电磁与科技、电磁与生活专题分析

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1、电磁与科技、电磁与生活专题分析一、考点分析1．电磁学的问题历来是高考的热点，随着高中新课程计划的实施，高考改革的深化，这方面的问题依然是关注的焦点，往往以在科学技术中应用的形式出现在问题的情景中，这几年在理科综合能力测试中更是如此。2000年理科综合考霍尔效应，占16分；2001年理科综合考卷电磁流量计（6分）、质谱仪（14分），占20分；2002年、2003年也均有此类考题。每年都考，且分值均较高。2．将其他信号转化成电信号的问题较多的会在选择题和填空题中出现；而用电磁场的作用力来控制运动的问题在各种题型中都可能出现，一般难度和分值也会大些，甚至作为压轴题。3．电磁学在科学技术中

2、的应用，主要有两类，一类是利用电磁场的变化将其他信号转化为电信号，进而达到转化信息或自动控制的目的；另一类是利用电磁场对电荷或电流的作用，来控制其运动，使其平衡、加速、偏转或转动，已达到预定的目的。例如：密立根实验—电场力与重力实验速度选择器—电场力与洛伦兹力的平衡直线加速器—电场的加速质谱仪—磁场偏转示波管—电场的加速和偏转回旋加速器—电场加速、磁场偏转电流表—安培力矩电视机显像管—电场加速、磁场偏转电动机—安培力矩电磁流量计—电场力与洛伦兹力的平衡霍尔效应—电场力与洛伦兹力作用下的偏转与平衡磁流体发电机—电场力与洛伦兹力作用下的偏转与平衡二、知识体系1．知识图解恒定电流正弦交流

3、电远距输电电磁感应电磁场电磁学场磁场静电场路图12．重点讲解从18世纪到19世纪，没有一个物理学领域能像电磁学那样得到如此成功的发展。也正因为电磁学的应用与延伸，使得世界从19世纪下半叶开始兴起了第四次生产力发展高潮，进入了电力技术革命阶段，这场革命以1866年西门子发明电机、1876年贝尔发明电话和1879年爱迪生发明电灯为重要标志，照亮了人类实现电气化的道路。电磁学在生活中有着广泛的应用，从家用电器到灯光照明，从常用医疗设备到残疾人的假臂假腿，从无轨电车到磁悬浮列车，生活中处处离不开电与磁，下面仅举几例。1．碘钨灯生活中经常使用的白炽灯是用钨丝制成的，当电流通过钨丝时，由于钨丝

4、的电阻很大而发出很大的热量，温度可达25000C。用钨丝做灯丝产生如此高的温度会带来两个问题。首先，如果它暴露在空气中，就会迅速氧化。第二，它会慢慢地升华。为了解决这些问题，一般在玻璃泡内充有低压的惰性气体如氩和氮。即使是这样，钨仍会慢慢升华，升华的钨蒸汽在玻璃泡中重新凝结，使玻璃泡变黑。当钨升华时，灯丝逐渐变细，使灯丝电阻增大，因此灯丝更热并且升华更快，最后灯丝烧断，灯泡“损坏”。钨丝灯泡虽然很便宜，但灯泡寿命短，特别是因为灯丝温度不能很高，而灯丝温度越高发出光越亮，所以用钨做灯丝的灯泡效率也不高。电光源工程师研制的卤—钨灯，解决了这个问题，除了氟和氮，这种灯泡里的气体还有卤族元

5、素，像溴或碘，这样卤族元素就可以帮助减少钨由于升华所造成的损失，这意味着这种灯的灯丝能够在更高的温度下工作，所以这种灯更亮而且效率更高，它的寿命也更长，尽管这种灯泡比普通灯丝的灯泡贵。由于灯丝在这样高的温度下工作，如果灯泡仍用玻璃制作，它会破裂甚至熔化，为了解决这个问题，用石英代替玻璃来制造灯泡，这些灯泡有时叫做“石英—碘”灯泡，石英是比较坚韧的并且膨胀比玻璃更小，由于石英是很坚硬的，必须有激光来切割。卤—钨灯泡经常用于探照灯和小汽车的前灯，但人们不经常使用卤—钨灯泡于家庭照明，除了费用贵外，你认为还有什么原因吗？2．生物电现象现代生理学说明，电现象与生命状态密切相关，生物电现象是

6、生命活动的基本过程之一。人的每一项生命活动都会产生生物电现象。细胞就是人体里的“发电机”。现代医学已经能观察与记录人体主要生物电现象了。心电图、脑电图、肌电图、视网膜电图及皮肤电图都已经在医院里广泛应用。人体活组织所产生的生物电位差都很小，最小的只有，组织本身的内电阻又都比较高，可以高达几十万欧姆，因此生物电流一般都极弱，有的生物电频率变化又很快，只有高灵敏度的仪器才能测出来。临床上的心电图机、脑电图机、肌电图机等等，正是为了这个目的研制出来的，它能迅速地记录、准确地放大人体生物电信号，供医生审阅，做出正确的诊断。心电图机是最常用的生物电描记仪器。心脏动作电流是从心脏的底部窦房结开

7、始发出的，逐渐传心室收缩心房收缩图2导到结间束和房室结，引起心房收缩。当动作电流通过房室束、左右心室门来、心肌中的浦肯野氏纤维传导到心肌后，引起心室收缩。动作电流的传导和心肌收缩产生的动作电流，汇成为心脏的动作电流，由此描记下来的图形就是心电图。现在对心脏病人的检查已经离不开心电图了。大脑的神经细胞在新陈代谢的过程中，也会产生生物电流。正常情况下，脑神经细胞的细胞膜如一层屏障，隔离着细胞膜内的钾和细胞膜外的钠，两者并不平衡，这样就产生了一个正常的膜电位差，大约为，在这