5.4 磁与现代科技 学案 (2)

5.4
磁与现代科技
学案2
【学习目标】
1．列举几项磁记录技术的应用实例。
2．目前，磁在医疗方面有哪些应用？举出几例。
【知识要点】
1．磁在磁录音机和磁录像机中的应用
磁录音和磁放音的过程分别显示在图
(a)和(b)示意图中。
这种磁录音和磁放音的原理和过程可以简述如下：在录音时[图
(a)]，声音通过_______，将声波振动转换为_______信号的相应变化，再通过电流放大器将电流信号放大后传送到录音磁头的电流线圈中，线圈中的带有很小空气隙的磁芯便会受电流线圈中的电流磁化，而在磁芯的空气隙中产生与电流、声音相对应的_______。磁带上磁记录介质受到_______而产生相对应的磁化强度。当这部分磁记录介质离开录音磁头的空气隙磁场后，便保留一定的剩余磁化强度，称为剩磁。这剩磁的大小同所要记录的_______相对应。在放音时[图(b)]，其过程是磁带移动通过放音磁头的空气隙时，磁带上的剩磁变化在空气隙中产生同剩磁相对应的_______，在放音磁头中产生相对应的磁化强度变化，因而在放音磁头的电流线圈中产生相对应的电流变化，这电流变化经放大器放大后送入声喇叭即将_______转变为声音。这一放音过程是同录音过程相反的_______过程。
（话筒
电流
磁场
磁化
声音强弱
磁场变化
电流变化
逆
2．磁在医疗上的应用
（1）核磁共振：磁在生物学和医学方面的一项重要应用是原子核磁共振成像，简称核磁共振成像，又称核磁共振CT(CT是计算机化层析术的英文缩写)。这是利用_______的方法和电子计算机的处理技术等来得到人体、生物体和物体内部一定剖面的一种原子核素，也即这种核素的化学元素的_______分布图像。
（2）心磁图和脑磁图：心、脑磁图却能同时测量交变和直流(恒定)的_______信号。心、脑磁图使用可不同人体接触的测量线圈(磁探头)，既没有接触的影响，又可以离开人体进行_______维空间的测量，可得到测量更多的信息。实验研究结果表明，为了提高测量人体心、脑等磁场的_______率，可以采用几个到几十个测量磁场的磁探头。
（1）核磁共振
浓度
（2）磁场
三
分辩
3．磁悬浮列车是怎样工作的？
磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力_______或电动斥力_______将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行。
如图是磁浮列车浮起运行的原理示意图，左图是利用列车上磁铁与铁轨上磁铁的不同磁极性之间的磁吸引力而浮起，右图是利用列车上磁铁与铁轨上磁铁的相同磁极性之间的磁排斥力而浮起。列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时_______公里以上。
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【典型例题】
例1
为什么太阳黑子的观察研究会受到重视？
太阳黑子是在太阳表面出现的很小的较暗的区域。观测表明黑子出现的数目、大小和位置都是随时间变化的。进一步研究表明，太阳黑子是一种太阳磁场引起的局部区域温度降低、发光减弱的现象。太阳黑子也是很早就有了观察记载，但直到近代通过观测和研究才认识到太阳黑子的出现和变化是同太阳的磁场活动密切相关的。太阳的黑子活动不但同太阳的结构和活动等密切相关，而且对于我们地球也有影响，所以太阳黑子的观察研究受到重视。
例2
海龟为什么会回游？
一些海龟从栖息的海湾游出几百几千公里后又能回到原来的栖息处。它们是如何辨别方向的？尤其是在茫茫的海洋上。难道它们也像人类航海时一样使用指南针吗？大量的和长期的观察研究表明，这些生物从原居处远行后再回到原居处，的确是与地球磁场有关的，或者可能有关的。如图所示为出生在美国东南海岸的一种海龟游动路线图，幼海龟在大西洋中沿着顺时针路线出游，经过若干年后又能回到出生地产卵。这些海龟是依靠什么导航呢？有的研究者认为同地球磁场有关，并进行了这样的实验研究。在装有海水并加上人造磁场的大容器中，观测到磁场的确影响海龟的航行。当人造磁场反向时，海龟的游动也反向。这表明磁场是影响海龟的航行的。必须指出，磁场影响海龟航行的程度和机制等问题目前还不是很清楚，还需要进一步研究。
【达标训练】
1.
对下列器材所用磁性材料的说法中正确的是（
BD
）
A．话筒用到的磁性材料是铁氧体
B．变压器、电磁铁用到的磁性材料都是硅钢软铁
C．半导体的天线磁棒用到的磁性材料是钨钢
D．计算机磁盘、IC卡采用的磁性材料是合金磁粉
2．如图5-4-5所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（
A
）
A．小磁针N极向里转
B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动
D．小磁针在纸面内向右摆动
3．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图5-4-7所示，则铁环中心O处的磁场方向为（
A
）
A．向下
B．
向上
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
4．如图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。其工作原理类似打点计时器，当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是（
D
）
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
【反思】
收获
疑问
录音磁头
录音磁头
放大器
放大器
话筒
声音
喇叭
声音
空隙
空隙
磁记录介质
聚合物基片
(a)
磁带移动方向
磁带移动方向
(b)
图5-4-7