時間：2023-03-06 15:59:44
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇電流表的工作原理，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)驗所需的器材實(shí)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(shí)驗要求,在本題的實(shí)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(jìn)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(shí)驗室中現(xiàn)有器材如實(shí)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(shí)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(shí)驗中幾只表的組合運(yùn)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(shí)物連線；（3）考察了根據(jù)具體電路的實(shí)驗原理。實(shí)際上，我們還可以進(jìn)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(shí)驗不要求進(jìn)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(shí)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(yùn)用、融會貫通，難點(diǎn)也能逐步變?yōu)椴浑y。
(廣東省深圳市高級中學(xué),#518040#)#
摘要： 在“系統(tǒng)與設(shè)計”教學(xué)中，通過讓學(xué)生參與“多量程高精度電流表的組裝與調(diào)試”， 從目標(biāo)系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性出發(fā)，通過相關(guān)學(xué)科知識的運(yùn)用，建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行量化分析，最終找到系統(tǒng)問題解決的途徑。
關(guān)鍵詞 ： 系統(tǒng)分析 設(shè)計 結(jié)構(gòu) 流程
一、問題的提出
為了能更好地教學(xué)“系統(tǒng)分析和流程設(shè)計”這一內(nèi)容，我特意設(shè)計了一個“組裝與調(diào)試多量程高精度電流表”活動來作為案例，讓學(xué)生用給定的電流表、電阻和電線等元器件組裝并調(diào)試出一個多量程高精度電流表。多量程高精度電流表的電路如圖1 所示。
在教學(xué)初期，我向?qū)W生提供了由廠家提供的電流表的標(biāo)稱值（內(nèi)電阻Rg 和滿偏電流Ig）、以及按表頭標(biāo)稱值計算配置的整套限流、分流電阻的阻值。學(xué)生按照電路圖組裝調(diào)試安裝后發(fā)現(xiàn)：大電流擋的誤差較大，無論怎樣對電路中各限流（旁路電阻的電阻數(shù)值）作出調(diào)節(jié)，電流表的幾個量程擋大都很難調(diào)整到原設(shè)計的測量精度內(nèi)。為什么會出現(xiàn)這種情況呢？ 經(jīng)過研究分析，我發(fā)現(xiàn)廠家供應(yīng)的電流表表頭的內(nèi)阻Rg和滿刻度電流Ig 的實(shí)際值有一定的離散性， 即都不同程度地偏離了標(biāo)稱值。所以，用按表頭標(biāo)稱值的計算方法來配置限流電阻及各個分流電阻裝配而成的電流表，當(dāng)然會出現(xiàn)誤差。原因找到了，但怎樣才能讓學(xué)生裝配出較為準(zhǔn)確的電流表，則是一個有待解決的問題。
從電流表的工作原理可知， 若能足夠精確地測出每個表頭的Rg 和Ig 數(shù)值，就能精確地計算并繞制出各個分流電阻來。用這些電阻裝配出來的電流表， 其測量的精度當(dāng)然也就有了保證。但眾所周知，用我們實(shí)驗室現(xiàn)有的設(shè)備，很難精確地把Rg 測出?？梢姡葴y出Rg，Ig 的精確值， 再算出各個分流電阻的應(yīng)有真實(shí)值的辦法難以實(shí)行。
那么，在未準(zhǔn)確測定表頭的Rg 和Ig 的情況下， 能否設(shè)法直接求出滿足各電流量程擋測量精度要求的各分流電阻的真實(shí)值呢？ 如果能夠，則問題就可以解決。為了探求問題的解決辦法， 我畫出了電流表處于各量程狀態(tài)時的等效電路圖（如圖2）。
二、多量程高精度電流表的設(shè)計
從圖2 所示的4 種測量狀態(tài)下的測量電路圖的分析可以看出這一電流測量系統(tǒng)的基本構(gòu)成是：
從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度來審視如圖2 所示的各電路圖可以看出，這個“多量程高精度電流表”由主系統(tǒng)和子系統(tǒng)構(gòu)成，主系統(tǒng)是由“電磁動圈表頭電流測量支路” 和“旁路電流支路”兩大子系統(tǒng)所構(gòu)成的。這兩個子系統(tǒng)在不同的測量量程狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)組成會發(fā)生改變， 電路中一些電阻在測量量程發(fā)生變換時所充當(dāng)?shù)淖饔煤蜕矸莶煌?。如?.5)mA 量程測量狀態(tài)時、電路中的電阻R3，屬于整體電路（主系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)中的“旁路電流支路”（子系統(tǒng)）中的一個旁路電阻；但當(dāng)量程大于1)mA時，電阻R3就變?yōu)椤半姶艅尤Ρ眍^電流測量支路”上的一個限流電阻。由此可見，這個“組裝與調(diào)試多量程電流表”的學(xué)生實(shí)踐活動可以承載“系統(tǒng)與設(shè)計”有關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)。
