電流表的工作原理
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電流表的工作原理范文第1篇
給你一只電壓表，怎樣粗略測量一節(jié)干電池的電動勢？這個問題對學(xué)生來講，很容易想到如圖1所示電路。那么為什么它可以粗略測量干電池的電動勢呢？關(guān)鍵要學(xué)生理解我們常用的磁電式儀表的工作原理。不管是電壓表還是電流表，本質(zhì)上都是通電線圈在磁場中受力偏轉(zhuǎn)，而偏轉(zhuǎn)角度的大小，在磁場和線圈匝數(shù)確定的條件下，決定于通過線圈電流的大小。觀察如圖1所示電路，電壓表相當(dāng)于一個電阻，干電池也有內(nèi)阻，兩個電阻串連，電阻兩端電壓和電阻成正比，一般電壓表內(nèi)阻很大，干電池內(nèi)阻較小，所以電壓表兩端電壓比干電池內(nèi)阻兩端電壓要大得多，我們就可以粗略的認(rèn)為電壓表的讀數(shù)就等于干電池的電動勢。那么，如果把圖1中的電壓表換成電流表可以嗎？如果可以，條件是什么呢？我們在什么地方這樣用呢？實際上，我們在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的時候，為了確定靈敏電流計電流流入電表方向和指針偏轉(zhuǎn)的方向，不就是用靈敏電流計的兩端和一節(jié)舊的干電池兩端瞬間相連嗎？通過討論，讓學(xué)生能夠比較深刻的認(rèn)識到，不管是電流表、還是電壓表，本質(zhì)上就是一個比較特殊的電阻，特殊之處在于電流表可以讀出通過其電阻的電流，電壓表可以讀出其電阻兩端的電壓。
2 將實際電路分解為測量電路和供電電路兩部份
我們在高中階段，測量電阻的基本原理是什么呢？實際上就是伏安法。也就是通過測量電阻兩端的電壓和電阻的電流，由歐姆定律R＝UI就可知道其電阻的阻值。
2.1 測量電路
伏安法測電阻，其測量電路有兩種，如圖2（電流表外接法）和圖3（電流表內(nèi)接法）?？紤]到電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，為盡量減少測量的系統(tǒng)誤差，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析各自適用條件：電流表外接法為：Rv >> Rx ，電流表內(nèi)接法為：Rx >> RA 。
2.2 供電電路
為了測量，必須給測量電路供電，為了可以多次測量，供電電路一般有兩種形式，如圖4（滑動變阻器限流接法）和圖5（滑動變阻器分壓接法）兩種。為了讓學(xué)生更好的理解這兩個電路，我們通過具體實例來分析。
如圖6所示，如果電源電動勢為E，內(nèi)阻不
計，Rx＝100Ω，若滑動變阻器R的最大值為10Ω，則Rx兩端電壓取值范圍是多少？若R的最大值為1000Ω，則Rx兩端電壓取值范圍又是多少？讓學(xué)生通過實際計算，有一個量化的比較。我們知道Rx兩端電壓變化范圍為：RxER+Rx到E，如果我們希望Rx兩端的電壓變化范圍比較大時，則需要滿足R>>Rx 。
在圖7中 , Rx兩端電壓變化范圍0到E，但是如果R>>Rx ，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭滑到與Rx并聯(lián)的那部分電阻較大時，以后再滑動觸頭時對并聯(lián)部分的總電阻影響就很小，從而減緩電壓的調(diào)節(jié)速度，給操作帶來不方便。所以圖7中 ，一般需要滿足Rx>>R 。
總之，如果實驗要求電壓從零到某個范圍可調(diào)，只能選用分壓式接法；如果要求電壓可調(diào)范圍不大，兩種接法都可以，但分壓式接法中一般要選用阻值較小的滑動變阻器，限流式接法中一般要選用阻值較大的滑動變阻器。
有了上面的討論，具體設(shè)計一個測量電阻的電路，實際上就是根據(jù)題目的條件，將上面的測量電路和供電電路進行組合。
例如1994年高考物理全國卷?第25題：圖（略）為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖,器材規(guī)格如下：
(1)待測電阻Rx(約100歐)；
(2)直流毫安表(量程0～10毫安,內(nèi)阻50歐)；
(3)直流電壓表(量程0～3伏,內(nèi)阻5千歐)；
(4)直流電源(輸出電壓4伏,內(nèi)阻可不計)；
(5)滑動變阻器(阻值范圍0～15歐,允許最大電流1安)；
(6)電健一個,導(dǎo)線若干條。
根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求,在本題的實物圖上連線。
分析 測量電路應(yīng)該用電流表外接法，供電電路應(yīng)該用滑動變阻器分壓接法。
3 電流表、電壓表內(nèi)阻的測量
3.1 電流表內(nèi)阻的測量
測量電流表的內(nèi)阻，基本電路為圖8所示。如果沒有電壓表，就沒有辦法測量電流表兩端的電壓，怎么辦呢？引導(dǎo)學(xué)生思考，如果增加一只變阻箱，變阻箱的電阻值是可以讀出的，只要對圖8稍加改進為圖9，增加一個電流表A1，不就可以知道電流表兩端電壓了嗎？
例2001年全國理綜高考卷?第29題：實驗室中現(xiàn)有器材如實物圖一（略）所示，有：電池E，電動勢約10V，內(nèi)阻約1Ω；電流表A1，量程10A，內(nèi)阻r1約為0.2Ω；電流表A2，量程300mA，內(nèi)阻r2約為5Ω；電流表A3，量程250mA，內(nèi)阻r3約為5Ω；電阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改變量為0.1Ω；滑線變阻器R2，最大阻值100Ω；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。要求用圖10所示的電路測定圖中電流表A的內(nèi)阻。
（1）在所給的三個電流表中，哪幾個可用此電路精確測出其內(nèi)阻？
（2）在可測的電流表中任選一個作為測量對象，在實物圖上連成測量電路。
（3）你要讀出的物理量是_____。用這些物理量表示待測內(nèi)阻的計算公式是_______。
分析 該題（1）考察了實驗中幾只表的組合運用，由于測量精度的要求，所以只能選用電流表A2和A3；(2)考察了實物連線；（3）考察了根據(jù)具體電路的實驗原理。實際上，我們還可以進一步考慮，如果沒有圖9中電流表A1，如圖11所示，只要滑動變阻器接入電路的阻值遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，電阻箱接入前后可以認(rèn)為電路中總電流基本不變。不接入電阻箱時調(diào)整滑動變阻器的阻值，讓電流表滿刻度，接入電阻箱后，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)為滿刻度的一半，那么電阻箱的阻值就等于電流表的內(nèi)阻，這就是我們常稱的電流表半偏法。
3.2 電壓表內(nèi)阻的測量
測量電壓表的內(nèi)阻，基本電路為圖12所示，啟發(fā)學(xué)生類比，圖13、圖14的原理學(xué)生就容易想通了。
例如2006年全國理綜高考卷?第22題第（2）題：現(xiàn)要測量某一電壓表V 的內(nèi)阻。給定的器材有：待測電壓表V （量程2V，內(nèi)阻約為4kΩ）；電流表mA （量程1.2mA，內(nèi)阻約500Ω）；直流電源E（電動勢約2.4V，內(nèi)阻不計）；固定電阻3個：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；電鍵S及導(dǎo)線若干。要求測量時兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。
i.試從3個固定電阻中選用1個，與其它器材一起組成測量電路，并在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標(biāo)出。）
