请阅读《巨磁电阻》并回答问题。
磁电阻效应是指金属的电阻受磁场的影响而变化的一种现象。有一种材料被称为巨磁电阻,这种材料的电阻值对磁场变化巨敏感,微弱的磁性变化即能引起电阻值的急剧变化,通常是在一定的磁场下电阻急剧减小。
巨磁阻效应被发现,最初应用研究主要集中在计算机磁盘存储领域。电脑硬盘在读取数据时是利用磁头掠过盘片表面读取其磁场信号的。随着技术的发展,电脑硬盘的储存容量要求越来越大,要在相同面积的盘片上储存更多容量,就要求盘片有更多的磁道,而磁道越多越密其磁场信号就越弱,势必造成数据读取困难。如果读写磁头不能准确读取数据,硬盘的大容量就难以实现。
采用巨磁电阻技术的硬盘就能解决上述困难,巨磁电阻可以将用磁性方法存储的数据,以不同大小的电流输出,即使磁场很小,也能输出足够的电流变化,以便识别数据。这样硬盘就可以划出更多的磁道,容量也就能做得更大,从而大幅度提高了数据存储的密度。除存储领域外,巨磁阻效应还可以应用于位移、角度、速度测量方面,用来制造位移传感器、角度传感器、速度传感器等。巨磁电阻传感器具有体积小、灵敏度高、线性范围宽、响应速度快、环境适应性强、功耗低、可靠性高等优点,可以广泛应用于数控机床、汽车电子、消费电子、航空航天、国防军工等领域。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)巨磁电阻阻值受___________ 影响而改变;
(2)巨磁电阻解决了提高磁盘容量时遇到的一个技术难题,这个技术难题是___________ ;
(3)为了探究巨磁电阻R的阻值大小与磁场强弱的关系,小明设计了如图所示的电路,R是巨磁电阻;
①小明是通过___________ 改变自变量的;
②请你再想出一个改变自变量的方法___________ 。
巨磁电阻
磁电阻效应是指金属的电阻受磁场的影响而变化的一种现象。有一种材料被称为巨磁电阻,这种材料的电阻值对磁场变化巨敏感,微弱的磁性变化即能引起电阻值的急剧变化,通常是在一定的磁场下电阻急剧减小。
巨磁阻效应被发现,最初应用研究主要集中在计算机磁盘存储领域。电脑硬盘在读取数据时是利用磁头掠过盘片表面读取其磁场信号的。随着技术的发展,电脑硬盘的储存容量要求越来越大,要在相同面积的盘片上储存更多容量,就要求盘片有更多的磁道,而磁道越多越密其磁场信号就越弱,势必造成数据读取困难。如果读写磁头不能准确读取数据,硬盘的大容量就难以实现。
采用巨磁电阻技术的硬盘就能解决上述困难,巨磁电阻可以将用磁性方法存储的数据,以不同大小的电流输出,即使磁场很小,也能输出足够的电流变化,以便识别数据。这样硬盘就可以划出更多的磁道,容量也就能做得更大,从而大幅度提高了数据存储的密度。除存储领域外,巨磁阻效应还可以应用于位移、角度、速度测量方面,用来制造位移传感器、角度传感器、速度传感器等。巨磁电阻传感器具有体积小、灵敏度高、线性范围宽、响应速度快、环境适应性强、功耗低、可靠性高等优点,可以广泛应用于数控机床、汽车电子、消费电子、航空航天、国防军工等领域。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)巨磁电阻阻值受
(2)巨磁电阻解决了提高磁盘容量时遇到的一个技术难题,这个技术难题是
(3)为了探究巨磁电阻R的阻值大小与磁场强弱的关系,小明设计了如图所示的电路,R是巨磁电阻;
①小明是通过
②请你再想出一个改变自变量的方法
22-23九年级上·北京·期末 查看更多[3]
(已下线)【专题】2023-2024学年九年级物理全一册同步精品课堂(北师大版) 第十四章 磁现象 第28讲《14.4电磁铁及其应用》(分层练习)北京市燕山地区2022-2023学年九年级上学期期末物理试题北京市燕山地区2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题
更新时间:2023-01-02 13:31:01
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【推荐1】阅读下面短文回答问题
一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫磁化(magnetization)。
铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或者与它接触时,便有了吸引钢铁的性质,这就是被磁化了。软铁磁化后磁性很容易消失,称为软磁性材料;钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为硬磁性材料.硬磁性材料可以做成永磁体,还可以用来记录信息。
录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。
录音时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场,磁带划过磁头时,磁带上的小颗粒被强弱不同的磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息。
放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流,电流经过放大后使扬声器发声,这便“读”出了录音带中记录的信息。
随着技术的不断进步,磁记录与人们的关系越来越密切.录音带,录像带,电脑中的磁盘,打电话的磁卡,银行的信用卡,还有磁卡式车票等等,都是用磁来记录信息的.磁记录技术提高了工作效率,给生活带来了很大的方便。
通过阅读上述材料,回答下面的问题:
(1)电磁起重机的主要部件之一是电磁铁,电磁铁适合用______ (选填“软”或“硬”)磁性材料制成;