三、建構(gòu)多量程高精度電流表系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
針對系統(tǒng)的相關(guān)知識，我對電流表的工作原理作了分析，從圖1 所示的多量程高精度電流表電路可知：
式中： Ri$為量程為Ii$時測量電路中分流支路電阻， Ii$的下標(biāo)“i”可分別代表各擋對應(yīng)的最大電流。對這一定量關(guān)系通式（數(shù)學(xué)模型） 的數(shù)學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)：“只要改變分流支路電阻Ri$占“環(huán)形回路總電阻R Σ”的比例值（Ri$/R Σ），便可改變電流表所設(shè)置的測量量程。
四、制作實(shí)物模型
根據(jù)如上的分析，我們找到了一套能解決原來的“難以把各量程測量精度調(diào)準(zhǔn)”的有效操作方法。具體步驟如下：
1.讓學(xué)生用4 個精密的可變電阻箱來分別代替裝配電流表電路中的R3，R4，R5，R6$，使學(xué)生懂得可以通過改變這一串聯(lián)電阻箱中的任一阻值來實(shí)現(xiàn)Ra不同的取值，并按圖2 把整個裝配電流表電路與一個標(biāo)準(zhǔn)電流表及可變負(fù)載RL（滑線電阻）串聯(lián)在一起，然后再接到輸出電壓為U 的可調(diào)壓直流穩(wěn)壓電源上，從而為所裝配的電流表創(chuàng)設(shè)實(shí)測環(huán)境。
2．轉(zhuǎn)動選擋開關(guān)K 至最小量程。讓學(xué)生通過調(diào)節(jié)U 或RL， 使標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)等于I＝Ia＝0.5$mA；同時通過調(diào)整電阻箱改變Ra（即R3$+ R4$+ R5$+ R6）的取值，直至裝配的電流表的指針為滿刻度（即表頭的電流已等于滿刻度電流）， 此時Ra$$的實(shí)際值便可從精密電阻箱上直接讀出， 即R3$+ R4$+ R5$+R6$。此時引導(dǎo)學(xué)生通過原理分析得到前文的①式，學(xué)生分析得知：在不清楚Rg 值的情況下，雖然不能靠計算法求出，但對于某一個具體的電磁式動圈表頭來說， 應(yīng)有一個Ra 具體的確定值， 因此Ra，Ig，Ia之間應(yīng)有一一對應(yīng)關(guān)系。要讓學(xué)生通過分析懂得在確定Ra 值時，實(shí)際上就等于確定了“環(huán)路回路”的總電阻RΣ（RΣ= R2&+Rg&+R6&+R5++R4&+R3），也就等于有了一個不允許改變的確定的RΣ之值（因為這一阻值確定最小電流擋的測量精度）。
3.+讓學(xué)生轉(zhuǎn)動選擋開關(guān)K 至下一個較大量程，讓學(xué)生通過調(diào)節(jié)U 或RL，使標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)等于I = Ib++=+1+mA， 并在不改變已確定的前一擋分流電阻Ra+= R6+R5+R4+R37=R3＋Rb取值的前提下， 調(diào)整Rb（Rb＝R6++R5++R4）與R3 的大小，即若R3 要增加（或減?。┒嗌?，則必須使Rb（即R6++R5++R4）的值減小（或增大）多少；同時也要相應(yīng)地適當(dāng)調(diào)整U或RL， 最終讓裝配表的指針到達(dá)滿刻度，從而使R3 和Rb 滿足，得到③式，并從電阻箱上讀出R3 及Rb 的值。
4. 讓學(xué)生依次使I = Ic＝10+mA+和I = Id＝1007mA， 在保證不改變上一擋的分流電阻取值的前提下，運(yùn)用同樣的調(diào)整方法，在依次滿足式④和式⑤所要求的關(guān)系時， 從電阻箱上讀出R4與Rc7、R5與Rd（即R6）等分流電阻應(yīng)有的準(zhǔn)確數(shù)值。
5. 讓學(xué)生按照在以上流程操作中所確定的各分流電阻的值， 選購或繞制相應(yīng)阻值的電阻，并最后完成電流表的裝配與調(diào)試。
五、教學(xué)反思
學(xué)生用此方法裝配并調(diào)試出來的多量程高精度電流表都能達(dá)到設(shè)計要求的測量精度。這次實(shí)踐活動很受學(xué)生歡迎，學(xué)生在有關(guān)多量程高精度電流表工作原理的理解方面以及裝配、測量精度調(diào)試等技能方面都有所得。
實(shí)際教學(xué)有以下幾個方面的效果：首先，學(xué)生通過對“多量程高精度電流表的組裝與調(diào)試”的實(shí)踐探究，對作為這一電流測量系統(tǒng)的內(nèi)部電路的組成結(jié)構(gòu)以及用并聯(lián)分流來擴(kuò)展測量量程的設(shè)計思想及其工作原理都有了一個較為深入的系統(tǒng)了解。
其次，通過實(shí)踐活動，學(xué)生較好地認(rèn)識到在進(jìn)行復(fù)雜問題的求解時， 可以借助系統(tǒng)分析的方法。如本案例就是學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的學(xué)科知識來進(jìn)行研究分析， 建構(gòu)起能反映測量系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而通過數(shù)學(xué)模型分析求解，從而找到解決問題的操作方法。
【關(guān)鍵詞】鉗形電流表；原理；使用
前言
鉗形電流表的主要部件是一個穿心式電流互感器。測量時，將鉗形電流表的磁鐵套在被測導(dǎo)線上，形成1匝的一次線圈，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，二次線圈中便會產(chǎn)生感應(yīng)電流，與二次線圈相連的電流表指針便會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，指示出線路中電流的數(shù)值。
