第14章電磁鐵與自動控制例題與習(xí)題【例1】如圖1所示，彈簧秤下掛一鐵球，將彈簧秤自左向右逐漸移動時， 彈簧秤的示數(shù)[]A.不變。B.逐漸減少。C.先減小再增大。D.先增大再減小。圖1【分析】磁體上磁性強(qiáng)弱并不一樣，實驗證明，磁體兩端（磁極）處的磁性最強(qiáng)，而中間的磁性最弱。因而鐵球在條形磁鐵的N極和S極處受到的吸引力最大，在正中處受到的吸引力很小。【解答】C.2中的哪【例22中的哪種方法可以一次就把它們區(qū)分開來？圖2圖2【分析】一般條形磁鐵的磁極在棒的兩端，棒中間是沒有磁性的，選項（ C）沒辦法確定棒有磁性；在選項（A）、（B）中，甲、乙兩棒各有頂端相互接觸，根據(jù)力的作用是相互的，因此也無法確定哪個棒的頂端有磁性。選項（ D）用甲棒頂端接觸乙棒的中間，如果吸引，說明甲棒頂端是磁極，甲是條形磁鐵，乙是沒有磁性的鋼棒； 如果不吸引，說明甲棒沒有磁性，乙棒就是條形磁鐵。【解答】（D）。【例3】磁體周圍一條磁感線的方向如圖2所示，試確定磁體的 N、S極和A點處小磁針的指向。【分析】在磁體周圍磁感線從磁體北極出來， 回到南極，由磁感線的方向即可判斷出磁體的兩極。又因為小磁針在某點時的N極指向與該點磁感線方向一致。 那么就能做出一條通過磁針?biāo)谔幍拇鸥芯€，小磁針N極指向即可得出，從乙圖磁感線分布看，兩磁極極性相同?！窘獯稹咳鐖D2所示【例4】如圖4所示，當(dāng)電鍵S閉合后，小磁針的N,S極按箭頭方向轉(zhuǎn)動到與螺線管軸線方向一致時靜止不動，試判斷電源的正、負(fù)極?！痉治觥柯菥€管通電后兩端出現(xiàn) N,S極，根據(jù)同名磁極相斥、異名磁極相吸這一特點，可以判定螺線管的左端一定為N極。由安培定則畫出螺線管中的電流方向， 再由電流總是由電源正極流出，通過螺線管回到電源負(fù)極，便可確定電源正、負(fù)極?！窘獯稹侩娫醋蠖藶檎龢O，右端為負(fù)極。【例5】如圖5所示，L是電磁鐵，在電磁鐵上方用彈簧懸掛一條形磁體。當(dāng) S閉合后，彈簧的長度將,如果變阻器的滑動片P向右移動，彈簧的長度又將（填變長、變短或不變）。圖5

【分析】S未接通時，彈簧的彈力和磁體的重力相平衡。當(dāng) S閉合后，根據(jù)安培定則可確定通電螺線管的上方產(chǎn)生的是N極，下端是S極。由于同名磁極相互排斥，所以彈簧將變短。如果變阻器的滑動片P向右移動，變阻器接入電路中的電阻增大， 電路的電流強(qiáng)度減小，通電螺線管的磁性減弱，斥力減少，彈簧的長度又將變大?！窘獯稹孔冃?；變大。【例6】附圖是一種防汛報警器的原理圖。 K是觸點開關(guān)，B是一個漏斗形的竹片圓筒，里的工作原理。圖6面有個浮子A.試說明這種報警器的工作原理。圖6【解答】水位升高時，浮子A會推動B一起上升，當(dāng)水位達(dá)到或超過警戒線時，使控制電路接通。這時，電流通過電磁鐵，使它吸引銜鐵，并使工作電路接通，電燈發(fā)光報警。當(dāng)水位電磁鐵因無電流主要應(yīng)弄清電磁降低時，浮子A帶動B一起下降。當(dāng)水位低于警戒線時， 控制電路被斷開,通過而停止工作，不再吸引銜鐵，使工作電路被斷開，電燈不再發(fā)光報警。電磁鐵因無電流主要應(yīng)弄清電磁【說明】電磁繼電器有的用途非常廣泛。 在分析各種應(yīng)用電路工作原理時,鐵通斷電時觸點的通斷情況及其對電路的作用。填空題1.磁體周圍存在著,指南針能夠指南北，是因為它受到了的作用。.磁懸浮列車在一些國家已經(jīng)研制成功，其中部分國家研制的磁懸浮列車是利用兩個同名磁極間相互的原理來實現(xiàn)懸浮的；小磁針南極大致指向地理的南極， 這說明地磁的極在地理的南極附近..圖1中的實驗表明：在通電導(dǎo)線周圍存在著.第一個發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的物理學(xué)家是.