(2)两根缝衣针,一个按扣,一只大头针和一块橡皮,就可以做一个指南针。用橡皮和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,这就是一个小指南针,如图所示。如果图中指南针静止下来后,针尖指南,那说明针尖被磁化成了______ 极(选填“N”或“S”);
(3)录音机在把声信号变成磁信号的过程中,要先把声音转变成______ ;
(4)通过磁化实现的磁记录给我们的生活带来了方便,但有时也会带来麻烦,如彩色电视机显象管磁化后色彩失真。结合生活经验再列举一个磁化会带来麻烦的事例,并说出避免措施。
事例:______ ;
措施:______ 。
磁化与磁记录
一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫磁化(magnetization)。
铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或者与它接触时,便有了吸引钢铁的性质,这就是被磁化了。软铁磁化后磁性很容易消失,称为软磁性材料;钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为硬磁性材料.硬磁性材料可以做成永磁体,还可以用来记录信息。
录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。
录音时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场,磁带划过磁头时,磁带上的小颗粒被强弱不同的磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息。
放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁性强弱变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流,电流经过放大后使扬声器发声,这便“读”出了录音带中记录的信息。
随着技术的不断进步,磁记录与人们的关系越来越密切.录音带,录像带,电脑中的磁盘,打电话的磁卡,银行的信用卡,还有磁卡式车票等等,都是用磁来记录信息的.磁记录技术提高了工作效率,给生活带来了很大的方便。
通过阅读上述材料,回答下面的问题:
(1)电磁起重机的主要部件之一是电磁铁,电磁铁适合用
(2)两根缝衣针,一个按扣,一只大头针和一块橡皮,就可以做一个指南针。用橡皮和大头针制作指南针的底座。使缝衣针磁化后穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,这就是一个小指南针,如图所示。如果图中指南针静止下来后,针尖指南,那说明针尖被磁化成了
(3)录音机在把声信号变成磁信号的过程中,要先把声音转变成
(4)通过磁化实现的磁记录给我们的生活带来了方便,但有时也会带来麻烦,如彩色电视机显象管磁化后色彩失真。结合生活经验再列举一个磁化会带来麻烦的事例,并说出避免措施。
事例:
措施:
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【推荐2】阅读短文,回答问题:
电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度.感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示.
磁钢限温器结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成.感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑.感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底.煮饭时用手按按钮开关,通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,金属触点闭合,电路接通,加热元件开始发热.当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,加热元件停止发热,同时按钮开关跳起.
(1)与铜导线相比,制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是电阻较_____ ,熔点较_____ .
(2)在磁钢限温器工作过程中,感温磁钢的磁性急剧减弱是在_____ ;
A.刚刚按下按钮开关时 B.按钮开关跳起前瞬间
(3)感温磁钢与永磁体吸合时,利用了异名磁极相互_____ 的磁力;永磁体刚落下时,感温磁钢的温度为_____ ℃;永磁体下落过程中,感温磁钢对永磁体_____ (选填“有”或“没有”)磁力的作用.
感温电饭锅
电饭锅是生活中常见的用电器,它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的,这样可以限制煮饭过程中的最高温度.感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化,其特性曲线如图甲所示.
磁钢限温器结构如图乙所示,它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成.感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑.感温磁钢与受热面固定在一起,受热面直接把热量传递给锅底.煮饭时用手按按钮开关,通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合,在吸力作用下永磁体不会落下,金属触点闭合,电路接通,加热元件开始发热.当饭煮熟后,温度继续上升,当升高到某一温度时,永磁体落下,通过杠杆CBO使触点分开,加热元件停止发热,同时按钮开关跳起.