一、鉗形電流表的工作原理
電流表主要由電流互感器、分流器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、橋式整流電路、直流電流表、儀表盤和指針組成。鉗形電流表是根據(jù)串芯式電流互感器的原理工作的。當(dāng)測量帶有負(fù)載的導(dǎo)線上的電流時，穿入鉗口里面的導(dǎo)線相當(dāng)于電流互感器的一次繞組，導(dǎo)線中流過的電流在電流互感器的鐵芯中產(chǎn)生磁通，使得繞在鐵芯上的二次繞組感應(yīng)出交流電流，經(jīng)二極管橋式整流變換成直流電流，使直流電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，得出測量結(jié)果。測量過程中量程大小的轉(zhuǎn)換是由轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至分流器不同的分流電阻完成的，原理圖如圖1所示。
二、鉗形電流表的分類與結(jié)構(gòu)
鉗形電流表可分為互感器式鉗形電流表、電磁系鉗形電流表、數(shù)字式鉗形電流表三大類。其中互感器式鉗形電流表由電流互感器和帶整流裝置的磁電系表頭組成。電磁系鉗形電流表是由一只電磁式電流表和一只穿心式電流互感器組成，穿心式電流互感器的二次繞組纏繞在鐵芯上且與電流表相連，它的一次繞組即為穿過互感器中心的被測導(dǎo)線，旋鈕實(shí)際上是一個量程選擇開關(guān)，扳手的作用是開合穿心式互感器鐵心的可動部分，以便使其鉗入被測導(dǎo)線，如圖1所示。
數(shù)字式鉗形電流表由二部分組成，其一是輸入與變換部分，它的作用是采集信號；其二是A/D轉(zhuǎn)換電路與顯示部分。
三、鉗形表的正確使用
1.鉗形表的一般使用方法
（1）調(diào)零。在測量電流前，表針應(yīng)該指向零位，否則，應(yīng)用螺釘旋具調(diào)整表頭上的調(diào)零螺釘使表針指向零位，以提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度；（2）選擇量程。使用鉗形電流表時要正確選擇量程。測量前應(yīng)估計被測電流的大小，選擇合適的量程。若無法估算電流的大小，應(yīng)先選擇大的量程范圍，再選擇合適的量程，但決不可用小量程擋去測量大電流；（3）測量電流。測量時，每次測量只能鉗入一根導(dǎo)線，將被測導(dǎo)線鉗入鉗口中央位置，以提高測量的準(zhǔn)確度；被側(cè)導(dǎo)線的電流就在鐵心中產(chǎn)生交變磁力線，鉗形電流表上指示感應(yīng)電流的讀數(shù)。測量結(jié)束后，應(yīng)將量程開關(guān)扳到最大量程位置，以便下次安全使用。（4）當(dāng)被測電路電流太小，即使在最低量程擋指針偏轉(zhuǎn)角都不大時，為使讀數(shù)準(zhǔn)確，在條件允許的情況下，可將被測導(dǎo)線在鉗口部分的鐵芯上多繞幾圈后進(jìn)行測量，被測實(shí)際電流值等于電流表讀數(shù)除以放入鉗口內(nèi)導(dǎo)線圈數(shù)。
2.鉗形電流表的特殊應(yīng)用
（1）測量繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電流：用鉗形電流表測量繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電流時，必須選用電磁系表頭的鉗形電流表，如果采用一般常見的磁電系鉗形表測量時，指示值與被測量的實(shí)際值會有很大的出入，甚至沒有指示，其原因是磁電系鉗形表的表頭與互感器二次線圈連接，表頭電壓是由二次線圈得到的。根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，互感電動勢為E2=4.44fWФm，由公式不難看出，互感電動勢的大小與頻率成正比。當(dāng)采用此種鉗形表測量轉(zhuǎn)子電流時，由于轉(zhuǎn)子上的頻率較低，表頭上得到的電壓將比測量同樣工頻電流時的電壓小的多（因為這種表頭是按交流50Hz的工頻設(shè)計的）。有時電流很小，甚至不能使表頭中的整流元件導(dǎo)通，所以鉗形表沒有指示，或指示值與實(shí)際值有很大出入。（2）用鉗形電流表測量三相平衡負(fù)載時，鉗口中放入兩相導(dǎo)線時的電流指示值與放入一相時電流的指示值相同。用鉗形電流表測量三相平衡負(fù)載時，會出現(xiàn)一種奇怪現(xiàn)象，即鉗口中放入兩相導(dǎo)線時的指示值與放入一相導(dǎo)線時的指示值相同，這是因為在三相平衡負(fù)載的電路中，每相的電流值相等，用下列公示表示Iu=Iv=Iw。
四、鉗形電流表使用注意事項
（1）被測線路的電壓不得超過鉗形電流表所規(guī)定的額定電壓，以防止發(fā)生絕緣擊穿和人身觸電；（2）使用鉗形電流表時應(yīng)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場，如通電的自耦調(diào)壓器、磁鐵等，以減少磁場對鉗形電流表的影響。測量較小的電流時，如果鉗形電流表量程較大，可將被測導(dǎo)線在鉗形電流表口內(nèi)繞幾圈，然后再數(shù)。線路中實(shí)際的電流值應(yīng)為儀表讀數(shù)除以導(dǎo)線在鉗形電流表上繞的匝數(shù)；（3）每次測量只能鉗入一根導(dǎo)線：測量時應(yīng)將被測導(dǎo)線鉗入鉗口的中央位置，以提高測量的準(zhǔn)確度；測量結(jié)束后，應(yīng)將量程開關(guān)扳到最大量程位置，以便下次安全使用。
參考文獻(xiàn)
[1]王立武.鉗形電流表的結(jié)構(gòu)原理及其正確使用[J].農(nóng)村電工，2011（07）.
[2]王水成.正確使用鉗形電流表[J].中國計量，2009年（01）.
