第十六 電磁轉(zhuǎn)換
知識(shí)梳理
1．磁體
A．磁性
能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的倥質(zhì)稱(chēng)為磁性，它是物質(zhì)的一種物理屬性．
B．磁體
具有磁性的劫體稱(chēng)為磁體．
按磁體的可分為：天然磁體和人造磁體．
按保持磁性時(shí)間的長(zhǎng)短可分為：硬磁體(或永磁體)和軟磁體．
按磁體的形狀可分為條形磁體、蹄形磁體、針形磁體等．
C．磁極
磁體的兩端是磁性最強(qiáng)的部分，叫做磁體的兩個(gè)磁極．讓磁體在水平面閃能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止下時(shí)總是一端指南，一端指北．指南的一端叫做磁體的南極(S極)，指北的一端叫做磁體的北極(N極)．指南針(羅盤(pán))就是根據(jù)磁體的指向性制成的．
磁極間相互作用的規(guī)律是：同名磁極相互排斥，異名磁極榍互吸引．
磁體的基本性質(zhì)是吸鐵性和指向性．
在磁現(xiàn)象中發(fā)生相互吸引的原因有兩種可能：①磁體的吸鐵性；②異名磁極相互吸引．
判斷物體是否昊有磁性的方法：①根據(jù)磁體的吸鐵性；②根據(jù)磁體的指向性；③根據(jù)磁體中部磁性最弱的特點(diǎn)；④根據(jù)磁極間相呈作用的規(guī)律．
D．磁化
使原沒(méi)有磁性的物體獲得磁性的過(guò)程叫做磁化．
能夠被磁化的材料稱(chēng)為磁性材料，如鐵、鈷、鎳、金屬氧化物、鈦鈷合金、磁帶上的磁粉等．
磁化的方法：①將磁鐵的一極靠迸或接觸鐵磁性材料；②將磁鐵的一極在鐵磁性材料上順同 2．磁場(chǎng)
A磁場(chǎng)
在磁體周?chē)嬖谥环N能夠傳遞磁極極相互作用的物質(zhì)，這種看不見(jiàn)、摸不著的特殊物質(zhì)叫做磁場(chǎng)．
磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放天其中的磁體或通電導(dǎo)體或運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)產(chǎn)生磁力的作用．
我們可以根據(jù)磁場(chǎng)的基本性質(zhì)認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)．
小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)北極所指的方向規(guī)定為這一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．
B．磁感線
磁感線是用描述磁場(chǎng)的一些假想曲線，實(shí)際上并不存在，磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．磁場(chǎng)越強(qiáng)的地方，磁感線越密；磁場(chǎng)越弱的地方，磁感線越疏．
磁感線為封閉的、立體的曲線，在磁體的外部磁感線的方向是從N極指向S極，而在內(nèi)部是從S極指向N極．
在同一磁場(chǎng)中，任何兩根磁感線都不相交．磁感線的走向與各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是兩個(gè)既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念．磁感線的走向是整體形象，而磁場(chǎng)方向是小磁針在某點(diǎn)靜止時(shí)北極所指方向，即經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向．如同在圓形跑道上的運(yùn)動(dòng)員的走向或順時(shí)針，或逆時(shí)針，但他在胞道上各點(diǎn)的面孔朝向是不同的．
一些常見(jiàn)磁體周?chē)拇鸥芯�如下所示：
C磁的應(yīng)用和防護(hù)
a. 應(yīng)用：磁化凈水器、冰箱門(mén)磁封、收錄機(jī)中的、磁頭和磁帶、計(jì)算機(jī)中的磁盤(pán)和磁鼓、磁懸浮列車(chē)、磁診、磁療等．
b．防壚：鐵磁性材料對(duì)磁餳具有屏蔽作用．防磁手表就是根據(jù)這一原理制成的。
D. 地磁場(chǎng)
地球周?chē)拇艌?chǎng)叫做地磁場(chǎng)．磁體具有指向性的原因就是因?yàn)槭艿降卮艌?chǎng)的作用．
地磁的南極在地理的北極附近，地磁的北極在地理的南極附近．水平放置的磁針的指向與地球子午線之間的夾角叫做磁偏角．我國(guó)宋代的學(xué)者沈括是世界上第一個(gè)清楚地、準(zhǔn)確地論述磁偏角的科學(xué)家．地磁南、北極的位置并不是固定不變的，因此，在地球上各個(gè)地點(diǎn)磁偏角的大小也不是固定不變的．
3．電流的磁場(chǎng)
A. 電流的磁場(chǎng)
通電導(dǎo)體跟磁體一樣，周?chē)泊嬖谥艌?chǎng)，這一現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)．它是丹麥的物理學(xué)家?jiàn)W斯特于l820年首先發(fā)現(xiàn)的．
a．通電直導(dǎo)線的磁煬
通電直導(dǎo)線周?chē)嬖谥艌?chǎng)，其方向與電流方向有關(guān)．
b．通電螺線管的磁場(chǎng)
通電螺線管的外部磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似，如圖甲所示．
判定通電螺線管周?chē)艌?chǎng)的方向時(shí)，可用安培定則，即用右手握住螺線管，讓四指彎曲且與螺線管中的電流方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極，如圖乙所示。
安培定則也叫右手螺旋定則．
B電磁鐵及其應(yīng)用
a．電磁鐵
1．組成：電磁鐵是一個(gè)帶有鐵芯的螺線管，它由線圈和鐵芯兩部分組成．
ii．原理：電磁鐵的原理一是電流的磁效應(yīng)，二是在通電螺線管內(nèi)插入鐵芯后，鐵芯被磁化，而使電磁鐵的磁性大大增強(qiáng)．
iii．優(yōu)點(diǎn)：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性消失；通過(guò)電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；當(dāng)電流一定時(shí)，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)．與永磁體相北，電磁鐵有很多優(yōu)點(diǎn)：它的磁性有無(wú)可以由通、斷電控制；它的磁性強(qiáng)弱可以由電流的強(qiáng)弱控制；它的南北極可以由變換電流的方向控制．
b．應(yīng)用：電磁繼電器、電鈴、電話、電報(bào)、電磁起重機(jī)、電磁選礦機(jī)、錄音機(jī)、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤(pán)、IC卡的磁記錄等．
①電磁繼電器