(選填“伽利略”、“法拉第”或“奧斯特”)圖1圖1.為了增強(qiáng)磁性，對通電螺線管可采取的措施是7.如圖7.如圖2所示，當(dāng)閉合開關(guān)S時，小磁針將向（填“順時針”或“逆時針”）方（填“增強(qiáng)”、“不向轉(zhuǎn)動，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，電磁鐵的磁性將（填“增強(qiáng)”、“不變”或“減弱”）.圖3是一種單元防盜門門鎖的原理圖.其工作過程是：當(dāng)有人在樓下按門鈴叫門時，樓上的人閉合開關(guān)，門鎖上的電磁鐵通電銜鐵，銜鐵脫離門扣，這時來人拉開門，進(jìn)入樓內(nèi).在關(guān)門時，開關(guān)是斷開的，銜鐵在作用下，合入門扣.在合入門扣的過程中能轉(zhuǎn)化為能圖3 圖4 圖5.圖4是一種防盜報警器，當(dāng)有人踩到踏板時報警器通過亮來報警。（填“燈1”、“燈2”）.如圖5所示的電磁繼電器，當(dāng)控制電路接通時，燈亮。（填“L1”或“L2”）選擇題1.世界上第一個清楚地、準(zhǔn)確地論述磁偏角的科學(xué)家是（ ）A奧斯特 B法拉第 C.沈括 D.歐姆22.如果將兩根磁棒的磁極互相靠近時，它們是互相推斥，則互相靠近的磁極 （ ）一定是N極一定是S極。一定是同名磁極一定是異名磁極。.如圖6所示，當(dāng)彈簧測力計吊著一磁體，沿水平方向從水平放置的條形磁鐵的 A端移到B端的過程中，能表示測力計示數(shù)與水平位置關(guān)系的是圖 7中的（ ）圖7.為了判斷一根鋼棒是否有磁性，小明進(jìn)行了如下幾組小實驗，其中不能達(dá)到目的是（ ）A讓鋼棒靠近鐵屑，鐵屑被吸引，則鋼棒具有磁性。B用細(xì)線將鋼棒吊起來，使它能在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動， 靜止時總是指南北方向，則鋼棒具有磁性C讓小磁針靠近鋼棒，若鋼棒與小磁針相互排斥，則鋼棒具有磁性D讓小磁針靠近鋼棒，若鋼棒與小磁針相互吸引，則鋼棒具有磁性.（04梅州）如圖8所示，在“山”字型鐵芯的 B端繞有一通電線圈，則它的磁極位置A.A端為N極，C端為S極B.A端為極C端為N極C.A、C兩端均為N極，B端為S極D.A、C端均為S極，B端為N極。5.在如圖9所示的四個通電螺線管中，能正確地表示通電螺線管磁極極性的是5.如圖10.1820如圖10所示，把螺線管沿東西方向水平懸掛起來，然后給導(dǎo)線通電，請你想一想會發(fā)生的現(xiàn)象是( )A通電螺線管仍保持在原來位置上靜止B通電螺線管轉(zhuǎn)動，直到A端指向南，B端指向北C通電螺線管轉(zhuǎn)動，直到A端指向北，B端指向南D通電螺線管能在任意位置靜止。.下列說法中正確的是 ( )A.電鈴是利用電流的熱效應(yīng)工作的.奧斯特實驗說明了通電導(dǎo)體周圍存在著磁場C.發(fā)電機(jī)是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理工作的D.電動機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備