(1)与铜导线相比,制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是电阻较
(2)在磁钢限温器工作过程中,感温磁钢的磁性急剧减弱是在
A.刚刚按下按钮开关时 B.按钮开关跳起前瞬间
(3)感温磁钢与永磁体吸合时,利用了异名磁极相互
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【推荐3】阅读短文,问答问题:
2020年4月27日,“和谐号”动车第一次驶过通沪铁路张家港站,标志着我市正式跨入“高铁时代”,如图甲。通沪铁路全长约140km,设计时速200km/h。高铁运行时,每节车厢下的牵引电机同时驱动车轮工作,所以可以使列车达到很高的时速。牵引电动机主要由定子和转子组成,运行时是由定子接收电流,使定子内的定子绕组产生旋转磁场,然后令转子绕组在该磁场中产生感应电流,最后作用转子进行转动。为了列车速度,可以采用“霍尔式”传感器技术如乙所示,将一非磁性圆盘固定装在列车车轮转轴上,周围均匀安装磁性较强的块状磁钢60个,霍尔元件固定在磁块附近。当车轮转动,磁块与霍尔元件靠近时,磁场较强,霍尔元件输出低电流,反之输出高电流,因此随着车轮转动,霍尔元件连续输出脉冲信号。通过整形送单片机进行信号处理即可算出车轮转速。
(1)若“和谐号”按设计时速匀速跑完通沪铁路全程,需用时___________ s。
(2)列车前进时,牵引电动机可以把___________ 能转化为动能,其中“定子”在工作时相当于___________ (选填“电磁铁”、“发电机”)。
(3)利用“霍尔式”测速法,单片机信号输出得到了图丙所示的图像。已知列车车轮周长约240 cm,请结合图丙相关信息,计算列车的车轮转速为___________ 转/min,车速为___________ km/h。
2020年4月27日,“和谐号”动车第一次驶过通沪铁路张家港站,标志着我市正式跨入“高铁时代”,如图甲。通沪铁路全长约140km,设计时速200km/h。高铁运行时,每节车厢下的牵引电机同时驱动车轮工作,所以可以使列车达到很高的时速。牵引电动机主要由定子和转子组成,运行时是由定子接收电流,使定子内的定子绕组产生旋转磁场,然后令转子绕组在该磁场中产生感应电流,最后作用转子进行转动。为了列车速度,可以采用“霍尔式”传感器技术如乙所示,将一非磁性圆盘固定装在列车车轮转轴上,周围均匀安装磁性较强的块状磁钢60个,霍尔元件固定在磁块附近。当车轮转动,磁块与霍尔元件靠近时,磁场较强,霍尔元件输出低电流,反之输出高电流,因此随着车轮转动,霍尔元件连续输出脉冲信号。通过整形送单片机进行信号处理即可算出车轮转速。
(1)若“和谐号”按设计时速匀速跑完通沪铁路全程,需用时
(2)列车前进时,牵引电动机可以把
(3)利用“霍尔式”测速法,单片机信号输出得到了图丙所示的图像。已知列车车轮周长约240 cm,请结合图丙相关信息,计算列车的车轮转速为
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【推荐1】请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。
2022年8月12日,位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破,创造场强45.22万高斯的稳态强磁场,超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯,新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件,在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场,势必要创造稳态强电流,科学家们经数年钻研,终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观,其内部(如图乙)由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成,相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成,这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过,使得股线内的温度降至,以确保股线处于零电阻的超导工作状态,而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻,经过缜密设计,在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈,快速“带走热量”,防止导线过热,以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔,科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器,如扫描隧道显微镜,我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是______ (选填选项前的字母);
A.通电导线周围存在磁场
B.通电导线在磁场中受到力的作用
C.电磁感应现象
(2)当内层水冷线圈中的电流增大时,其单位时间产生的热量会______ (选填“变多”“变少”或“不变”);
(3)超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是______ ;
(4)为进一步使实验装置产生的磁场更强,请你提出一条建议______ (写出一条即可)。
稳态强磁场实验装置
2022年8月12日,位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破,创造场强45.22万高斯的稳态强磁场,超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯,新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件,在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场,势必要创造稳态强电流,科学家们经数年钻研,终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观,其内部(如图乙)由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成,相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成,这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过,使得股线内的温度降至,以确保股线处于零电阻的超导工作状态,而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻,经过缜密设计,在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈,快速“带走热量”,防止导线过热,以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔,科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器,如扫描隧道显微镜,我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是
