然磁铁作为指南针.现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中,例如将永磁材料用作马达,应用于变压器中的铁心材料,作为存储器使用的磁光盘,计算机用磁记录软盘等.可以说,磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关.而通常认为,磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质.
磁极间的相互作用
磁极间的相互作用规律:
物体是否具有磁性的判断方法
(1)利用磁体的指向性来判断:
把被检物体悬挂起来在水平方向可以自由转动,静止时总是一端指南一端指北,则是磁体,静止时指向无规律则不是磁体.
(2)利用磁体的吸铁性来判断:
把被检物体靠近铁钉,如果吸引则是磁体,如果不吸引则不是磁体.
(3)利用磁极间作用规律来判断:
把被检物体分别与已知磁体的S极和N极靠近,如果一次吸引一次排斥则是磁体,如果两次都吸引则不是磁体.
(4)利用磁极磁性最强来判断:
若A、B两根外形相同的钢棒,已知其中一根具有磁性,另一根没有磁性,具体的区分方法是,将A的一端从B的左端向右滑动,若发现吸引力的大小不变,则说明A有磁性;
若吸引力由大变小再变大,则说明B有磁性.
磁场
(1)定义:
磁体周围存在的特殊物质叫磁场.磁场看不见,摸不着,我们通过它的基本性质来认识.
将一个条形磁体靠近静止的小磁针,发现小磁针开始转动,两极不再指南北,这说明磁体通过磁场对小磁针产生了磁力的作用,由此证明磁场是存在的,尽管磁场看不见,摸不到,但是客观存在的.
(2)性质:
磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用.
下图是利用小磁针和铁屑体现的条形磁体周围磁场分布情况.
(3)方向:
磁场中能够自由转动的小磁针静止时北极的指向规定为磁场方向.
磁场中某一点的磁场方向与这一点放置的小磁针自由静止时北极的受力方向相同,与小磁针南极的受力方向相反.
(1)磁场是一种特殊的物质,它看不见,摸不着,是真实的客观存在.
(2)磁体间的相互作用是通过磁场这种物质来实现的.
(3)磁感线是描述磁场的方法,磁感线能看到,但不是真实存在.
磁感线及其特点
(1)用带箭头的曲线来形象、方便地描述磁场,这叫磁感线.
为了便于研究磁场,我们引入了磁感线的概念,磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,这种研究方法叫建立理想模型法.
(2)磁感线的疏密表示磁性强弱;
箭头方向表示磁场方向.
(3)在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入;
在磁体内部是从S到N.磁感线没有交叉的.
知道所用的物理学方法:
模型法:
通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法.模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律.
通俗的说既是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造,事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)将物理问题实际化.
记住几种磁感线画法:
地磁场
(1)地球是一个大磁体,地球周围存在的磁场叫地磁场.
(2)地磁场的南北极与地理南北极相反,且不重合.即:
地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近.如图:
(1)鸽子等动物是利用地磁场进行导航的.
(2)历史上第一个记载地理和地磁两极不重合的人是我国宋代的沈括,他提出磁偏角的概念.
通电直导线周围的磁场
(1)奥斯特实验说明:
通电导线周围存在磁场;
磁场方向和电流方向有关.
(2)这一现象叫电流的磁效应,也就是所说的电生磁.
(3)奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家.
通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似.如图:
(2)通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断.
(1)通电螺线管相当于条形磁体,与条形磁体联系解题
(2)以通电螺线管正面电流为例,电流向上,N极在左端,电流向下,N极在右端,便于记忆,可简化为”上左,下右”.
(3)通电螺线管外部的磁场方向是从N极到S极,内部的磁场方向是从S极到N极.螺线管附近的小磁针自由静止时N极的指向是磁场的方向,因此放在螺线管内部和外部的小磁针应如图所示:
(螺线管内部的小磁针不遵循同名磁极排斥,异名磁极吸引的原则)
安培定则
安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则.初中教材中表述:
用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极.