8.通電螺線管旁邊的小磁針甲、乙靜止在圖 11所示的位置，它們的北極分別是（ ）A.a端和c端.a端和d端C.b端和c端D.b端和d端.要改變一個通電螺線管的極性，以下方法中可行的是（ ）A.改變通過螺線管的電流方向 B.改變螺線管的匝數(shù)C.改變通過螺線管的電流大小 D.往螺線管內(nèi)插入鐵芯圖ii圖ii.圖12兩圖中，開關(guān)S斷開時，小磁針靜止在圖甲所示的位置；開關(guān) S閉合時，小磁針靜止在圖乙所示的位置。由此可知：（a端是電磁鐵N極，c端是電源正極a端是電磁鐵N極，ca端是電磁鐵N極，c端是電源正極a端是電磁鐵N極，c端是電源負(fù)極b端是電磁鐵N極，d端是電源正極b端是電磁鐵N極,d端是電源負(fù)極1L甲1L甲圖12.下列用電器中，一定沒有電磁鐵的是A.電烙鐵B.電鈴C.A.電烙鐵B.電鈴C.電磁起重機(jī)D.電磁繼電器.下列方法中可增強(qiáng)電磁鐵磁性的是（A.增加電磁鐵的通電時間B.減小螺線管中的電流強(qiáng)度C.增大螺線管中的電流強(qiáng)度A.增加電磁鐵的通電時間B.減小螺線管中的電流強(qiáng)度C.增大螺線管中的電流強(qiáng)度D.改變螺線管中的電流方向作圖題日T*磁頭的工作原理。錄音時磁帶上一層磁材料通過與磁頭作用被磁化變成1.如圖日T*磁頭的工作原理。錄音時磁帶上一層磁材料通過與磁頭作用被磁化變成1.如圖13,小目.圖14中兩個通電螺線管相互吸引，畫出這兩個螺線管線圈的繞法.地球是一個大磁體，如圖15所示，圖中標(biāo)出了地磁場的N極和S極，請在圖中標(biāo)明地球表面的磁感線的方向，畫出放在圖15b兩點處的小磁什并標(biāo)出小磁針的南北極.a、4一表面的磁感線的方向，畫出放在圖15b兩點處的小磁什并標(biāo)出小磁針的南北極.a、4一圖16圖17.如圖16所示，請分別標(biāo)出通電螺旋管和小磁針的 N、S極..如圖17所示，標(biāo)出通電螺線管旁條形磁體的 SN極和圖中磁感線方向.請在圖18中標(biāo)出通電螺線管所接電源的正、負(fù)極和地磁場的磁感線方向。圖18實驗題.小麗同學(xué)自己用漆包線在鐵釘上繞成匝數(shù)足夠多的電磁鐵，來探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小關(guān)系，如圖所示。(1)利用如圖19裝置小麗無法探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系，原因是 無法改變電流大小，在電源電壓不變的情況下她還應(yīng)選擇一個 滑動變阻器。(2)為了比較電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化，她還應(yīng)選取適量的A.小鐵釘B.鋁釘C.細(xì)銅屑圖19圖19.如圖20所示，掛在彈簧測力計下方的鐵塊置于一匝數(shù)可變的電磁鐵的上方。(1)當(dāng)開關(guān)S由4調(diào)到3時，彈簧測力計的示數(shù)將變大，這說明電磁鐵通電時(2)當(dāng)S接2時，要想使彈簧測力計的示數(shù)在測量范圍內(nèi)變大，可采取的方法是.隨著“神舟五號”裁入飛船的成功巡天，華夏兒女的下一個目標(biāo)是登上月球，關(guān)于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律， 同學(xué)們提出很多問題和猜想， 有關(guān)月球周圍的磁場問題， 洋洋提出了自己的猜想和檢驗猜想的實驗方案:洋洋的猜想:月球可能像地球一樣,

南極和“月磁”北極。本身就是一十巨大的磁體， 在它的周圍存在磁場,并且也有“月磁”月球可能像地球一樣,

南極和“月磁”北極。本身就是一十巨大的磁體， 在它的周圍存在磁場,并且也有“月磁”洋洋為檢驗上述猜想所擬定的實驗方案：(1)取一個小磁針用細(xì)線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁湯；(2)小磁針靜止時，它的N極所指的方向就是“月磁”的北極。你認(rèn)為洋洋為檢驗猜想所擬定的實驗方案中應(yīng)該改進(jìn)或改正的是：圖20小明為了研究外形相同的電磁鐵.