电磁铁毕业论文范文大全

一、磁悬浮技术的发展与现状 磁悬浮技术的发展始于上世纪,恩思霍斯(Eamshanws)发现了抗磁物体可以在磁场中自由悬浮,此现象于1939年由布鲁贝克(Braunbeck)进行了严格的理论证明,但是它的实际应用研究直到最近二十年才广泛开展。近年来,磁悬浮技术得到了迅速发展,并得到越来越广泛的应用。由于现代科学技术的发展,如传感器、控制技术(尤其是数字控制技术)、低温和高温超导技术,使得磁悬浮技术迅速崛起,各国都投入大量的人力、物力、进行研究。 磁悬浮由于无接触的特点,避免了物体之间的摩擦和磨损,能延长设备的使用寿命,改善设备的运行条件,因而在交通、冶金、机械、电器、材料等各个方面有着广阔的应用前景。 二、磁悬浮的应用 磁悬浮技术的应用范围从高速磁轴承到高速悬浮列车,以及大气隙的风洞磁悬浮模型等各个领域。磁悬浮轴承的研究是国外一个非常活跃的研究方向,典型对象是发电机的磁悬浮轴承(又称磁力轴承)。主动式磁悬浮轴承(AMB)以其无机械磨损、无噪声、寿命长、无润滑油污染等特点而广泛应用于航空、航天、核反应堆、真空泵、超洁净环境、飞轮储能等领域。 高速磁悬浮电机(Bearingless Motors)是近年提出的一个新研究方向,集磁悬浮轴承和电动机于一体,具有自悬浮和驱动能力,不需要任何独立的轴承支撑,具有体积小、临界转速高等特点,更适合于超高速运行的场合,也适合小型乃至超小型结构。国外自上世纪90年代中期开始进行研究,相继出现了永磁同步型磁悬浮电机、开关磁阻型磁悬浮电机、感应型磁悬浮电机等各种类型。其中感应型磁悬浮电机具有结构简单、成本低、可靠性高、气隙均匀、易于弱磁升速,是最有前途的方案之一。传统的电机由定子和转子组成,定子与转子之间通过机械轴承连接,在转子运动过程中存在机械摩擦,增加了转子的摩擦阻力,佼运动部件磨损,产生机械振动和噪声,使运动部件发热,润滑剂性能变差,甚至会使电机气隙不均匀,绕组发热,温升增大,从而降低电机效能,最终缩短电机使用寿命。磁悬浮电机利用定子和转子励磁磁场间“同性相斥,异性相吸”的原理使转子悬浮起来,同时产生推进力驱使转子在悬浮状态下运动。磁悬浮电机的研究越来越受到重视,并有一些成功的报道。如磁悬浮电机应用在生命科学领域,国外已研制成功的离心式和振动式磁悬浮人工心脏血泵,采用无机械接触式磁悬浮结构不仅效率高,而且可以防止血细胞破损引起溶血、凝血和血栓等问题。磁悬浮血泵的研究不仅可以解除心血管病患者的疾苦,提高患者生活质量,而且对人类延续生命具有深远意义。 三、磁悬浮球控制系统的工作原理 图1 磁悬浮球控制系统功能图 电磁铁绕组中通以一定的电流,产生电磁力,只要控制电磁铁绕组中的电流,使产生的电磁力与钢球的重量相平衡,钢球就可以悬浮在空中,处于不稳定的平衡状态。这是由于电磁铁与钢球之间的电磁力大小与相互之间的距离成反比,只要平衡状态稍微受扰动,就会导致钢球掉下来或被电磁铁吸住,为此必须实现闭环控制。采用电光源和传感器组成的测量装置测量钢球与电磁之间的距离y的变化,当钢球受到扰动下降,与电磁铁之间的距离增大时,控制电磁铁控制绕组中的控制电流相应增大,则钢球又被吸回到品衡状态,反之亦然。 以上讨论的是钢球在垂直方向的控制,为了使钢球能稳定地在空中悬浮,钢球在水平方向上也应有一定的稳定范围。为了解决这个问题,将电磁铁铁心指向钢球的一端呈锥体形,如图1示。当钢球在水平方向上偏离中心平衡位置时,电磁力重新指向钢球表面的发向方向。此力可分解为垂直方向和水平方向两个分量,水平方向分量使钢球恢复到原中心平衡位置。 四、对磁悬浮球控制器进行理论设计 首先建立数学模型得到钢球的数学模型为: 选取模型参数 通过对磁悬浮球控制系统的性能分析最终确立系统数学模型。 所以,磁悬浮球控制器校正后的传递函数为: 五、传递函数G(s)的性能分析 由图2示可以知道,该系统由较宽的带宽,截至频率比较大,所以控制系统有较快的快速性;相角裕度越小,系统的阻尼特性越好,动态过程较为平稳;高频斜率大,控制系统有较强的抗干扰能力,钢球能稳定地悬浮。希望采纳