A.通电导线周围存在磁场
B.通电导线在磁场中受到力的作用
C.电磁感应现象
(2)当内层水冷线圈中的电流增大时,其单位时间产生的热量会
(3)超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是
(4)为进一步使实验装置产生的磁场更强,请你提出一条建议
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【推荐2】阅读短文,回答问题。
法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于研究巨磁电阻(GMR)效应而荣获诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,电源电压均保持不变。
(1)电磁铁是根据电流的_________ 效应来制成的;
(2)先闭合S2,再闭合S1,巨磁电阻的阻值变_________ ,闭合S1、S2后,向左调节滑片P,电磁铁的磁性变_______ ,指示灯的亮度______ (选填“变亮”“变暗”或“不变”);
(3)若移动滑片过程中,电压表的示数是由变成,通过指示灯电流的大小在和之间变化,则电源电压为________ V(忽略灯丝电阻的变化);
(4)若将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置,发现指示灯的亮度不变,据此你的合理猜想是________ 。
巨磁电阻效应
法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于研究巨磁电阻(GMR)效应而荣获诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,电源电压均保持不变。
(1)电磁铁是根据电流的
(2)先闭合S2,再闭合S1,巨磁电阻的阻值变
(3)若移动滑片过程中,电压表的示数是由变成,通过指示灯电流的大小在和之间变化,则电源电压为
(4)若将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置,发现指示灯的亮度不变,据此你的合理猜想是
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电动自行车调速系统
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成.
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置,它产生的电压U0随磁场增强而增大.如图甲所示,当霍尔传感器从左往右移动时,它所处的磁场强弱发生变化,导致霍尔传感器产生的电压U0相应变化,在转动电动自行车手柄旋转套时,旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的相对位置发生改变,致使U0的大小发生变化.
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后,输出控制电压UK,控制开关K的通断是:当U1小于U0时,UK=1V,图乙中开关K闭合;U1大于U0时,UK=0,K断开如图乙.正常行驶时,电动自行车控制器的电压U1的大小随时间周期性变化,如图丙所示,控制器输出的UK使开关交替通断.
(1)电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同?_____
A.发电机B.扬声器C.话筒D.电热水壶
(2)如图甲所示,当霍尔传感器从条形磁铁的S附近水平移动到N极附近时,它所处的磁场强弱的变化是_____ ,导致霍尔传感器产生的电压U0大小的变化是_____ .
(3)当控制电压UK=0时,电动机中_____ (有/无)电流通过.
(4)当电动车在行驶过程中,转动手柄旋转套后,车速增大,电动自行车的电动机的额定功率_____ (选“变大”、“变小”或“不变”).
(5)图中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线,由图中所示可知:t1、t2、t3、t4的四个时刻中,_____ 时刻电动车获得动力(加速).
电动自行车调速系统
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成.
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置,它产生的电压U0随磁场增强而增大.如图甲所示,当霍尔传感器从左往右移动时,它所处的磁场强弱发生变化,导致霍尔传感器产生的电压U0相应变化,在转动电动自行车手柄旋转套时,旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的相对位置发生改变,致使U0的大小发生变化.
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后,输出控制电压UK,控制开关K的通断是:当U1小于U0时,UK=1V,图乙中开关K闭合;U1大于U0时,UK=0,K断开如图乙.正常行驶时,电动自行车控制器的电压U1的大小随时间周期性变化,如图丙所示,控制器输出的UK使开关交替通断.
(1)电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同?
A.发电机B.扬声器C.话筒D.电热水壶
(2)如图甲所示,当霍尔传感器从条形磁铁的S附近水平移动到N极附近时,它所处的磁场强弱的变化是
(3)当控制电压UK=0时,电动机中
(4)当电动车在行驶过程中,转动手柄旋转套后,车速增大,电动自行车的电动机的额定功率
(5)图中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线,由图中所示可知:t1、t2、t3、t4的四个时刻中,
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