[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(dú)立的計算機(jī)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(jìn)行不間斷實(shí)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(qiáng)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)，在同樣的測量情況下，與常規(guī)測斜儀相比5A型可以進(jìn)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(jī)械部分和電器部分組成，中間通過24芯連接插頭連接。其機(jī)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(jī)。
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(yùn)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(yùn)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(diǎn)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(diǎn)接頭開路、24芯插頭對應(yīng)的傳感器初級開路。
汽車上的油量表一般為磁電式油量表，如圖甲，當(dāng)指針指在“F”位置時，表示油箱中的油已加滿；當(dāng)指針指在“E”位置時，表示需要加油。
油量表一般采用磁電式交叉線圈結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙、丙中的虛線部分：1―鋅合金接合片；2、7―調(diào)整固定螺釘（可以調(diào)整鐵心在鋅合金接合片上的位置）；3、4―鐵心；5―銜鐵。
傳感器：油量表的傳感器可以將油箱內(nèi)油量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐分须娏鞯淖兓瑥亩谟土勘砩巷@示出來。根據(jù)其工作原理，傳感器可分為兩種：滑線電阻式傳感器和干簧管式傳感器。（如圖乙和丙中虛線部分）
電路連接情況：R'為定值電阻，6為滑線電阻器，乙電路中，電磁鐵3和滑線電阻器串聯(lián)，然后和電磁鐵4并聯(lián)；丙圖中，電磁鐵3和壓敏電阻R（電阻隨壓力的變化而變化）串聯(lián)，然后和電磁鐵4并聯(lián)。
工作原理：如圖，當(dāng)被測油箱內(nèi)的油位變化時，乙圖中傳感器的浮標(biāo)隨之上下移動，滑線電阻的阻值發(fā)生改變（丙圖中壓敏電阻R的阻值隨著受到的壓強(qiáng)的變化而變化），從而使電磁鐵3線圈中的電流大小發(fā)生變化，電磁鐵3的磁場相應(yīng)隨之變化，從而帶動了與磁鋼結(jié)合在一起的指針，使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，顯示油量變化。（上述過程中，電磁鐵4中的電流不變，磁場也不變）
把社會、生活和物理知識緊密聯(lián)系起來，這是我們中考考查方式發(fā)展的一個方向。下面讓我們來看兩道有關(guān)油量問題的題目：上面的乙圖和丙圖可以簡化為下面兩個圖（R為滑動變阻器，R'為定值電阻，R為壓敏電阻）。
【中考“零距離”】
例題1：如圖所示是某同學(xué)設(shè)計的一個能夠測定油箱內(nèi)油面高度的裝置，油量表是由學(xué)生用電流表改裝而成的，滑動變阻器R的金屬滑片P是杠桿的一端，當(dāng)P在a端時電路中的電流為0.6A，表示油箱已滿；當(dāng)P在b端時電路中的電流為0.1A，表示油箱內(nèi)無油。
滑動變阻器R的最大阻值為50歐時，他應(yīng)選擇的電源電壓值和R'的阻值是多少？
（2）若油箱的容積為50L，請你按該同學(xué)的改裝，在電流表表盤上標(biāo)出油量值為0L、40L、50L的位置（滑動變阻器接入的阻值隨浮標(biāo)升降均勻變化）。
【分析】
這道題目涉及浮力、杠桿、歐姆定律等方面的知識，巧妙地把這些知識的考查與生活緊密聯(lián)系起來，體現(xiàn)了物理、生活密不可分的特點(diǎn)。
【答案】
（1）設(shè)電源的電壓為U，則
當(dāng)P在a端時：U=0.6A×R′ ①
當(dāng)P在b端時：U=0.1A×（50Ω+R′） ②
由①式和②式可得：U=6VR′=10Ω
（2）因為R=50Ω，I=0.1A時，油箱內(nèi)無油，則在電流表上0.1A處應(yīng)標(biāo)0L
R=0Ω，I=0.6A時，油箱已滿，則在電流表上0.6A處應(yīng)標(biāo)50L
又由于滑動變阻器接入的阻值隨浮標(biāo)升降均勻變化，所以當(dāng)R=10Ω時，油量應(yīng)為40L，此時電路中的電流應(yīng)為I=U／（R＋R′）＝6V/（10Ω+10Ω）=0.3A（如圖所示）
例題2：如下圖所示，為某新型汽車自動測定油箱內(nèi)油面高度的電路原理圖，其中電源電壓恒為6V，R'為定值電阻，A為油量指示表（實(shí)質(zhì)是一只量程為0―0.6A的電流表），R為壓敏電阻（其阻值隨表面受到壓強(qiáng)的增大而減?。ｊP(guān)于壓敏電阻R的阻值與所受液體壓強(qiáng)的對應(yīng)關(guān)系如下表所示。
（1）油箱是一個圓柱形容器，底面積為0.15m，油箱內(nèi)汽油高度達(dá)到60cm時油箱即裝滿，問油箱裝滿時汽油的質(zhì)量為多少？此時汽油對油箱底部壓敏電阻的壓強(qiáng)為多大？（汽油密度為0.71×10kg/m，取g=10N/kg）
（2）油箱裝滿時，油量指示表的示數(shù)如圖甲所示，求定值電阻R'的阻值？
（3）當(dāng)油箱內(nèi)汽油用空時，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對應(yīng)的電流？
（4）假如某品牌汽車配用該油箱，它的發(fā)動機(jī)的效率為23％，當(dāng)汽車以60km/h的速度做勻速直線運(yùn)動時，受到地面的阻力約為500N，則理論上一滿箱油可供汽車行駛多少距離？（汽油的熱值為4.6×10J/kg）
【分析】
本題綜合了力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)知識，考查學(xué)生把學(xué)習(xí)到的物理概念、規(guī)律進(jìn)行適當(dāng)重組與整合，變成解決現(xiàn)實(shí)中具體問題的工具。
【答案】
（1）m=ρ•V=0.71×10kg/m×0.15m×0.6m=63.9kg
p=ρgh=0.71×10kg/m×10N/kg×0.6m=4260Pa
（2）R===10Ω
當(dāng)P＝4260Pa時，查表得R=5Ω，R'＝R－R＝10Ω-5Ω＝5Ω
（3）當(dāng)油箱內(nèi)汽油用空時，P＝4260Pa，R＝45Ω，I===0.12A
（4）因為F•S=mqη
所以s===1352.124km
中考題所涉及的新知識，一般為學(xué)過的初中物理知識的拓展或延伸，多為初高中銜接的相關(guān)知識或現(xiàn)代科技知識。新知識中考題的能力要求較高，具有一定的難度和較高的區(qū)分度，能有效地考查同學(xué)們的學(xué)習(xí)能力、知識遷移能力、分析問題和解決問題的能力。
本文列舉幾例以透視新知識中考題的命題特點(diǎn)及解題思路與方法。