主要部：電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點(diǎn)．
作用：電磁繼電器實(shí)質(zhì)是一種用電磁鐵控制的電路開(kāi)關(guān)。利用它可以用低電壓、弱電流去間接控制高電壓、強(qiáng)電流的工作電路，避免人直接操作高壓開(kāi)關(guān)的危險(xiǎn)；還可以幫助人們實(shí)現(xiàn)遙控和生產(chǎn)自動(dòng)化。
②電話
組成：最簡(jiǎn)單的電話裝置由話筒、電池和聽(tīng)筒所組成，這三者串聯(lián)在電路里。
基本原理：人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，話筒把聲音引起的碳精片的振動(dòng)通過(guò)碳粒松緊（電阻大�。┑淖兓D(zhuǎn)化成強(qiáng)弱變化的電流，電流通過(guò)聽(tīng)筒，聽(tīng)筒通過(guò)電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化轉(zhuǎn)化為薄鐵片的振動(dòng)，使人聽(tīng)到聲音。
③磁記錄
在錄音機(jī)、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤(pán)或信用卡記錄信息時(shí)，都會(huì)用到電磁鐵。例如，當(dāng)你對(duì)著錄音機(jī)的話筒講話時(shí)，聲音信號(hào)就被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，隨著聲音的變化的電流通過(guò)錄音磁頭的電磁鐵就會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。
錄音帶是塑料做的，上面涂著一層薄薄的磁粉，錄音磁頭上的電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以將磁粉磁化．磁粉被磁化的強(qiáng)弱隨磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化而變化，磁帶上磁性的分布就成了你的聲音的編碼，如圖所示．當(dāng)播放磁帶時(shí)，記錄的編碼又轉(zhuǎn)換成原的聲音．同樣，電磁鐵也能被用在錄像帶上記錄圖像和聲音，用在計(jì)算機(jī)磁盤(pán)上記錄各種信息．
4．磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
A. 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
當(dāng)通電導(dǎo)體放入磁場(chǎng)里且電流方向與磁場(chǎng)方向不平行時(shí)，通電導(dǎo)體會(huì)受到磁場(chǎng)的力的作用，力的方向與電流方向和磁餳方向有關(guān)．
在磁場(chǎng)對(duì)電流的作用這種現(xiàn)象里，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
B. 直流電動(dòng)機(jī)
方向不變的電流叫做直流電．用直流電供電的電動(dòng)機(jī)叫做直流電動(dòng)機(jī)．
i．構(gòu)造：直流電、磁鐵、線圈、換向器、電刷等．
ii．原理：利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，每當(dāng)線圈越過(guò)線圈平面與磁感線垂直的位置(平衡位置)時(shí)，利用換向器及時(shí)改變線圈中的電流方向，以保持線圈的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)．
電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器．
iii．優(yōu)點(diǎn)：與熱機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：它的開(kāi)動(dòng)和停止都比熱機(jī)方便；它的構(gòu)造比熱機(jī)簡(jiǎn)單；它的效率比熱機(jī)高得多；它對(duì)環(huán)境的污染比熱機(jī)�。�
5．電磁感應(yīng)
A. 電磁感應(yīng)
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)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．英國(guó)的物理學(xué)家法拉第于1831年首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)條：①電路要閉合；②閉合電路中的一部分導(dǎo)體要在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，以產(chǎn)生感應(yīng)電壓．
感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)．
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，機(jī)械能轉(zhuǎn)憂為電能．
B．交流發(fā)電機(jī)
i．構(gòu)造：磁鐵、線圈、銅滑環(huán)、電刷等．
ii．原理：電磁感應(yīng)
線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)一周時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向發(fā)生一個(gè)周期性的變化，出現(xiàn)兩個(gè)0值，兩個(gè)最大值，方向改變兩次。
周期性改變大小和方向的電流叫做交流電。在交流電路中，電流經(jīng)歷一個(gè)周期性變化所用時(shí)間叫做交流電的周期（T），每秒電流發(fā)生周期性變化的次數(shù)叫做交流電的頻率（f），
T和f互為倒數(shù)，即Tf=1. 我國(guó)交流電的周期是0.02s，頻率是50Hz，即每秒鐘電流方向改變100次。
發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器．一般發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子需由水輪機(jī)、汽輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)．
C. 遠(yuǎn)距離輸電
i.采用的方法——提高輸出電壓．
ii.目的——減少輸電線上的電能損耗.
iii.原因——在保證輸出電功率不變的情況下，提高輸出電壓，根據(jù)電功率的知識(shí)P=UI，可以減小輸電電流，從而減少電能損耗，若輸出電壓變?yōu)樵膎倍，輸電線損耗將變?yōu)樵?/n2倍
變壓器是利用電磁感應(yīng)改變交流電電壓的。
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