ii.電路接通后，若電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則電壓表內(nèi)阻RV＝_______。
分析 該題答案（原理圖見虛線框內(nèi)圖）和前面圖12相比，實驗不要求進行多次測量，簡化了供電電路；將電阻箱變成了固定阻值的電阻，如果選擇R2 或者R3 ，都將超過電壓表的量程。
電阻的測量，由于涉及的因素很多，從儀表讀數(shù)、儀器的選擇、電路的設(shè)計到實物連線，所以學(xué)生覺得很難。但只要我們由淺入深的引導(dǎo)學(xué)生理解、運用、融會貫通，難點也能逐步變?yōu)椴浑y。
電流表的工作原理范文第2篇
[關(guān)鍵詞]陀螺儀 工作原理 檢修
[中圖分類號]TF576.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0213-01
JDT-5A型陀螺測斜定向儀是專門為豎井凍結(jié)工程的凍結(jié)孔鉆孔施工以及大傾角工程孔施工定向而設(shè)計的。測斜時不用提鉆具，具有高精度測斜、高精度糾偏定向、在儀器內(nèi)部設(shè)計了兩套相互獨立的計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，分別對鉆孔測斜數(shù)據(jù)和定向數(shù)據(jù)進行不間斷實時的數(shù)據(jù)處理并存儲和打印出數(shù)據(jù)。測斜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，采用了適應(yīng)于凍結(jié)孔測量的動態(tài)測量傳感器和定軸性能極強的高速運轉(zhuǎn)電機，在同樣的測量情況下，與常規(guī)測斜儀相比5A型可以進行連續(xù)測量精度高，主軸動態(tài)漂移量小，測斜誤差精度在1‰以內(nèi)，能夠滿足施工要求，得到普遍使用。
一、測斜井下儀的組成與工作原理
測斜井下儀有機械部分和電器部分組成，中間通過24芯連接插頭連接。其機械部分主要有陀螺房部分、傾斜傳感器、修正電路部分。電器部分通過36伏500Hz變壓器整流輸出正負(fù)15伏及12伏直流電源、分別給修正電路[光電管、復(fù)合管、繼電器]、基準(zhǔn)信號發(fā)生電路、傾斜信號集成放大電路供電。另外通過電容給陀螺供電及修正線圈供電、及信號輸出。
井下儀工作原理主要包括供電和信號輸出兩個方面。在地面儀和井下儀正常的工作狀態(tài)下，下放測斜井下儀在鉆桿內(nèi)或凍結(jié)管內(nèi)測斜時，傾斜傳感器根據(jù)凍結(jié)孔在施工中的傾斜角度輸出相應(yīng)的信號，幅度經(jīng)井下儀電器部分放大輸出至地面儀再經(jīng)過地面數(shù)據(jù)處理箱把從井下儀輸出的電信號通過內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號通過數(shù)碼顯示管顯示并輸出至打印機。
1、供電。從地面電源箱輸出的36伏500Hz三相交流電分別通過電解電容[50伏100微法]C1 C2 C3 C4 C5 C6輸入至變壓器B1 B2初級，B1次級分別輸出正負(fù)20伏交流正負(fù)20伏交流經(jīng)整流橋和三端穩(wěn)壓7815和7915集成穩(wěn)壓電路輸出正負(fù)15伏，分別基準(zhǔn)方波信號發(fā)生電路741和傾斜信號集成運算放大電N741供電。B2次級輸出14伏交流電源，14伏交流電源經(jīng)整流橋和三端穩(wěn)壓7812集成穩(wěn)壓電路輸出12伏，分別給修正電路的紅外接收管3DUSI繼電器JRC-5M復(fù)合管3DK7 3DK4供電并給三端穩(wěn)壓327供電，通過317穩(wěn)壓輸出3伏直流給修正電路的紅外發(fā)射管HG412供電。另一路從耦合電容次級36伏500Hz直接到陀螺馬達(dá)線圈和修正力矩線圈。
2、信號輸出。井下儀陀螺馬達(dá)通電一段時間后[3-10分鐘]達(dá)到正常轉(zhuǎn)速，此時可以下放探管至鉆桿和凍結(jié)孔內(nèi)進行測斜。傾斜傳感器初級有方波發(fā)生器741集成電路提供27.5伏的基準(zhǔn)信號，交流在13伏。次級x軸和y軸分別根據(jù)其擺錘的幅度輸出相應(yīng)微弱的電信號，再經(jīng)過各自對應(yīng)的放大電路741集成電路進行信號放大后，經(jīng)過電感L1 L2 L3輸出至地面儀。
二、故障判斷和檢修
根據(jù)地面儀的修正電流表和電壓表的工作狀態(tài)來判斷故障。
1、地面儀的電流表比正常工作電流小或啟動按鈕按下井下儀不啟動。電流表比正常工作電流小，電壓表比正常工作電壓高：根據(jù)故障情況判斷是陀螺馬達(dá)沒有工作，重點檢查馬達(dá)游絲是否斷路及相應(yīng)的供電線路是否開路。啟動按鈕按下井下儀不啟動：根據(jù)故障情況判斷是三相供電線路有一相斷路。重點檢查線路輸入部分。
2、地面儀的電流表比正常工作電流大。電壓表比正常工作電壓低。根據(jù)故障情況判斷：一是三相供電線路相間短路或一相對地短路。重點檢查線路輸入部分。二是陀螺馬達(dá)使用壽命要到期。[陀螺正常的使用壽命300小時]
3、正常工作時電流表顯示不修正或單邊修正。根據(jù)故障情況判斷是修正電路工作不正常，重點檢查修正電路及相應(yīng)的連線及插頭部分。如修正電路的12伏供電2.5伏的供電是否正常。紅外發(fā)射管H412是否老化開路，紅外接受管3DU51是否老化開路。繼電器JRC-5M是否損壞，復(fù)合管3DK4 3DK7是否損壞等。
4、正常工作時電流表修正回位不及時。根據(jù)故障情況判斷是修正電路工作不正常，重點檢查馬達(dá)的上下軸承和傳感器的上下軸承是否轉(zhuǎn)動正常。修正電路的繼電器開合是否正常。
三、井下儀故障維修實例
1、啟動后地面儀電流表IB中相無電流指示故障
故障分析：地面儀電流表IB中相無電流，造成此現(xiàn)象的電路有測井絞車滑環(huán)開路或測井電纜開路或井下儀內(nèi)部三相焊接板的焊點接頭開路或24芯插頭開路或電纜頭和井下儀之間的軟連開路。
故障排除：把井下儀探管從井口扛回來，拔掉電纜頭，測量電纜頭至滑環(huán)插座三相都通正常，把井下儀從探管內(nèi)取出，測量1、2、3三相正常沒有開路的。由此判斷是電纜頭和井下儀之間的軟連之間有問題。測量軟連1線不通。剝開軟連插頭的包布其線頭脫焊開路。焊好后通電井下儀啟動正常故障排除。
檢修總結(jié)：由于測井電纜頭和井下儀之間的軟連開路，三相36伏500赫茲的交流電壓缺一相。陀螺馬達(dá)啟動缺相，所以中相電流小，陀螺馬達(dá)不啟動
2、啟動后地面儀電流表指示不修正故障
故障分析：由于井下儀啟動正常，電流表不修正，這只能是修正電路的故障，重點檢查相應(yīng)的連線，紅外發(fā)射電路、紅外接收電路。
故障排除：把井下儀探管從井口扛回來拔掉電纜頭，把井下儀從探管內(nèi)取出，安放在校驗臺上用校驗線連接，通電啟動后測量修正電路12電壓伏正常，2，5伏電壓正常。由此判斷供電正常。停電，分別測量紅外發(fā)射管H412正常紅外接收管3DUSI正常。由于是兩邊都不修正，造成此故障只能是修正電路的公共端，仔細(xì)檢查24芯插頭18 19兩線正常，17線不通，取出24心連線檢查對應(yīng)的17線，發(fā)現(xiàn)焊點開路。焊好后通電啟動修正電路正常。有修正電纜。
檢修總結(jié)：由于修正電流是兩邊都不修正，只有是修正電路的公共端才能造成此故障。應(yīng)重點檢查修正電路的公共端。
3、啟動后地面儀電流表指示修正電流大有時能恢復(fù)正常故障