例1.物理學(xué)中把物體在單位時間內(nèi)通過的路程叫速度，速度計算公式為：速度=路程1時間，即v=s1t，單位是m/s。初中階段還有很多這樣定義的物理量，如密度、壓強(qiáng)、功率、熱值等，這種定義物理量的方法叫做比值定義法。我們在高中物理階段也有很多這樣定義的物理量，如：把物體在單位時間內(nèi)速度的變化量叫做加速度（注：速度的變化量用Δv表示，它等于前后兩次速度之差；加速度用字母a表示，國際單位制單位是m/s2）。由加速度的定義可知：
（1）加速度的定義公式為a=。
（2）若一個物體開始運(yùn)動的速度為2m/s，經(jīng)過5s后它的速度變?yōu)?m/s，則這個物體在5s內(nèi)的速度變化量為Δv=。
（3）若問題（2）中的物體做勻變速直線運(yùn)動（單位時間內(nèi)速度的變化量相等），求出物體的加速度大小為a=m/s2。
解析：加速度是新知識。從題給材料中可直接找出比值定義法、加速度的定義、速度的變化量等信息。
由速度定義了解比值定義法；根據(jù)加速度的定義信息，利用比值定義法比照速度的定義得出加速度的定義公式。由于速度是“物體在單位時間內(nèi)通過的路程”，是路程與所用時間的比值，公式為v=s1t；加速度是“單位時間內(nèi)速度的變化量”，是速度的變化量與所用時間的比值，故加速度的定義公式為a=Δv1t，其中Δv是“速度的變化量”，“它等于前后兩次速度之差”，即Δv=v-v0。
（1）加速度的定義公式為
a=Δv1t。
（2）物體在5s內(nèi)的速度變化量為
Δv=8m/s-2m/s=6m/s。
（3）物體的加速度大小為
a=Δv1t=6m/s15s=1.2m/s2。
點(diǎn)撥：解答新知識中考題，提取新知識的相關(guān)信息是前提，根據(jù)要求對信息進(jìn)行加工、處理是關(guān)鍵。要從題給材料入手，仔細(xì)讀題，抓住關(guān)鍵語句，通過分析、推理、概括、歸納獲知新知識。
例2.閱讀下列短文，回答有關(guān)問題：
被封閉的液體有一個重要特點(diǎn)，即加在被封閉液體上的壓強(qiáng)能被液體大小不變地向各個方向傳遞。這個規(guī)律被稱為帕斯卡原理。帕斯卡原理是液壓機(jī)的工作基礎(chǔ)。
圖1（1）圖1是液壓機(jī)的工作原理圖，小活塞和大活塞的面積分別為S1和S2，當(dāng)用力F1向下壓小活塞時，小活塞下方液體受到的外加壓強(qiáng)為F11S1，此時大活塞受到液體的壓強(qiáng)為多大？大活塞受到液體的壓力F2為多大？
（2）在不增加作用在小活塞上的力的前提下，如何實(shí)現(xiàn)使大活塞一端舉起更重物體的目的？（至少答出兩種具體的方法）
解析：帕斯卡原理及液壓機(jī)工作原理是新知識。由短文信息了解帕斯卡原理；應(yīng)用帕斯卡原理分析液壓機(jī)的工作原理，找出液壓機(jī)大、小活塞的壓力與面積的關(guān)系。
液壓機(jī)小活塞下方液體受到的外加壓強(qiáng)p1=F11S1，大活塞受到液體的壓強(qiáng)p2=F21S2；由帕斯卡原理可知，p1=p2，故F11S1=F21S2，或F21F1=S21S1。
（1）大活塞受到液體的壓強(qiáng)p2=p1=F11S1，大活塞受到液體的壓力F2=p2S2=F1S21S1。
（2）由F2=F1S21S1可知，在F1不變的前提下，要使大活塞一端舉起更重物體，即使F2增大，可減小小活塞的面積S1、增大大活塞的面積S2（或增大兩活塞面積的比值S21S1）。
點(diǎn)撥：解答新知識中考題，要注意新舊知識的聯(lián)系和綜合應(yīng)用。帕斯卡原理反映的是液體傳遞壓強(qiáng)的規(guī)律，液壓機(jī)大小活塞的壓力與面積的關(guān)系F21F1=S21S1則是利用帕斯卡原理和已學(xué)過的壓強(qiáng)知識推導(dǎo)得出的。
例3.演繹式探究――探索宇宙：
（1）牛頓認(rèn)為，宇宙中任何兩個物體之間都存在引力，引力大小F引=km1m21r2，其中m1、m2分別為兩個物體的質(zhì)量，r為兩個物體間的距離，k=6.67×10-11m3/（kg?s2）?？梢姡?dāng)兩個物體的距離增大時，它們之間的引力將變。
當(dāng)我們用線繩拴著一個小球使它以手為圓心轉(zhuǎn)動時，繩子對小球有一個向圓心拉的力，這個力叫做向心力。這是小球得以繞圓心做圓周運(yùn)動的條件。宇宙中的星體也是如此：
圖2子星繞母星（衛(wèi)星繞行星、行星繞恒星）的運(yùn)動可近似地看做是勻速圓周運(yùn)動（如圖2），子星受到一個恒定的指向圓心（母星）的向心力，向心力的大小F心=mv21r，其中m為子星質(zhì)量，v為子星繞母星勻速運(yùn)動的速度，r為運(yùn)動半徑（即兩星之間的距離）。并且，向心力的大小等于母星對它的引力F引。
（2）已知月球繞地球一周所用的時間為T，地月之間的距離為r，請你推導(dǎo)出地球質(zhì)量M的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
（3）已知地球到太陽的距離為1.5×1011m，一年近似為3.2×107s，則太陽的質(zhì)量為kg。
解析：萬有引力定律、勻速圓周運(yùn)動和向心力是新知識。由題給信息理解萬有引力定律；找出圓周運(yùn)動中速度與運(yùn)動周期的關(guān)系，應(yīng)用引力公式和向心力公式推導(dǎo)出天體質(zhì)量的表達(dá)式，并利用該式計算太陽的質(zhì)量。
（1）根據(jù)引力公式F引=km1m21r2可知，k是一個不變的系數(shù)，兩個物體的質(zhì)量一定，引力F引與兩個物體間的距離的平方成反比，故當(dāng)兩個物體間的距離增大時，它們之間的引力將變小。
（2）地球與月球之間的引力F引=kMm1r2，則地球的質(zhì)量M=r2F引1km；又因為“向心力的大小等于母星對它的引力F引”，即F引=F心=mv21r（其中m為月球質(zhì)量，v為月球繞地球勻速運(yùn)動的速度，r為地月之間的距離），月球繞地球勻速運(yùn)動的速度v=s1t=2πr1T，則F引=F心=mv21r=m（2πr1T）21r=m4π2r1T2。故地球質(zhì)量M=r2F引1km=r2m4π2r1T21km=4π2r31kT2。
（3）將地球到太陽的距離r、地球繞太陽一周所用的時間T和常數(shù)k代入M=4π2r31kT2，故太陽的質(zhì)量M=4π2r31kT2=4×（3.14）2×（1.5×1011m）316.67×10-11m3/（kg?s2）×（3.2×107s）2≈1.95×1030kg。
點(diǎn)撥：解答新知識中考題，一是能利用新知識進(jìn)行分析、推理，如分析引力與距離的關(guān)系時，找出不變量與變量，依據(jù)引力公式分析得出結(jié)論；二是能將知識遷移，即將已掌握的知識和方法應(yīng)用到其他類似的問題上或新的物理情景中，如：將小球的圓周運(yùn)動的特點(diǎn)、規(guī)律應(yīng)用到天體的圓周運(yùn)動上，從而得到天體質(zhì)量的表達(dá)式；由速度公式得到月球繞地球勻速運(yùn)動的速度。
例4.由于流體具有豁滯性，因而物體在流體中運(yùn)動要受到流體的阻力?？茖W(xué)家們已測得半徑為R的球在流體中以速度v運(yùn)動時受流體阻力大小為F=6πηRv，其中η為流體的黏滯系數(shù)，不同流體η不同，它由流體的性質(zhì)決定。某課外興趣小組在研究性學(xué)習(xí)活動中為了測定某種流體的黏滯系數(shù)，設(shè)計如下實(shí)驗：讓密度為ρ=1.2×103kg/m3、半徑為R=3cm的實(shí)心球在密度為ρ0=0.8×103kg/m3的透明液體中豎直下落，發(fā)現(xiàn)球先加速下落后勻速下落，該興趣小組的同學(xué)用頻閃攝影的方法測出球勻速下落時的速度為v=4.9m/s。若球的體積計算式為V=4πR313，g=9.8N/kg。則該流體的黏滯系數(shù)η為（）
A.0.16N?s/m
B.0.48N?s/m