课题名称四柱压力机的设计（电子控制） 姓 名 陈晨 学 号 060503350715 专 业 机电一体化 班 级 06机电 指导老师 曹晓冶 2009年 03 月目录1. 课题- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -12. 课题简介 技术要求及设计参数3. 油压机的介绍4.设计前油压机是电机厂的专用设备。5．油压机的总体结构及油压机压制工安全操作规程。6.总体设计对液压缸的要求7.液压缸的密封8.油缸的缓冲和排气9.液压控制原理图及油器和阀类压力顺损失分析10.电控设计11.课程总结12.设计总结13.参考资料14.毕业实习报告 一． 设计课题 四柱液压机二． 课题简介 具体要求及主要参数四柱压力机为中型油压机。一般用于成型压力机针对电机厂压轴的要求进行设计。利用液腔、电控装置采用四轴单缸散梁的 结构，力求工作平稳效率等、操作方便。具体要求、主要参数。1. 四柱式下压结构、活动横梁上下运动，为方便于吊梁起见，有手动小车及卸载导轨。2. 压机公称压。40吨3. 活动横梁行程。600mm4. 活动横梁下行速度。17mm/s5. 电机效率。左右6. 活动横梁返回速度。50mm/s7. 油缸公称压力 P=250kgf/cm8. 选用10YcY14-1。柱塞变量泵 三． 油压机的介绍油压机由主机及控制机构两大部分组成。油压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。油压机是电机厂的专用设备，是将转子的轴压进转子中。（1）油压机的分类 利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。当然，用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具，而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。油压机按结构形式现主要分为：四柱式油压机、单柱式（C型）油压机、卧式油压机、立式框架油压机等。（2） 油压机的用途 主要分为金属成型液压机、折弯液压机、拉伸液压机、冲裁液压机、粉未（金属，非金属）成型液压机、压装液压机、挤压液压机等（3） 油压机工作原理 液压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式． 液压装置是由液压泵，液压缸（液压马达等执行机构），液压控制阀和液压辅助元件 液压泵：将机械能转换成液压能的转化装置． 液压缸（液压马达等执行机构）：将液压能转化为机械能． 控制阀：控制液压油的流量，流向，压力，液压执行机构的工作顺序等及保护液压回路作用．讲的通俗一点就是控制和调节液压介质的流向，压力和流量．从而控制执行机构的运动方向，输出的力或力矩．运动速度．动作顺序，以及限制和调节液压系统的工作压力，防止过载等作用（如单向阀，换向阀，溢流阀，减压阀，顺序阀，节流阀．调速阀等） 辅助元件：1、油箱：用来储油，散热．分离油中空气和杂质作用 2、油管及油管接头 3、滤油器 4、压力表 5、密封元件四． 设计前油压机是电机厂的专用设备。 为了更好的地完成设计课题。我们多次前往南通电机厂实地参观参考仔细了解了工作全过程。1. 活动横梁起动，并以17mm/s速度下行。