故障分析：井下儀啟動后地面儀電流表指示修正電流大，造成此故障的電路有，測井絞車滑環(huán)3相之間短路，測井電N3芯之間是否短路，陀螺馬達(dá)是否老化，陀螺馬達(dá)支架上下軸承是否損壞，傳感器支架上下軸承是否損壞，修正電路繼電器工作是否斷開不及時等。
故障排除：把井下儀探管從井口扛回，拔出電纜頭，卸下絞車滑環(huán)插頭，分別測量電纜頭插頭1、2、3相線之間的絕緣正常，分別測量電纜頭插頭1、2、3相線的對地絕緣正常，由此判斷測井電纜和滑環(huán)正常，接著把測斜井下儀從探管內(nèi)取出，放在校驗臺上用校驗線連接，通電啟動修正電流正常，此時檢修陷入僵局。為徹底排除故障，把井下儀模擬實際工作狀態(tài)慢慢轉(zhuǎn)動，發(fā)現(xiàn)當(dāng)井下儀轉(zhuǎn)至某一方向時故障出現(xiàn)修正電流大，不及時修正回位。停電至陀螺馬達(dá)停止運轉(zhuǎn)后，用手轉(zhuǎn)動整個陀螺馬達(dá)支架，發(fā)現(xiàn)陀螺馬達(dá)支架轉(zhuǎn)到某一位置時有輕微卡，由此分析是軸承故障，由于陀螺馬達(dá)和傳感器之間是單相撥插通過上下螺絲固定，把上部傳感器螺絲松開，旋轉(zhuǎn)陀螺馬達(dá)支架，發(fā)現(xiàn)故障依舊，由此判斷是陀螺馬達(dá)支架上下的軸承有問題，拆開馬達(dá)框架取出上下軸承檢查發(fā)現(xiàn)是下軸承不好，更換軸承，故障排除。
檢修總結(jié)：由于陀螺馬達(dá)支架的下軸承輕微損壞，造成馬達(dá)支架在旋轉(zhuǎn)到損壞的位置時其修正電流所產(chǎn)生的力矩抗不過此點的阻力，所以修正電流一直存在，造成修正電流大下不來的現(xiàn)象發(fā)生。
4、啟動正常但無信號輸出故障
故障分析：井下儀啟動正常但是無信號輸出，造成此現(xiàn)象的電路有，傳感器的初級開路，方波信號發(fā)生器損壞，正負(fù)15伏電源故障。內(nèi)部傳感器焊接板的焊點接頭開路、24芯插頭對應(yīng)的傳感器初級開路。
電流表的工作原理范文第3篇
1.(2014•寧波)如圖是研究磁體周圍磁場時的鐵屑分布情況.實驗時，a、b、c三個位置所對應(yīng)的磁極可能是( )
A.N、N、N B.N、S、S
C.N、N、S D.S、N、S
2.(2014•株洲)如圖可以說明巨磁電阻的特性.閉合開關(guān)S1、S2并使滑片P向左移動，觀察到指示燈變亮，那么( )
A.電磁鐵左端為S 極
B.巨磁電阻兩端的電壓變大
C.巨磁電阻隨磁場增強而變大
D.巨磁電阻隨磁場增強而變小
3.(2014•嘉興)如圖所示的四個實驗中，能確定鋼棒具有磁性的是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
4.(滾動考查流體壓強與流速的關(guān)系、分子引力和驗電器)(2014•白銀)關(guān)于如圖所示的四幅圖，下面說法正確的是( )
A.甲圖中風(fēng)中雨傘容易“上翻”，是由于流速 大的地方壓強大
B.乙圖中兩個壓緊的鉛塊能吊起鉤碼，是由于分子間有引力作用
C.丙圖中導(dǎo)線觸接電源后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明磁能夠生電
D.丁圖中絕緣棒接觸驗電器后驗電器的金屬箔張開一定角度，說明該棒帶正電
5.(2014•菏澤)關(guān)于電磁鐵，下面說法中正確的是( )
A.電磁鐵是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制作的
B.電磁繼電器中的磁體，必須用電磁鐵
C.電磁繼電器中的磁體，可以用永磁體，也可以用電磁鐵
D.電磁鐵中的鐵芯，可以用鋼棒代替
6.(2014•東營)1966年，華裔物理學(xué)家高錕提出光纖通信的設(shè)想.光纖通信傳輸信息的載體是( )
A.電波 B.超聲波
C.無線電波 D.光波
7.(滾動考查摩擦力、慣性、內(nèi)能的改變方式和能量的轉(zhuǎn)化)(2014•寧波)如圖所示，不旋轉(zhuǎn)的鋁塊在強大壓力作用下頂住高速旋轉(zhuǎn)的銅塊，銅塊瞬間停止轉(zhuǎn)動， 兩者黏合在一起，這就是“旋轉(zhuǎn)焊接”技術(shù).下列對焊接過程的理解，錯誤的是( )
A.強大的壓力可以使兩者之間產(chǎn)生很大的摩擦力
B.使銅塊高速旋轉(zhuǎn)目的是為了增大銅塊的慣性
C.銅塊內(nèi)能增加是通過做功的方式來實現(xiàn)
D.銅塊和鋁塊增加的內(nèi)能是由銅塊的機械能轉(zhuǎn)化而來
8.(2014•臺州)如圖為我國新型反潛巡邏機.機尾的“棍子”叫做磁異探測器，它能將潛艇經(jīng)過海域引起的磁場強弱變化轉(zhuǎn)化為強弱變化的電流，從而發(fā)現(xiàn)潛艇的存在.下圖能解釋磁異探測器工作原理的是( )
A.電磁鐵左端為S 極
B.巨磁電阻兩端的電壓變大
C.巨磁電阻隨磁場增強而變大
D.巨磁電阻隨磁場增強而變小
二、填空題(每空2分，共32分)
9.(滾動考查分子動理論)(2014•南京)我國第一位“太空教師”王亞平在“天宮一號”授課時，將一個金屬圈插入飲用水袋，抽出后制作了一個水膜，往水膜表面貼上一片畫有中 國結(jié)圖案的塑料片，水膜依然完好，如圖甲所示，這表明分子之間存在________;用注射器向制作好的水球內(nèi)注入少量紅色液體，水球變成了一枚“紅寶石”，如圖乙所示，這表明分子在______________，“天宮一號”和地面之間的信息傳播是通過 _______波來實現(xiàn)的，這種波在真空中的傳播速度是_______m/s.
10.(2014•泰州)如圖甲所示，接通電路時導(dǎo)線下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，改變電流方向時小磁針的偏轉(zhuǎn)________方向.由此說明，通電導(dǎo)體周圍存在_______，且其方向與_______有關(guān).用如圖乙所示的裝置進行如下實驗：閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體AB做左右運動，電流表的指針_________;閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體AB做上下運動，電流表的指針_______;斷開開關(guān)，再讓導(dǎo)體AB做左右運動，電流表指針________.根據(jù)這些現(xiàn)象，可以 得到的結(jié)論是_________________________________________________
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11.(2014•陜西)太陽能飛機，它的動力裝置由太陽能電池板，電動機等組成.機翼上的太陽能電池板面積較大是為了獲得更多的________能，并將其轉(zhuǎn)化為______能，使電動機帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，電動機的原理是___________________.
12.(2013•十堰)十堰市通信公司為客戶推出了3G業(yè)務(wù)，通過3G網(wǎng)絡(luò)可提供無線視頻電話、無線上網(wǎng)等多項服務(wù)，這些服務(wù)是通過________(填“超聲 波”“次聲波”或“電磁波”)來傳遞信號的，這種波在真空中的傳播速度約為_______km/s.
三、作圖題(12分)
13.(滾動考 查光學(xué)、漂浮和杠桿作圖)(2014•蘇州)按題目要求作圖：
(1光線AO從空氣中斜射向水面，請畫出它的反射光線和大致的折射光線.
(2)物體漂浮在水面上，請作出物體受到的重力G和浮 力F的示意圖.
(3)杠桿OBA在圖示位置靜止，請畫出作用在A點的最小力F及其力臂L.
(4)小磁針在圖示位置靜止，請標(biāo)出通電螺線管的N極和電源的正極.