C.0.16N?s/m2
D.0.48N?s/m2
解析：流體阻力公式和黏滯系數(shù)是新知識。由題給信息了解流體阻力公式；根據(jù)球勻速下落的平衡狀態(tài)利用二力平衡條件確定阻力與重力的大小關(guān)系；根據(jù)流體阻力公式推導(dǎo)出黏滯系數(shù)的表達(dá)式，并將相關(guān)數(shù)據(jù)代入計算出流體的黏滯系數(shù)。
球在液體中勻速下落時，球受到液體的阻力等于其重力，即F=G。因F=6πηRv，G=mg=ρVg，故該流體的黏滯系數(shù)
η=F16πRv=G16πRv=ρVg16πRv
=ρg4πR31316πRv=ρgR214.5v
=1.2×103kg/m3×9.8N/kg×（3×10-2m）214.5×4.9m/s
=0.48N?s/m2。
答案為D。
點(diǎn)撥：解答新知識中考題，運(yùn)算的方法、步驟與常規(guī)計算題相同，一要注意剔除多余條件，如液體密度；二要推導(dǎo)出用已知量表示的最終結(jié)果的表達(dá)式，然后代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，不要分步計算，以免出錯；三是計算時，要統(tǒng)一單位，并將數(shù)值與單位分別進(jìn)行計算。
例5.我們知道，測量時總存在誤差，通常將測量值與真實(shí)值之差叫絕對誤差。初中電學(xué)實(shí)驗中所用電流表的準(zhǔn)確度等級一般是2.5級的。2.5級電流表的含義是，用該電流表測量時的最大絕對誤差不超過滿刻度值的2.5%。下表給出了用2.5級電流表測量電流時，電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度與百分誤差（即最大絕對誤差與電流表讀數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)）之間的關(guān)系。
電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度1量程為0～0.6A
電流表的讀數(shù)1百分誤差滿刻度10.60A12.5%滿刻度的二分之一10.30A15.0%滿刻度的三分之一10.20A17.5%滿刻度的四分之一10.15A110%滿刻度的十分之一10.06A125%滿刻度的二十分之一10.03A1（1）上表中的最后一空處相應(yīng)的百分誤差是%。
（2）從上表中的數(shù)據(jù)可以看出，該電流表的指針偏轉(zhuǎn)的角度越大，百分誤差（選填“越大”或“越小”、“不變”）。
（3）如果用準(zhǔn)確度等級是2.5級的電流表進(jìn)行測量時要求百分誤差小于3.75%，則該電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)大于滿刻度的。
解析：絕對誤差和百分誤差是新知識。由題給信息了解兩種誤差概念；從數(shù)據(jù)表找出電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度與百分誤差之間的關(guān)系；應(yīng)用百分誤差知識進(jìn)行推論、分析。
（1）分析表中數(shù)據(jù)，當(dāng)電流為0.60A時，指針偏轉(zhuǎn)角度為滿刻度，百分誤差為2.5%；當(dāng)電流為0.30A時，指針偏轉(zhuǎn)角度為滿刻度的112，百分誤差為5.0%=2×2.5%；當(dāng)電流為0.20A時，指針偏轉(zhuǎn)角度為滿刻度的113，百分誤差為7.5%=3×2.5%……由此可見，電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度是滿刻度的幾分之一，則百分誤差就是2.5%的幾倍。故當(dāng)電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度為滿刻度的1120時，百分誤差為20×2.5%=50%。
（2）從表中數(shù)據(jù)可以看出，電流表的指針偏轉(zhuǎn)的角度越大，百分誤差越小。
（3）根據(jù)準(zhǔn)確度等級2.5%的電流表百分誤差與偏轉(zhuǎn)角度的關(guān)系：指針的偏轉(zhuǎn)角度為滿刻度的11n，百分誤差=n×2.5%。要求百分誤差小于3.75%，則n=3.75%12.5%=1.5，11n=111.5=213，故該電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)大于滿刻度的213。
點(diǎn)撥：解答新知識中考題，要掌握分析處理圖表信息的方法。本題中，也可由表中信息找出規(guī)律――百分誤差與電流表的讀數(shù)成反比例關(guān)系，由此可得出：電流表讀數(shù)為0.03A時，百分誤差為50%；電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度越大，即電流表的讀數(shù)越大，則百分誤差越小。要使百分誤差小于3.75%，根據(jù)反比例關(guān)系，并與7.5%這一百分比對應(yīng)的電流表讀數(shù)相比較，可知此時的電流為0.4A，0.4A10.6A=213，故電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)大于滿刻度的213。
例6.閱讀短文，回答問題：
巨磁電阻效應(yīng)
1988年阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的三層復(fù)合膜電阻中，微弱的磁場可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，這種現(xiàn)象被命名為“巨磁電阻效應(yīng)”。
更多的實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，并非任意兩種不同種金屬相間的三層膜都具有“巨磁電阻效應(yīng)”。組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才可能產(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”。
圖3進(jìn)一步研究表明，“巨磁電阻效應(yīng)”只發(fā)生在膜層的厚度為特定值時。用R0表示未加磁場時的電阻，R表示加入磁場后的電阻，科學(xué)家測得鐵、鉻組成的復(fù)合膜R與R0之比與膜層厚度d（三層膜厚度均相同）的關(guān)系如圖3乙所示。
1994年IBM公司根據(jù)“巨磁電阻效應(yīng)”原理，研制出“新型讀出磁頭”，將磁場對復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電流的變化來讀取信息。
（1）以下兩種金屬組成的三層復(fù)合膜可能發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”的是。
A.銅、銀B.鐵、銅
C.銅、鋁D.鐵、鎳
（2）對鐵、鉻組成的復(fù)合膜，當(dāng)膜層厚度是1.7nm時，這種復(fù)合膜電阻（選填“具有”或“不具有”）“巨磁電阻效應(yīng)”。
（3）“新型讀出磁頭”可將微弱的信息轉(zhuǎn)化為電信息。
（4）鐵、鉻組成的復(fù)合膜，發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時，其電阻R比未加磁場時的電阻R0（選填“大”或“小”）得多。
（5）丙圖是硬盤某區(qū)域磁記錄的分布情況，其中1表示有磁區(qū)域，0表示無磁區(qū)域。將“新型讀出磁頭”組成如圖所示電路，當(dāng)磁頭從左向右勻速經(jīng)過該區(qū)域過程中，電流表讀數(shù)變化情況應(yīng)是丁圖中的。