影响电磁铁磁性强弱的因素
电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关;
与铁芯有无有关;
与线圈中电流大小有关.
磁场对通电导线的作用
(1)磁场对通电导线有力的作用.
(2)其作用方向与电流的方向、磁场的方向有关.
左手定则
把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,手心面向N极(叉进点出),四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向.
直流电动机的原理
工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上.
直流电动机工作原理:
导体受力的方向用左手定则确定.这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩,这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩,转矩的方向是逆时针方向,企图使电枢逆时针方向转动.如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩(例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩),电枢就能按逆时针方向旋转起来.
简单的说,电机里边固定有环状永磁体,电流通过转子上的线圈产生洛伦磁力,当转子上的线圈与磁场平行时,再继续转受到的磁场方向将改变,因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触,从而线圈上的电流方向也改变,产生的洛伦磁力方向不变,所以电机能保持一个方向转动.
直流电动机的构造和工作过程
由直流电动机工作原理示意图可以看到,直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成.直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成.运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成.
定子(即主磁极)被固定在风扇支架上,是电机的非旋转部分.
转子中有两组以上的线圈,由漆包线绕制而成,称之为绕组.当绕组中有电流通过时产生磁场,该磁场与定子的磁场产生力的作用.由于定子是固定不动的,因此转子在力的作用下转动.
换向器是直流电动机的一种特殊装置,由许多换向片组成,每两个相邻的换向片中间是绝缘片.在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷,使转动的电枢绕组得以同外电路连接.当转子转过一定角度后,换向器将供电电压接入另一对绕组,并在该绕组中继续产生磁场.可见,由于换向器的存在,使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变,在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转,
电磁感应
(1)电磁感应现象:
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象.
(2)历史意义:
英图科学家法拉第首先发现的电磁感应现象,这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系,证明了磁可以生电.
(3)实验装置图:
(4)感应电流方向的影响因素:
磁场方向、运动方向.
如图,电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同.
甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关;
甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关.
(5)感应电流大小的影响因素:
磁场强弱、运动快慢、线圈匝数.
(1)电磁感应现象实验和磁场对通电导线的作用实验对比:
被研究对象都是磁场中的导体:
电磁感应现象的前提条件是运动,结果是产生电流;
磁场对电流的作用的前提是电流,结果是产生运动.
即因动而电的是电磁感应现象,因电而动的是磁场对电流的作用.
这样记忆:
(2)一些常见器材的原理归类对比记忆:
①电热器利用电流的热效应原理,如电饭锅、电炒锅、电烙铁、电水壶、电暖气、电熨斗;
②电动机利用通电导体在磁场中受力原理,如电风扇、排烟罩、洗衣机、剃须刀,扬声器也是这个原理;
③发电机和动圈式话筒用电磁感应现象原理;
④电磁铁利用电流的磁效应原理,如电铃、电磁起重机、电磁继电器、空气开关..
产生感应电流的条件
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象.这是由英国科学家法拉第最先发现的.
由这一知识点可以知道产生感应电流的条件有三点:
①闭合电路;
②一部分导体;
③切割磁感线运动.
(1)如何理解“切割磁感线运动”
我们把磁感线理解成从N极出发到S极进入的直线,如果导体运动方向会穿过直线,我们就说切割了磁感线.
例如:
a是垂直于纸面的通电导线横截面,磁感线从N到S方向分布,甲图运动方向与磁感线方向平行,不切割;
乙图导线垂直于纸面运动也不切割;
丙图运动方向与磁感线垂直,切割;
丁图尽管斜向运动,但运动方向穿过磁感线,切割.
(2)导线切割磁感线的运动是相对的
如果导体静止不动,磁感线在运动,也可以切割磁感线.
条形磁体在线圈中迅速穿过时,磁体周围的磁感线在运动,也可以认为线圈是在切割这个磁感线,所以会产生感应电流.
发电机的构造和原理
(1)发电机的工作原理:
电磁感应现象.
(2)发电机的构造:
主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分.概括地讲是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成.
实际的大型发电机多采用线圈不动
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