四、實驗探究題(12分)
14.如圖是某課外活動小組仿制的一個能產(chǎn)生持續(xù)電流的裝置—發(fā)電機，裝有手搖柄(未畫出)的轉(zhuǎn)軸垂直穿過圓盤中心，金屬圓盤放在蹄形磁鐵之間，圓盤的軸心和能在圓盤的邊緣滑動接觸的滑片通過金屬導(dǎo)線與電流表相連.金屬圓盤可以看成是由無數(shù)根長度等于圓盤半徑的導(dǎo)線組 成的，圓盤在磁極間不斷轉(zhuǎn)動，每根導(dǎo)線都在做切割磁感線的運動，從而產(chǎn)生持續(xù)電流.當(dāng)以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動金屬圓盤時，電流表有一定的示數(shù).
根據(jù)上述材料，請完成下面的實驗探究填空：
(1)手搖發(fā)電機工作時，將_______能轉(zhuǎn)化為________能;
(2)換用___ ____的磁鐵，其他條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，說明電流大小跟磁場強弱有關(guān);
(3)換用一個半徑大一些的金屬圓盤，其他條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，說明電流大小也跟 ___________有關(guān);
( 4)當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大，其他條件不變時，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)也增大，說明電流大小還跟有關(guān).
五、計算題(12分)
15.(滾動考查歐姆定律)如圖所示為某興趣小組為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計的自動控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如下表所示.已知繼電器的線圈電阻R0=10 Ω，左邊電源電壓為6 V恒定不變.當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15 mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調(diào)電路正常工作.
t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
(1)請說明該自動控制裝置的工作原理.
(2)計算說明該空調(diào)的啟動溫度是多少?
(3)為了節(jié)省電能，將空調(diào)啟動溫度設(shè)定為30 ℃，控制電路中需要串聯(lián)多大的電阻?
(4)改變控制電路的電阻可以給空調(diào)設(shè)定不同的啟動溫度，除此之外，請你再提出一種方便可行的調(diào)節(jié)方案
參考答案：
1.B 2.D 3.D 4.B 5.B
6.D 7.B 8.A
9. 引力 運動 電磁 3×108
10. 改變 磁場 電流方向 偏轉(zhuǎn) 不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn) 導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流
11.太陽 電 通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用
12. 電磁波 3×105
13.
14.(1)機械電(2)磁性強(3)導(dǎo)線的長度(4)轉(zhuǎn)速(或?qū)w運動速度大小)
15.(1)隨室內(nèi)溫度的升高，熱敏電阻的阻值減小，控制電路中電流增大，當(dāng)電流達(dá)到15 mA時，銜鐵被吸合，右側(cè)空調(diào)電路開始工作.當(dāng)溫度下降時，控制電路電阻增大，電流減小，減小到一定值，空調(diào)電路斷開，這樣就實現(xiàn)了自動控制.
(2)R總=U/I=6 V/15 mA=400 Ω
R= R總-R0=400 Ω-10 Ω=390 Ω
由表中數(shù)據(jù)可知，此時溫度為25 ℃
電流表的工作原理范文第4篇
1.1繼電器的作用
繼電器是一種安全控制元件，通過對電流的有效控制，減小了電氣設(shè)備被損壞的幾率。它里邊有感應(yīng)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)斎氲碾娏鬟M行充分反映。另外，繼電器在使用中，主要通過驅(qū)動特性對相關(guān)的電路進行斷開或連接控制。繼電器的主要作用有：電路控制、電信號綜合控制、擴大控制能力等。
1.2繼電器的組成
繼電器的主要組成部分有兩個，其一觸點，其二線圈。但根據(jù)不同使用情況，也可以加入其它構(gòu)件，以提高控制功能。另外，在電力工程中，繼電器通常由特定符號表示，有時用一組觸點表示，有時是一個長方形或多個長方形。在有特殊要求時，在長方形內(nèi)部附加“J”符號。在線圈和觸點組裝好之后，進行字符刻畫，通常在長方形一側(cè)，或者在控制電路中。在符號刻畫時，應(yīng)根據(jù)不同繼電器類型，標(biāo)注不同符號。一般情況下，繼電器符號有H、Z、D三種類型。
1.3繼電器的分類
隨著電力工程不斷發(fā)展，低壓電器設(shè)備種類不斷增加，對應(yīng)的繼電器種類也日益繁多。為了方便購買，有必要將他們進行分類。分類主要依據(jù)外形特征、防護類別及控制原理等。如根據(jù)工作原理，可分為溫度類型繼電器、高頻類型繼電器，固體類型繼電器等。根據(jù)尺寸大小，可以分成微型繼電器、小型繼電器等。根據(jù)功率可以分為微功率繼電器、弱功率繼電器及中功率繼電器等。
2繼電器在電氣工程自動化低壓電器中的實施要點
主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1繼電器測試
在繼電器使用之前，應(yīng)給予測試，以保證在使用中不出現(xiàn)差錯。繼電器中，主要組件是觸點，所以在使用之前，必須對其進行檢測，如發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。觸點檢測時，通常利用萬能表，這時，繼電器電阻值應(yīng)為零，尚屬正常，而觸點的電阻值應(yīng)為無窮大。在測量中，如果出現(xiàn)和上述不相符合的情況，應(yīng)及時分析，找到出錯點，并給予解決。
2.2線圈電阻測量
繼電器線圈通常環(huán)繞在條形磁鐵上，具有連接續(xù)流二極管的功能，當(dāng)線圈中通電時，會在兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)斷電之后，原先的電動勢方向會發(fā)生變化，并對電路中的元件產(chǎn)生反向電壓。當(dāng)該電壓高于元件的承受上限時，會對三極管等元件造成破壞。所以，在繼電器使用時，應(yīng)對線圈電阻給予測量，以免對里邊的元件造成破壞。通常情況下，利用萬能表進行測試，以判斷線圈是否存在斷路等情況。
2.3吸合電流及電壓測量
在吸合電流及電壓測量之前，準(zhǔn)備好電流表和電壓表及電源。然后以電源為中心，將電流表、繼電器及電壓表連接到電路中，組成閉合電路。電路連好之后，分別打開電流表、電壓表、繼電器及電源開關(guān)，使電路暢通，并經(jīng)過電流。這時應(yīng)觀察電流表的數(shù)值及繼電器的運行情況，當(dāng)電流表數(shù)值較小，并且繼電器運行正常時，應(yīng)逐漸提高電壓值，直至繼電器出現(xiàn)吸合，此時應(yīng)記錄吸合時的電流值及電壓值。為了使吸合測試更加準(zhǔn)確，在電路連接之前，應(yīng)對電壓表及電流表進行校對，并在測試時，多測量幾組數(shù)據(jù)，以計算平均值，使得吸合電流及電壓更加準(zhǔn)確。
2.4釋放電流及電壓測定
在使用繼電器之前，釋放電流及電壓也應(yīng)作為測定內(nèi)容被給予重視。在測量時，和吸合電流及電壓測量一樣，也準(zhǔn)備好電壓表、電流表、電源、開關(guān)機繼電器，將它們組成閉合電路，需要指出的是，在電壓表及電流表連接之前，應(yīng)給予校對，以增加測量準(zhǔn)確性。測量前，檢測電路是否有斷路情況，無誤后，閉合開關(guān)，觀察電流表及電壓表數(shù)值，同時對繼電器運行情況給予關(guān)注，當(dāng)繼電器出現(xiàn)吸合現(xiàn)象之后，逐漸減小電壓值，當(dāng)繼電器出現(xiàn)聲響時，測量結(jié)束，將這時對電壓值及電流值記錄。為了取得較為準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，應(yīng)將這一步驟重復(fù)操作數(shù)次，并一一記錄測量數(shù)據(jù)，以求得平均值。吸合電流及電壓和釋放電流及電壓具有一定的聯(lián)系，通過二者之間的關(guān)系便能判斷出繼電器能否正常運作，如當(dāng)釋放電壓在吸合電壓的10%之內(nèi)時，繼電器便不能正常運作；正常運作時二者的關(guān)系是：釋放電壓在吸合電壓的10%-50%之內(nèi)。超過50%或低于10%，均會影響繼電器正常使用。
3結(jié)語
電流表的工作原理范文第5篇
模塊一
電磁鐵
一、知識點
1.