解析：巨磁電阻效應(yīng)是現(xiàn)代科技新知識。由題給短文和圖表信息了解巨磁電阻效應(yīng)現(xiàn)象，知道巨磁電阻效應(yīng)的條件（金屬組成、膜層厚度）、原理，應(yīng)用條件和原理分析解答問題。
（1）由于“組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才可能產(chǎn)生‘巨磁電阻效應(yīng)′”，故答案為B。
（2）“‘巨磁電阻效應(yīng)’只發(fā)生在膜層的厚度為特定值”。由乙圖的圖象可知“巨磁電阻效應(yīng)”跟膜層厚度有關(guān)系，當(dāng)復(fù)合膜電阻R1R0=100%時，R=R0，說明此時復(fù)合膜電阻不具有“巨磁電阻效應(yīng)”；當(dāng)R1R0
（3）由于“‘新型讀出磁頭’，將磁場對復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電流的變化來讀取信息”，故“新型讀出磁頭”可將微弱的磁信息轉(zhuǎn)化為電信息。
（4）根據(jù)乙圖的圖象可知，發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時，R與R0之比小于1，故R比R0小。
1.(2014•寧波)如圖是研究磁體周圍磁場時的鐵屑分布情況.實(shí)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(qiáng)而變大
D.巨磁電阻隨磁場增強(qiáng)而變小
3.(2014•嘉興)如圖所示的四個實(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)
D.銅塊和鋁塊增加的內(nèi)能是由銅塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來
8.(2014•臺州)如圖為我國新型反潛巡邏機(jī).機(jī)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(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為強(qiáng)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(qiáng)而變大
D.巨磁電阻隨磁場增強(qiáng)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(shí)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(jìn)行如下實(shí)驗：閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體AB做左右運(yùn)動，電流表的指針_________;閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體AB做上下運(yùn)動，電流表的指針_______;斷開開關(guān)，再讓導(dǎo)體AB做左右運(yùn)動，電流表指針________.根據(jù)這些現(xiàn)象，可以 得到的結(jié)論是_________________________________________________11.(2014•陜西)太陽能飛機(jī)，它的動力裝置由太陽能電池板，電動機(jī)等組成.機(jī)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(jī)帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，電動機(jī)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(diǎn)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(shí)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(jī)，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(yùn)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(shí)驗探究填空：
(1)手搖發(fā)電機(jī)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(qiáng)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(yùn)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(yùn)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(jī)械電(2)磁性強(qiáng)(3)導(dǎo)線的長度(4)轉(zhuǎn)速(或?qū)w運(yùn)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(shí)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 ℃
主備人：
審核人：初二備課組
教學(xué)目標(biāo)
一、知識目標(biāo)：
1．知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
2．知道發(fā)電機(jī)的原理，知道發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化。
3．知道什么是交變電流，能區(qū)別交流與直流。
二、能力目標(biāo)：
1．經(jīng)歷探究磁生電條件的過程，提高學(xué)生觀察分析能力及概括能力。
2．培養(yǎng)將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活的意識和能力。
三、情感目標(biāo)：
1．認(rèn)識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，進(jìn)一步了解探索自然奧妙的科學(xué)方法；
2．認(rèn)識任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探索的成果，初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件；發(fā)電機(jī)的工作原理。
教學(xué)難點(diǎn)：發(fā)電機(jī)的工作原理。
教學(xué)手段
多媒體、小黑板等。
教學(xué)課時
兩課時
教學(xué)過程
個人復(fù)備
一、情感調(diào)節(jié)
導(dǎo)入新課：師：奧斯特實(shí)驗說明了什么？
生：奧斯特實(shí)驗說明了通電導(dǎo)體周圍存在著磁場。（電能生磁）
師：反過來想，磁能否生電呢？1831年，英國偉大的物理學(xué)家法拉第，在長達(dá)10余年的探索后，就實(shí)現(xiàn)了這一愿望。依據(jù)他的成就發(fā)明的發(fā)電機(jī)，開辟了電氣化時代。視頻播放：水力發(fā)電站、火力發(fā)電站，風(fēng)能發(fā)電站。
電能在當(dāng)今社會可謂是必不可少，發(fā)電站是如何產(chǎn)生巨大的電能的呢？
二、目標(biāo)展示
三、新課學(xué)習(xí)
實(shí)驗探究
設(shè)計實(shí)驗裝置：思考教師提出的引導(dǎo)性問題.
