第十六 電磁轉換
知識梳理
1．磁體
A．磁性
能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的倥質稱為磁性，它是物質的一種物理屬性．
B．磁體
具有磁性的劫體稱為磁體．
按磁體的可分為：天然磁體和人造磁體．
按保持磁性時間的長短可分為：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的部分，叫做磁體的兩個磁極．讓磁體在水平面閃能夠自由轉動，靜止下時總是一端指南，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)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；④根據(jù)磁極間相呈作用的規(guī)律．
D．磁化
使原沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫做磁化．
能夠被磁化的材料稱為磁性材料，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
A磁場
在磁體周圍存在著一種能夠傳遞磁極極相互作用的物質，這種看不見、摸不著的特殊物質叫做磁場．
磁場的基本性質是對放天其中的磁體或通電導體或運動電荷會產(chǎn)生磁力的作用．
我們可以根據(jù)磁場的基本性質認識磁場．
小磁針在磁場中靜止時北極所指的方向規(guī)定為這一點的磁場方向．
B．磁感線
磁感線是用描述磁場的一些假想曲線，實際上并不存在，磁感線上任意一點的切線方向表示該點的磁場方向．磁場越強的地方，磁感線越密；磁場越弱的地方，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．
在同一磁場中，任何兩根磁感線都不相交．磁感線的走向與各點的磁場方向是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念．磁感線的走向是整體形象，而磁場方向是小磁針在某點靜止時北極所指方向，即經(jīng)過該點的磁感線的切線方向．如同在圓形跑道上的運動員的走向或順時針，或逆時針，但他在胞道上各點的面孔朝向是不同的．
一些常見磁體周圍的磁感線如下所示：
C磁的應用和防護
a. 應用：磁化凈水器、冰箱門磁封、收錄機中的、磁頭和磁帶、計算機中的磁盤和磁鼓、磁懸浮列車、磁診、磁療等．
b．防壚：鐵磁性材料對磁餳具有屏蔽作用．防磁手表就是根據(jù)這一原理制成的。
D. 地磁場
地球周圍的磁場叫做地磁場．磁體具有指向性的原因就是因為受到地磁場的作用．
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．我國宋代的學者沈括是世界上第一個清楚地、準確地論述磁偏角的科學家．地磁南、北極的位置并不是固定不變的，因此，在地球上各個地點磁偏角的大小也不是固定不變的．
3．電流的磁場
A. 電流的磁場
通電導體跟磁體一樣，周圍也存在著磁場，這一現(xiàn)象叫做電流的磁效應．它是丹麥的物理學家奧斯特于l820年首先發(fā)現(xiàn)的．
a．通電直導線的磁煬
通電直導線周圍存在著磁場，其方向與電流方向有關．
b．通電螺線管的磁場
通電螺線管的外部磁場與條形磁體的磁場相似，如圖甲所示．
判定通電螺線管周圍磁場的方向時，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電磁鐵及其應用
a．電磁鐵
1．組成：電磁鐵是一個帶有鐵芯的螺線管，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，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．
iii．優(yōu)點：電磁鐵通電時有磁性，斷電時磁性消失；通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強；當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強．與永磁體相北，電磁鐵有很多優(yōu)點：它的磁性有無可以由通、斷電控制；它的磁性強弱可以由電流的強弱控制；它的南北極可以由變換電流的方向控制．
b．應用：電磁繼電器、電鈴、電話、電報、電磁起重機、電磁選礦機、錄音機、錄像機、計算機磁盤、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．
作用：電磁繼電器實質是一種用電磁鐵控制的電路開關。利用它可以用低電壓、弱電流去間接控制高電壓、強電流的工作電路，避免人直接操作高壓開關的危險；還可以幫助人們實現(xiàn)遙控和生產(chǎn)自動化。
②電話
組成：最簡單的電話裝置由話筒、電池和聽筒所組成，這三者串聯(lián)在電路里。
基本原理：人對著話筒說話時，話筒把聲音引起的碳精片的振動通過碳粒松緊（電阻大�。┑淖兓D化成強弱變化的電流，電流通過聽筒，聽筒通過電磁鐵磁性強弱的變化轉化為薄鐵片的振動，使人聽到聲音。
③磁記錄
在錄音機、錄像機、計算機磁盤或信用卡記錄信息時，都會用到電磁鐵。例如，當你對著錄音機的話筒講話時，聲音信號就被轉化為電信號，隨著聲音的變化的電流通過錄音磁頭的電磁鐵就會產(chǎn)生變化的磁場。
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)生的磁場可以將磁粉磁化．磁粉被磁化的強弱隨磁場強弱的變化而變化，磁帶上磁性的分布就成了你的聲音的編碼，如圖所示．當播放磁帶時，記錄的編碼又轉換成原的聲音．同樣，電磁鐵也能被用在錄像帶上記錄圖像和聲音，用在計算機磁盤上記錄各種信息．
4．磁場對電流的作用
A. 磁場對電流的作用
當通電導體放入磁場里且電流方向與磁場方向不平行時，通電導體會受到磁場的力的作用，力的方向與電流方向和磁餳方向有關．
在磁場對電流的作用這種現(xiàn)象里，電能轉化為機械能．
B. 直流電動機
方向不變的電流叫做直流電．用直流電供電的電動機叫做直流電動機．
i．構造：直流電、磁鐵、線圈、換向器、電刷等．
ii．原理：利用磁場對電流的作用使線圈轉動，每當線圈越過線圈平面與磁感線垂直的位置(平衡位置)時，利用換向器及時改變線圈中的電流方向，以保持線圈的持續(xù)轉動．
電動機是把電能轉化為機械能的機器．
iii．優(yōu)點：與熱機相比，電動機有很多優(yōu)點：它的開動和停止都比熱機方便；它的構造比熱機簡單；它的效率比熱機高得多；它對環(huán)境的污染比熱機小．
5．電磁感應
A. 電磁感應
閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應，產(chǎn)生的電流叫做感應電流．英國的物理學家法拉第于1831年首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象．
產(chǎn)生感應電流的兩個條：①電路要閉合；②閉合電路中的一部分導體要在磁場中做切割磁感線的運動，以產(chǎn)生感應電壓．
感應電流的方向與磁場方向和導體運動方向有關．
在電磁感應現(xiàn)象里，機械能轉憂為電能．
B．交流發(fā)電機
i．構造：磁鐵、線圈、銅滑環(huán)、電刷等．
ii．原理：電磁感應
線圈在磁場中轉過一周時，線圈中產(chǎn)生的感應電流的大小和方向發(fā)生一個周期性的變化，出現(xiàn)兩個0值，兩個最大值，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)歷一個周期性變化所用時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)電機是把機械能轉化為電能的機器．一般發(fā)電機的轉子需由水輪機、汽輪機或內(nèi)燃機等發(fā)動機帶動．
C. 遠距離輸電
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改變交流電電壓的。
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