電磁鐵的來源：通電螺線管有磁性，如果在一個通電螺線管中插入一根軟鐵棒，螺線管的磁性會更強。
2.
定義：插入了軟鐵棒的通電螺線管叫電磁鐵。
這根軟鐵棒稱為電磁鐵的鐵芯，螺線管成為電磁鐵的線圈。
注意：電磁鐵的鐵棒(鐵芯)是由軟鐵制成的，被磁化時顯磁性，但失去外部磁場時，其磁性又立即消失。
3.
電磁鐵中加鐵芯的原因
通電螺線管通電后產(chǎn)生磁場，該磁場使其內(nèi)的鐵棒被磁化，鐵棒磁化后的磁場極性與通電螺線管的機型完全一致，使得電磁鐵的磁性比螺線管的磁性大大地增強。
4.
影響電磁鐵磁性強弱的因素
(1)
電磁鐵通電時產(chǎn)生磁性，斷電時失去磁性。
(2)
電磁鐵中的電流越大則電磁鐵的磁性越強。
(3)
電流一定時，外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強。
(4)
電磁鐵中有鐵芯比無鐵芯時的磁性強。
5.
電磁鐵的特點
(1)
可以通過電流的通斷，來控制其磁性的有無。
(2)
可以通過改變電流的方向改變磁場方向。
(3)
可以通過改變電流大小、鐵芯的材質(zhì)來控制磁性的強弱。
6.
電磁鐵的應(yīng)用
電磁起重機、電磁選礦機、電磁繼電器、電鈴等。
7.
電磁繼電器
(1)
電磁繼電器的工作電路
(2)
電磁繼電器的組成
一般由電磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點等組成。
(3)
電磁繼電器的原理
利用電磁鐵在通斷電的情況下有無磁性來間接控制工作電路通斷的開關(guān)。
(4)
電磁繼電器的應(yīng)用
①利用低電壓、弱電流控制高電壓、強電流。
②實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。
8.
電磁閥車門
現(xiàn)在的公共汽車使用的都是利用壓縮空氣開關(guān)的自動門。其中空置壓縮空氣是開門還是關(guān)門的滑閥就是你用兩個電磁鐵來控制的。司機通過單刀雙擲開關(guān)S來使線圈或通電產(chǎn)生磁場吸引銜鐵或，從而推動滑閥使空氣壓縮來推開或關(guān)閉車門。其結(jié)構(gòu)如下：
二、例題精講
【例1】
通電螺線管的磁性強弱跟通過它的
及
的多少有關(guān)，另外，將
________插入通電螺線管中．它的磁性也會大大增強．
考點：
影響電磁鐵磁性強弱的因素．
解析：
據(jù)上面的分析可知，通電螺線管的磁性強弱跟通過它的電流及線圈匝數(shù)的多少有關(guān)，另外，將鐵芯插入通電螺線管中．它的磁性也會大大增強．
答案：
電流；線圈匝數(shù)；鐵芯．
【測試題】
如圖所示，若閉合電鍵S，則電磁鐵的磁性將(
)
A．
增強
B．
減弱
C．
不變
D．
無法判斷
閉合電鍵S1后，電路由單個的R1變?yōu)镽1與R2并聯(lián)，并聯(lián)后的總電阻小于R1的阻值，由歐姆定律I=
可知，使得通過電磁鐵線圈中的電流增大．根據(jù)影響電磁鐵磁性大小的因素可知，通過線圈電流增大，電磁鐵的磁性增強．
故選A
【例2】
如圖所示的電磁鐵，要想磁性最強，正確的方法是(
)
A．S接D,P滑至B端
B．
S接C,P滑至A端
C．
S接C,P滑至B端
D．
S接D,P滑至A端
考點：
影響電磁鐵磁性強弱的因素．
解析：
滑動變阻器S接C電磁鐵線圈匝數(shù)最多，滑片在A端電路電流最大，并且有鐵芯，所以此時電磁鐵磁性最強．
答案：
B
【測試題】
如圖所示，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，懸掛磁鐵的彈簧的長度(
)
A．
將變長
B．
將變短
C．
先變長后變短
D．
先變短后變長
利用安培定則可以判定電磁鐵的下端為N極，上端為S極，故電磁鐵與其上面的條形磁體相互吸引．當(dāng)滑片P向右滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流增大，所以電磁鐵的磁性增強．電磁鐵對條形磁體的吸引力增大，條形磁體對彈簧的拉力增大，所以彈簧伸長的長度變長．
故選A
【例3】
下列設(shè)備中利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的是(
)
A．
電磁繼電器
B．
發(fā)電機
C．
電磁鐵
D．
電動機
考點：
電磁感應(yīng)．
解析：
A、電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)的原理制成的，故該選項不符合題意；
B、發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的，故該選項符合題意；
C、電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)原理工作的，故該選項不符合題意；
D、電動機是利用通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用的原理制成的，故該選項不符合題意．
答案：
B
【測試題】
首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是(
)
A．
法拉第
B．
安培
C．
焦耳
D．
奧斯特
A、英國物理學(xué)家法拉第最早發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．故A正確；
B、安培發(fā)現(xiàn)了安培定則．故B錯誤；
C、焦耳發(fā)現(xiàn)了焦耳定律．故C錯誤；
D、奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)．故D錯誤．
故選A
【例4】
某同學(xué)在做“研究電磁鐵”實驗時，連接了如圖所示的電路，試判斷電磁鐵有無磁性或磁性強弱的變化．
(1)只閉合S1時，電磁鐵
磁性．
(2)閉合S1、S2接a時，滑動變阻器的滑片向右滑動，電磁鐵磁性
．
(3)S1閉合，S2由接a改為接b，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使電流表示數(shù)不發(fā)生變化．這時電磁鐵的磁性
．
(4)電磁鐵在我們的日常生活中被廣泛的用到，如：
．
考點：
探究影響電磁鐵磁性強弱的因素的實驗．
解析：
(1)只閉合S1時，電路中沒有電流通過，電磁鐵不會產(chǎn)生磁性，故電磁鐵沒有磁性；
(2)閉合S1、S2接a時，電路中有電流，電磁鐵有磁性；當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻絲變長，電路中電阻變大，電流變小，即：在匝數(shù)一定的情況下，電流減小，電磁鐵磁性減?。?/p>
(3)S1閉合，S2由接a改為接b，匝數(shù)變少，又調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使電流表示數(shù)不發(fā)生變化，即：在電流一定的情況下，減小匝數(shù)，電磁鐵磁性減??；
(4)電磁起重機、電磁繼電器、電鈴都用到了電磁鐵；
答案：
(1)沒有；(2)減小；(3)減?。?4)電磁起重機．
【測試題】