問題一：既然探究磁生電，一定離不開磁場，那么，選擇什么樣的磁體好呢？
聯(lián)想通電導(dǎo)體的受力實(shí)驗，選用蹄形磁體。
問題二：假設(shè)能夠磁生電，必須具備怎樣的電路呢？不要電源的閉合電路，為電流提供路徑。
問題三：如何驗證是否有電流存在呢？
串聯(lián)小燈泡。但是當(dāng)電流很弱時，不會發(fā)光，無法觀察現(xiàn)象；串聯(lián)普通電流表。因不知電流方向，無法正確連線；串聯(lián)靈敏電流表。電流弱時，指針也會擺動，且接線時不分正負(fù)接線柱，同時，根據(jù)指針擺動方向，還可以判斷電流方向。
猜想可能條件：引導(dǎo)學(xué)生猜想磁生電需具備的條件。如：閉合電路在磁場中靜止即可；磁體的磁性要足夠強(qiáng)；部分導(dǎo)體在磁場中要運(yùn)動等。
設(shè)計實(shí)驗步驟：
師：
將部分導(dǎo)線ab放置于磁場中，保持導(dǎo)線與磁場的相對靜止，觀察靈敏電流表指針。
更換強(qiáng)磁體，增強(qiáng)磁場強(qiáng)度，仍保持導(dǎo)線ab與磁場的相對靜止，觀察靈敏電流表指針。
保持磁場不變，將導(dǎo)線ab上下移動（平行于磁感線方向），觀察靈敏電流表指針。
保持磁場不變，將導(dǎo)線ab左右移動（與磁感線方向垂直），觀察靈敏電流表指針。
保持磁場不變，將導(dǎo)線ab與磁感線方向相交方向移動，觀察靈敏電流表指針。
教師：操作實(shí)驗：按以上步驟，嘗試性操作實(shí)驗，
學(xué)生：觀察發(fā)生的實(shí)驗現(xiàn)象并記錄。
發(fā)電機(jī)
師：情景創(chuàng)設(shè)：（邊演示邊渲染氣氛）我手里拿的就是一臺手搖式發(fā)電機(jī)，注意觀察燈泡是否發(fā)光，開始了！（由慢到快搖動搖把，會發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光，逐漸變亮）
演示
1．觀察手搖發(fā)電機(jī)構(gòu)造：指導(dǎo)學(xué)生觀察后板書：二、1、發(fā)電機(jī)構(gòu)造：轉(zhuǎn)子、定子、銅環(huán)、電刷等。說明：轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，完成切割磁感線運(yùn)動。銅環(huán)、電刷的配合，既始終形成通路，又避免了導(dǎo)線的纏繞，向外輸送電流。
2.觀察發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速對燈泡亮度的影響：加快轉(zhuǎn)動速度時，燈泡會變得越亮，現(xiàn)象很明顯。這表明：加快切割磁感線的速度，電流會變大。
3.檢驗手搖發(fā)電機(jī)電流方向的變化：a.將燈泡換成靈敏電流表，慢搖發(fā)電機(jī)，會發(fā)現(xiàn)：指針來回擺動；b.把兩個發(fā)光二極管極性相反的并聯(lián)起來，串聯(lián)接入電路中，搖動搖把，會發(fā)現(xiàn)交替發(fā)光。這些都說明產(chǎn)生的電流其方向在發(fā)生規(guī)律性的改變。教師總結(jié)：板書：電流方向周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流。這和電池供電電流不同，電池供電電流方向總是從電池的正極流向負(fù)極，方向不變，稱為直流。我國電網(wǎng)采用交流供電，頻率為50Hz。
提出問題：這臺發(fā)電機(jī)為我們提供了交流電，原理是什么呢？為什么電流方向還會發(fā)生規(guī)律性的改變呢？
播放動畫：播放發(fā)電機(jī)發(fā)電時，線圈兩個邊框切割磁感線的慢動作動畫，板書2、發(fā)電機(jī)原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。再仔細(xì)觀察會發(fā)現(xiàn)：兩個邊框在同樣的磁場中切割運(yùn)動方向總是相反的，這正好在閉合通路中形成向外輸送電流。但是，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過線圈平面與磁感線垂直的位置時，兩個邊框切割運(yùn)動方向都發(fā)生了改變。因此，產(chǎn)生的電流方向也都發(fā)生了改變。于是電路中的電流方向出現(xiàn)周期性的變化。
播放視頻：視頻內(nèi)容包括水力發(fā)電機(jī)組、轉(zhuǎn)子、定子、水輪機(jī)、發(fā)電過程等內(nèi)容。根據(jù)內(nèi)容提出思考問題，由學(xué)生討論后回答：大型發(fā)電機(jī)組為什么用多組線圈？（增大輸出電流）。定子和轉(zhuǎn)子各是什么？（線圈為定子，磁極為轉(zhuǎn)較強(qiáng)的磁場是怎樣獲得的？（永磁體改為電磁體）。發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化是什么？（3、發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能）。
小結(jié)
一、1、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動。
這種現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。此時產(chǎn)生的電流，稱為感應(yīng)電流。
2、感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體切割磁感線方向和磁感線方向有關(guān)。
二、1、發(fā)電機(jī)構(gòu)造：轉(zhuǎn)子、定子、銅環(huán)、電刷等。