圖21中的電磁鐵為一個中間有抽頭的電磁鐵的示意圖,小明為了研究外形相同的電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與通電電流的大小及線圈匝數(shù)的關(guān)系。他做了如下實驗，實驗步驟為:(乙)(乙)圖21(1)先連接好如圖(甲)所示的電路，調(diào)整滑動變阻器的滑片使電流表示數(shù)較小， 記為I1,發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引住大頭針的數(shù)目較少(2)調(diào)整滑動變阻器滑片使電流表的示數(shù)增大到 I2,發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引住大頭針的數(shù)目增加(3)再按圖(乙)所示的電路圖連接好電路，調(diào)整滑動變阻器的滑片使電流表的示數(shù)保持為I2,發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引住大頭針的數(shù)目進(jìn)下一步增加 ；從以上實驗我們得出的結(jié)論是：①。②。在實驗步驟(3)中為什么要強(qiáng)調(diào)電流表的示數(shù)與步驟 (2)中電流表的示數(shù)(I2)保持相同?綜合題1.我市一所農(nóng)村初級中學(xué)，常常因為不能及時給水塔注水而停水。小明知道后，想利用圖22所示的器材設(shè)計一個自動注水裝置。 A是浮子(重約5N),B是金屬觸頭(重約10牛)，C為水塔上的柱形蓄水池， M是帶水泵的電動機(jī)，D是彈簧，E是銜鐵，F(xiàn)是電磁鐵，K1、K2分別為觸頭開關(guān)。圖22(1)請你寫出該裝置涉及的主要物理知識。(2)連接電路圖。(3)設(shè)計時，需要知道浮子的最小體積，請你幫助他完成這項工作。(4)若設(shè)計要求在10分鐘內(nèi)要注滿蓄水池，那么，還需要知道或測量哪些物理量，才能得到相匹配電動機(jī)的額定功率？請你用字母表示這些物理量， 推導(dǎo)出電動機(jī)的額定功率的表達(dá)式，。在你的計算過程中，運(yùn)用了什么近似條件？(5)按設(shè)計要求，小明將設(shè)備組裝調(diào)試，投入使用。幾天后，學(xué)校又停水了，檢察發(fā)現(xiàn)：水塔已無水了，但電路連接無誤，電動機(jī)、水泵完好無損。請你分析該裝置沒有實現(xiàn)自動注圖圖23水的原因，怎樣改近？2.（04山東青島）小宇在用茶杯接開水時，因為和同學(xué)說話，結(jié)果開水溢出茶杯，將手燙傷。通過這次事件，小宇決心在茶杯上安裝一個報警器， 使得當(dāng)水快滿時茶杯發(fā)出警報聲進(jìn)行提醒?，F(xiàn)在，給你茶杯、小電鈴、橡皮膜、細(xì)線、導(dǎo)線、電池、金屬片、直徑約 30mm的玻璃管等器材，請你幫小宇解決這一問題。請畫圖說明制作方法，簡單介紹工作過程。40.閱讀短文，回答問題：新型發(fā)熱材料一一PTCPTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋼為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成，目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的。PTC有一個根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個設(shè)定的溫度叫“居里點溫度”，用 PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛。⑴家用固體電熱滅蚊器就使用 PTC陶瓷電熱元件，圖23為其電阻隨溫度變化的圖像， 由圖可知，該P(yáng)TC材料