如圖所示，A為螺線管，B為懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵，當(dāng)開關(guān)S斷開時，彈簧測力計的示數(shù)將
(填變大或變小)，電流表的示數(shù)將
(填變大或變小)．
開關(guān)S斷開時，電路中的電流變小，電流表示數(shù)變小，電磁鐵磁性減弱．
根據(jù)右手定則判斷電螺線管的上端為N極，對條形磁鐵的排斥力減小，所以彈簧測力計的示數(shù)將變大．
故答案為：變大、變?。?/p>
【例5】
如所示，閉合開關(guān)S，燒杯中水面上浮著一個空心小鐵球，將盛水的容器放在電磁鐵上方，此時電磁鐵A端為
極，將滑片P向右滑動，空心小鐵球?qū)?/p>
．(填“上浮”“下沉”“靜止”)
考點：
影響電磁鐵磁性強弱的因素．
解析：
①電流由A流向B，則由右手螺旋定則可知螺線管B端為N極，則A端為S極(南極)；
②當(dāng)滑片向右移動時，滑動變阻器接入電阻增大，則由歐姆定律可知電路中電流減小，則螺線管中的磁性減弱，故?、坭F球所受磁力減小，使得鐵球上浮一些，排開水的體積變小，而且由有阿基米德原理可知受到的浮力將減小．
答案：
S；上浮．
【測試題】
小利同學(xué)觀察到學(xué)校樓道里的消防應(yīng)急燈，平時燈是熄的，一旦停電，兩盞標(biāo)有“36V”燈泡就會正常發(fā)光．圖所示是小利設(shè)計的四個電路，其中可以起到消防應(yīng)急燈作用的電路是(
)
A．
B．
C．
D．
根據(jù)題意，分析各圖可知，當(dāng)照明電路正常工作時，電磁鐵具有磁性，吸引銜鐵，使消防應(yīng)急燈所在電路斷開，而當(dāng)停電后，電磁鐵失去磁性，銜鐵在彈簧的作用下向上彈起，與觸點接觸，兩燈泡連接，且為并聯(lián)．因此，對照各圖發(fā)現(xiàn)，只有圖C符合這一要求．
故選C
【例6】
如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電磁鐵A端磁極為
極，當(dāng)電路中滑動變阻器的滑片P逐漸向右移動時，電磁鐵的磁性將
(選填“增大”、“減小”或“不變”)．
考點：
通電螺線管的磁場；影響電磁鐵磁性強弱的因素．
解析：
(1)伸出右手，彎曲的四指與電流的方向相同，大拇指所指的方向即螺線管的左端為通電螺線管的N極，則螺線管的右端即A端是S極．
(2)滑動變阻器滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變小，電流變大，電磁鐵磁性將增大．
答案：
S；增大．
【測試題】
如圖所示，下列說法正確的是(
)
A．
當(dāng)S1斷開S2閉合時，紅燈亮
B．
當(dāng)S1斷開S2閉合時，綠燈亮
C．
當(dāng)S1閉合S2斷開時，綠燈亮
D．
當(dāng)S1、S2均閉合時，綠燈亮
讀圖可知：
(1)當(dāng)S1斷開、S2斷開時，左側(cè)的控制電路無電流，電磁鐵無磁性，右側(cè)的工作電路也是斷開的，所以兩燈均不能工作；
(2)當(dāng)S1斷開、S2閉合時，左側(cè)的控制電路無電流，電磁鐵無磁性，由于彈簧的原因，動觸點與綠燈的觸電接觸，同時由于右邊的工作電路也是閉合的，所以此時的綠燈亮；故A錯誤、B正確；
(3)當(dāng)S1、S2閉合時，左側(cè)的控制電路有電流，電磁鐵有磁性，由于彈簧的原因，動觸點與紅燈的觸電接觸，同時由于右邊的工作電路也是閉合的，所以此時的紅燈亮；故D錯誤；
(4)當(dāng)S1閉合S2斷開時，左側(cè)的控制電路斷開，電磁鐵無磁性，同時右側(cè)的工作電路斷開，因此工作電路無電流，所以兩燈都不亮，故C錯誤．
故選B
模塊二
磁場對通電導(dǎo)線的作用與電動機
一、知識點
1.
當(dāng)把通電導(dǎo)體放在磁場中時
(1)
如果通電導(dǎo)體中的電流方向與磁場方向平行，則通電導(dǎo)體不受磁場的作用力。
(2)
如果通電導(dǎo)體中的電流方向與磁場方向不平行，則通電導(dǎo)體受磁場力的作用，當(dāng)通電導(dǎo)體中的電流方向與磁場方向垂直時，通電導(dǎo)體在磁場中受到的磁場力最大。
2.
影響通電導(dǎo)體在磁場中受到的磁場力大小的決定因素
(1)
磁場強弱：磁場越強，則通電導(dǎo)體在磁場中受到的磁場力越大。
(2)
電流大?。弘娏髟酱?，則通電導(dǎo)體在磁場中受到的磁場力越大。
3.
通電導(dǎo)體在磁場中受到的磁場力方向決定于磁場方向、電流的方向
(1)
保持磁場方向不改變，只改變電流方向，則通電導(dǎo)體受到的磁場力方向反向。
(2)
保持電流方向不改變，只改變磁場方向，則通電導(dǎo)體受到的磁場力方向反向。
(3)
若磁場的方向、電流的方向二者同時反向，則通電導(dǎo)體受到的磁場力方向不變。
4.
左手定則
當(dāng)通電導(dǎo)體與磁感線垂直時，通電導(dǎo)體受力方向、磁感線方向、電流方向之間的關(guān)系可用左手定則判斷：伸開左手，使大拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直傳入手心，使四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中所受磁場力的方向，如下圖所示。
5.
動圈式揚聲器
(1)
結(jié)構(gòu)：由固定的永磁體、作為銀圈的線圈和錐形紙盒盆構(gòu)成，如下圖所示。
(2)
工作原理：當(dāng)線圈通過上圖中所示的電流時，線圈受到的磁體的吸引向左運動；當(dāng)線圈中通過相反方向的電流時，線圈受到磁體的排斥而向右運動，由于通過線圈的電流是交變電流，它的大小和方向不斷變化，線圈就不斷地來回振動，帶動紙盆也來回振動，于是揚聲器就發(fā)出了聲音。
6.
直流電動機
(1)
工作原理
直流電動機的工作原理如下圖所示，其線圈兩端各連一個銅制半環(huán)E和F，它們彼此絕緣，并隨線圈一起轉(zhuǎn)動，A和B是電刷，它們跟半環(huán)接觸，使電源與線圈組成閉合電路。E和F叫做換向器，其作用是每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，換向器就能自動改變線圈中電流的方向。
丁
丙
乙
甲
圖甲是開始通電的狀態(tài)，換向器與電刷接觸，換向器與電刷接觸。線圈的電流如圖所示，左邊受到向上的磁場力，右邊受到向下的磁場力，于是線圈開始沿順時針方向轉(zhuǎn)動。
轉(zhuǎn)過90°就到了如圖乙所示的狀態(tài)，這是平衡位置。線圈的慣性使它沖過平衡位置，于是換向器就改變了所接觸的電刷，與接觸、與接觸，如圖丙所示。
圖丙中，線圈的電流方向如圖所示，左邊的受力方向變成向下，右邊的受力方向變成向上。于是線圈就繼續(xù)沿順時針方向轉(zhuǎn)動90°。
轉(zhuǎn)到圖丁中所示的位置時，又靠慣性沖過去，就回到了圖甲的狀態(tài)。
(2)
換向器作用：
①線圈在平衡位置時，停止對其供電。
②線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時，改變線圈中的電流方向。
(3)
轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)動方向與線圈中的電流方向和磁場的方向有關(guān)；轉(zhuǎn)速與電流的大小和磁場強弱有關(guān)。
7.
實用電動機
(1)
基本結(jié)構(gòu)：電動機是由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成的，能夠轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，固定不動的部分叫定子。
(2)
原理：電動機是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象制成的，它在工作時將電能轉(zhuǎn)化為機械能。
(3)
種類：直流電動機和交流電動機
二、例題精講
【例7】
1．如圖是火警自動報警原理圖．發(fā)生火警時，將會發(fā)生下列變化，其變化順序是
．
①溫度升高使銅鐵雙層金屬片向下彎曲，從而接通電磁鐵電路．
②接通觸點使報警電路中有電流通過．
③電磁鐵具有磁性．
④銜鐵被吸下．
⑤紅燈亮、電鈴響，發(fā)出警報．
A．①②③④⑤；
B．①③④②⑤
C．①②④③⑤；
D．①④③②⑤
2．小李利用電磁鐵設(shè)計了一種微機室防盜報警器(如圖)．在微機室房門處安裝開關(guān)S，電鈴安在傳達(dá)室．當(dāng)房門被推開時，開關(guān)S閉合，電流通過電磁鐵，電磁鐵
(填“有”或“無”)磁性，并且B端為
極，跟金屬彈性片上的磁鐵相互
(填“吸引”或“排斥”)，電鈴電路
(填“接通”或“斷開”)，電鈴報警．
考點：
電磁繼電器的組成、原理和特點；電磁鐵的其他應(yīng)用．
解析：
(1)讀圖可知，當(dāng)銅鐵片彎曲使控制電路接通時，電磁鐵獲得磁性，吸引銜鐵，使觸點向下，與工作電路連通，電燈與電鈴?fù)瑫r工作，故選項B符合題意．
(2)讀圖可知，左側(cè)為控制電路，當(dāng)開關(guān)閉合時，電磁鐵獲得磁性，利用安培定則判斷可知，B端為N極，因為彈簧片左側(cè)也是N極，同名磁極相互排斥，故兩觸點接通，使右側(cè)工作電路開始工作，電鈴報警．
答案：
(1)B．(2)有，N，排斥，接通．
【測試題】
如圖所示的A，B，C，D四個實驗裝置中，用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是
；用來研究影響電磁鐵磁性強弱因素的是
；用來研究電磁繼電器構(gòu)造的是
；用來研究電動機原理的是
．
A裝置是一個電磁繼電器，即是電磁繼電器應(yīng)用實驗；
B裝置讓通電導(dǎo)體放在磁場中，它會受到力的作用，這是用來研究磁場對電流的作用(或通電導(dǎo)體在磁場中受力)的實驗，即電動機的原理實驗；
C裝置中，若開關(guān)閉合，金屬棒左右切割磁感線運動，此時電路中就會產(chǎn)生電流，故是電磁感應(yīng)實驗裝置．
D開關(guān)閉合后，電磁鐵吸引鐵釘，移動滑片的位置，可以得到電磁鐵磁性強弱與電流大小的關(guān)系．
如圖所示的四個實驗裝置中，用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是C；用來研究影響電磁鐵磁性強弱因素的是D；用來研究電磁繼電器構(gòu)造的是A；用來研究電動機原理的是B．
故答案為：C；D；A；B．
【例8】
如圖所示是直流電動機的模型，閉合開關(guān)后線圈順時針轉(zhuǎn)動．現(xiàn)要線圈逆時針轉(zhuǎn)動，下列方法中可行的是(
)
A．
只改變電流方向
B．
只改變電流大小
C．
換用磁性更強的磁鐵
D．
對換磁極同時改變電流方向
考點：
直流電動機的構(gòu)造和工作過程．
解析：
直流電動機的轉(zhuǎn)動方向與線圈中的電流方向和磁場方向有關(guān)，若使通入直流電動機的電流方向改變或磁場的方向改變，它的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒏淖儯侨绻瑫r改變電流的方向和磁場的方向，線圈的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒉蛔儯?/p>
答案：
A
【測試題】
如圖所示，用棉線將銅棒ab懸掛于磁鐵N、S極之間．閉合開關(guān)，當(dāng)ab做切割磁感線運動時，觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．利用這一現(xiàn)象所揭示的原理，可制成的設(shè)備是(
)
A．
電動機
B．
發(fā)電機
C．
電磁繼電器
D．
電飯煲
如圖所示，用棉線將銅棒ab懸掛于磁鐵N、S極之間．閉合開關(guān)，當(dāng)ab做切割磁感線運動時，觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．這一現(xiàn)象所揭示的原理﹣﹣電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機就是根據(jù)這一原理制成的，故B正確；
電動機是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用這一原理制成的，不符合題意；
電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)來工作的，不符合題意；
電飯煲是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來工作的，不符合題意．
故選B
【例9】
磁懸浮列車是現(xiàn)代高科技的應(yīng)用，下列說法不正確的是(
)
A．
通過列車底部與上方軌道間的同名磁極相互排斥，使列車懸浮
B．
為產(chǎn)生極強的磁性使列車懸浮，制作電磁鐵的線圈宜選擇超導(dǎo)材料
C．
由于列車在懸浮狀態(tài)下行駛，因而一定做勻速直線運動
D．
列車懸浮行駛時，車體與軌道間無阻力、無震動，運動平穩(wěn)
考點：
磁浮列車的工作原理和特點．
解析：
磁懸浮列車是現(xiàn)代高科技的應(yīng)用，它的工作原理是同名磁極相互排斥；列車懸浮行駛時，車體與軌道間有空隙，所以無阻力、無震動，運動平穩(wěn)；產(chǎn)生極強的磁性使列車懸浮，制作電磁鐵的線圈宜選擇超導(dǎo)材料，因為超導(dǎo)材料無電阻，不會產(chǎn)生電流的熱效應(yīng)．故A、B、D不符合題意．
答案：
C
【測試題】
我國第一條磁懸浮列車已在上海建成，它利用磁極間的相互作用，將列車懸浮于軌道之上幾厘米，從而大大減小摩擦，提高了行駛的速度．這里利用的“磁極間的相互作用”是指(
)
A．
同名磁極互相吸引
B．
同名磁極互相排斥
C．
異名磁極互相排斥
D．
異名磁極互相吸引
磁懸浮列車的車體和軌道是同名磁極，同名磁極互相排斥，使列車實現(xiàn)懸浮，從而減小列車所受的摩擦力，提高行駛速度．
故選B
模塊三
電磁感應(yīng)與發(fā)電機
一、知識點
1.
電磁感應(yīng)
(1)
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
(2)
發(fā)現(xiàn)及意義：英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并進一步解釋了電和磁的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)電機的發(fā)明。
(3)
感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
①電路是閉合的；
②導(dǎo)體要在磁場中做切割磁感線的運動；
③切割磁感線運動的導(dǎo)體只能是閉合電路的一部分。
(4)
能量轉(zhuǎn)化：機械能轉(zhuǎn)化為電能。
(5)
影響因素：
①導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向決定于導(dǎo)體的運動方向、磁感線方向。兩者中其一發(fā)生方向改變，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變。兩者都發(fā)生改變，感應(yīng)電流方向不發(fā)生改變。
②導(dǎo)體中感應(yīng)電流的大小取決于磁場的強弱、導(dǎo)體切割磁感線的速度大小。磁場越強、切割磁感線的速度越大，則感應(yīng)電流越大。
2.
動圈式話筒
(1)
結(jié)構(gòu)圖
(2)
作用：把聲音轉(zhuǎn)換成電流。
(3)
原理：電磁感應(yīng)
(4)
工作過程：當(dāng)對著話筒講話時膜片帶動線圈在磁場里振動，使得線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流再通過揚聲器被還原成聲音播放。
3.
發(fā)電機
(1)
工作原理：利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
(2)
交流發(fā)電機：電流大小和方向都周期性發(fā)生變化的發(fā)電機。
(3)
交流電頻率：電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率。
頻率的單位是赫茲，簡稱赫，符號位Hz。
我國使用的交流電頻率是50Hz，其意義是發(fā)電機的線圈1秒內(nèi)轉(zhuǎn)50周，而轉(zhuǎn)動一周電流方向改變兩次，故頻率為50Hz的交流電1秒鐘內(nèi)電流方向改變100次。
【例10】
如圖所示，用棉線將銅棒ab懸掛于磁鐵N、S極之間．閉合開關(guān)，當(dāng)ab做切割磁感線運動時，觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．利用這一現(xiàn)象所揭示的原理，可制成的設(shè)備是(
)
A．
電動機
B．
發(fā)電機
C．
電磁繼電器
D．
電飯煲
考點：
發(fā)電機的構(gòu)造和原理．
解析：
如圖所示，用棉線將銅棒ab懸掛于磁鐵N、S極之間．閉合開關(guān)，當(dāng)ab做切割磁感線運動時，觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．這一現(xiàn)象所揭示的原理﹣﹣電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機就是根據(jù)這一原理制成的，故B正確；
電動機是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用這一原理制成的，不符合題意；
電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)來工作的，不符合題意；
電飯煲是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來工作的，不符合題意．
答案：
B
【測試題】
如下面左圖，導(dǎo)體a向右運動時可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，若要使產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與左圖的方向相反，則下列哪種選項可行(
)
A．
B．
C．
D．
A、導(dǎo)體沒有切割磁感線運動，導(dǎo)體中沒有感應(yīng)電流．不符合題意；
B、磁感線方向相反、導(dǎo)體運動方向相反，感應(yīng)電流方向不變．不符合題意；
C、導(dǎo)體沒有切割磁感線運動，導(dǎo)體中沒有感應(yīng)電流．不符合題意；
D、在導(dǎo)體運動方向不變時，磁感線方向相反，感應(yīng)電流方向相反．符合題意．
故選D
【例11】
在如圖所示的實驗裝置中，用棉線將銅棒ab懸掛于磁鐵N、S極之間，銅棒的兩端通過導(dǎo)線連接到電流表上．下列說法正確的是(
)
A．
ab棒在圖中位置水平左右運動時，應(yīng)觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B．
ab棒在圖中位置豎直上下運動時，應(yīng)觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C．
該裝置是研究磁場對通電導(dǎo)體的作用力方向與磁場方向的關(guān)系
D．
該裝置在實驗中通過磁場對電流的作用，使電能轉(zhuǎn)化為機械能
考點：
電磁感應(yīng)．
解析：
AB、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)ab棒在圖中位置水平左右運動時，符合產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)ab棒在圖中位置豎直上下運動時，沒有切割磁感線，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；故A正確，B錯誤；
C、該裝置是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象；故C錯誤；
D、ab棒運動時，具有機械能，產(chǎn)出感應(yīng)電流時，電路中具有電能，產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程．故D錯誤．
答案：
A
【測試題】
如圖所示是小明探究在“什么情況下磁可以生電”的實驗裝置，其中能夠使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(
)
A．
ab不動，磁體上下移動
B．
ab不動，磁體左右移動
C．
磁體不動，ab上下移動
D．
磁體與ab一起向右移動
本題圖中蹄形磁體的磁感線方向是豎直方向．
A、ab不動，磁體上下移動，導(dǎo)體ab不切割磁感線，指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
B、ab不動，磁體左右移動，導(dǎo)體ab切割磁感線，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
C、磁體不動，ab上下移動，導(dǎo)體ab不切割磁感線，指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
D、磁體與ab一起向右運動，ab與磁體保持相對靜止，ab不切割磁感線，指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．
故選B
【例12】
關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是(
)
A．
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中機械能轉(zhuǎn)化為電能
B．
感應(yīng)電流的方向只跟導(dǎo)體運動方向有關(guān)
C．
感應(yīng)電流的方向只跟磁場方向有關(guān)
D．
導(dǎo)體在磁場中運動，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流
考點：
電磁感應(yīng)．
解析：
A、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件是導(dǎo)體在運動，結(jié)果是產(chǎn)生了電流，所以是機械能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；
B、感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運動方向、磁場方向都有關(guān)，故B錯誤；
C、與B同理，故C錯誤；
D、產(chǎn)生感應(yīng)電流要具備三個條件，即“閉合的電路”、“一部分導(dǎo)體”、“切割磁感線運動”，只做運動，不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤．
答案：
A
【測試題】
如圖所示，將同一根磁棒靜置于甲、乙、丙三位置10秒后，比較三處的感應(yīng)電流，下列敘述何者正確(
)
A．
在甲位置感應(yīng)電流最大
B．
在乙位置感應(yīng)電流最大
C．
在丙位置感應(yīng)電流最大
D．
在三個位置都沒有感應(yīng)電流
得到感應(yīng)電流需要同時滿足兩個條件：①電路是閉合的；②導(dǎo)體要做切割磁感線運動．在此題中磁棒放在甲乙丙三個位置都是靜止，所以都不滿足切割磁感線這個條件，故都不產(chǎn)生感應(yīng)電流．
故選D
【例13】
下列說法中正確的是(
)
A．
電磁鐵的磁性強弱與電流大小、電流方向和線圈匝數(shù)都有關(guān)
B．
法拉第最先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電動機就是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的
C．
通電導(dǎo)線在磁場中受力的方向與導(dǎo)體運動的方向和磁場的方向有關(guān)
D．
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，機械能轉(zhuǎn)化為電能
考點：
電磁感應(yīng)；影響電磁鐵磁性強弱的因素．
解析：
A、電磁鐵磁性強弱與電流大小、線圈匝數(shù)多少有關(guān)，與電流方向無關(guān)，故A錯誤；
B、法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象是正確的，利用這一現(xiàn)象制成的發(fā)電機，不是電動機，故B錯誤；
C、通電導(dǎo)線在磁場中受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)，故C錯誤；
D、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中機械能轉(zhuǎn)化為電能，通電導(dǎo)體在磁場中受力時電能轉(zhuǎn)化為機械能，故D正確．
答案：
D
【測試題】
如圖所示是探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生條件”的實驗裝置．圖中a、b接線柱應(yīng)連接(
)
A．
電源
B．
靈敏電流表
C．
電壓表
D．
電流表
用如圖所示的裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時，產(chǎn)生的電流較小，所以電路中應(yīng)串聯(lián)一只靈敏電流計，通過觀察靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn)來反映是否有電流產(chǎn)生．
故選B
【例14】
在下圖中，a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)體的橫截面，導(dǎo)體是閉合電路中的一部分，它在磁場中按如圖所示的方向運動，其中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(
)
A．
B．
C．
D．
考點：
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件．
解析：
題中磁感線都是沿著豎直方向的，A、B、D三圖中，導(dǎo)體運動的方向都能夠切割到磁感線，都能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，只有C圖中導(dǎo)體沿著豎直方向，它運動的方向和磁感線的方向一致，沒有切割磁感線，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流．
答案：
C
【測試題】
如圖是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動的示意圖，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(
)
A．
B．
C．
D．
A、導(dǎo)體順著磁感線的方向運動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流．不符合題意；
B、導(dǎo)體在磁感線之間運動不會產(chǎn)生感應(yīng)電流．不符合題意；
C、導(dǎo)體斜向上運動，切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流．符合題意；
D、導(dǎo)體順著磁感線方向運動不會產(chǎn)生感應(yīng)電流．不符合題意．
故選C
【例15】
下面關(guān)于電路中是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流的說法中正確的是(
)
A．
只要導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運動，導(dǎo)體中就一定會有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B．
只要閉合電路在磁場中作切割磁感線運動，導(dǎo)體中就一定會有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C．
只要閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運動，電路中就一定會有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D．
只要閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動，電路中就一定會有感應(yīng)電流產(chǎn)生
考點：
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件．
解析：
由產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個條件知，只有選項C符合．故選C．
答案：
C
【測試題】
下列說法中正確的是(
)
A．
電動機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的
B．
發(fā)電機是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的
C．
動圈式話筒是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的
D．
汽油機的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能
A、發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，故A錯誤；
B、電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的，故B錯誤；
C、動圈式話筒是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，故C正確；
D、汽油機的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能，故D正確．
故選CD
【例16】
如圖所示，要使流過靈敏電流計的電流反向，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(shù)．
A．
①②
B．
②③
C．
①③
D．
①④
考點：
探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗；電磁感應(yīng)．
解析：
要使流過靈敏電流計的電流反向，就是要改變感應(yīng)電流的方向；
①只將磁場反向，就可以改變感應(yīng)電流的方向，從而使靈敏電流計的電流反向；
②只將線圈的運動方向改變，就會改變感應(yīng)電流的方向，從而使靈敏電流計的電流反向；
③同時改變磁場方向和線圈的運動方向，感應(yīng)電流的方向時不變的；
④增加磁鐵的磁性或線圈匝數(shù)，只能是電流的大小，不能改變感應(yīng)電流的方向．
答案：
A
【測試題】
如圖所示的裝置中，所有部件都靜止時，小磁針亦靜止于如圖所示的位置．在下述四種情況下，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(
)
A．
磁鐵不動，導(dǎo)線ab向左運動
B．
導(dǎo)線ab不動，磁鐵向下運動
C．
磁鐵與導(dǎo)線以相同的速度同時下落
D．
磁鐵與導(dǎo)線以相同的速度同時上升
A、磁鐵不動，ab向左運動，其運動方向跟磁感線方向平行，不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電流．不符合題意；
B、ab不動，磁鐵向下運動，相當(dāng)于ab做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流．符合題意；
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