2. 当活动横梁压入转子时，吨位加大导致转子的轴压入转子。3. 到位后，活动横梁速度为零。瞬间的停止谓之保持状态。4. 活动横梁回程运动，以吨位50mm/s速度上行，完成一个工件的工作过程。另外，我们也对其他压力机有了较为详尽的了解参阅有关情报资料，为设计油压机打下基础。五．油压机的总体结构及油压机压制工安全操作规程。油压机一般有主体（主机）操作系统及泵站等三大部分组成。泵站为动力源，供给液压机各执行结构以及控制机构予以高压液体。操作系统属于控制结构，它通过控制工作液体流向来使各执行机构按工艺要求完成应有的动作，本体为液压机执行机构。总体布局：按照工艺要求，液压机三面须留有1米的观察空间，以观察工件的渗透情况。根据此要求，泵站布置在距主机1米处，油管从上面横跨于主机于液压站之间高度大于2米油管安装应设置支架。液压站上压力表应正对操作者安装，便于观察。外购件油压缸安装时也要避开此空间。在主机的一面安装有工作台等高的相互垂直的输送滚道，用于减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率。液压站和邮箱为一体，方便于散热、液压站应安装在通风良好之处。电气控制盒的安装应便于操作工人的操作。 油压机压制工安全操作规程: 1．操作者应熟悉油压机的一般性能和结构，禁止超负荷使用。 2．使用前，应按规定润滑加油，检查高压泵、压力表、各种阀、密封圈等是否正常。 3．开机前，应检查模具是否配套，料重是否符合要求，称料工具是否准确。 4．压制时，摸具必须放在垫板中心位置，禁止偏心使用。每班开机前，试压后，应检查一次模具是否有裂损。 5．多人操作时，要有专人开机，相互协调配合。 6．严禁将手，头置于模具与压头之间。 7．工作完毕，应将压制品、工具、模具整理好并放到指定地方。六．总体设计对液压缸的要求要求油缸竖直放置，并与上横梁固定。活塞杆上下运动。活塞杆行程达600mm。总体设计还要求缸筒与端盖固定。结构尽量减少。这样子以不产生油压机头重脚轻的弊病使其整体结构美观。液压缸的作用在于把液体压力能转换为机械能。液压缸通常分为柱塞式、活塞式盒差动柱塞式三种。按运动方式分为推力油缸，摆动油缸，利用油液压力推动缸中活塞正反方向运动的油缸，称“双作用油缸”其中常用有双活塞式、齿条活塞式及伸缩套简式。根据设计要求，泵用双作用单活塞杆式油缸。这种油缸的特点在于活塞两端的有效面积不等，而构成的密封容积腔的大小不同。如果以相同流量的压力油分别进入左腔盒右腔。活塞移动的速度盒进油腔的有效面积成反比，也就是说油液进入有效面积大的一端速度来得小，而相反，油液进入有效面积小的一端速度却要快些。由此得出结论：活塞上产生的最大推力与进油腔的有效面积成反比。七．液缸的密封油缸中的压力油可能通过固定部件的联接处及相对运动部件的配合处渗漏，渗漏使液压缸的容积效率降低盒油液发热外泄露还会污染工作场所。泄露严重时会影响液压缸的 工作性能，甚至使液压缸不能正常工作。所以必须采用密封装置。而且，密封装置还有防止空气和污染物侵入的作用。密封性能的好坏直接影响油缸的性能和效率。要求密封性能在一定工作压力下具有良好性能。具有能随压力升高自动提高，使泄露不致用压力升高而显著增加，还要求密封装置造成的摩擦阻力小，不使相对运动的零件卡死，或造成运动不均匀现象。此外，还要求密封件有良好的耐磨性，即保证足够使用寿命。密封件与液压缸有良好的相合性，结构简单。对设计的液压缸中，活塞与活塞杆处，上端盖与缸筒导向套与缸筒接触处均导用O型密封圈。因为它与基面油液有良好的相合性，结构简单，密封性能好，摩擦力小，它的摩封性能随压力的增加而提高。缺点是当压力较高时，或者沟槽选择不当时，密封圈易被挤出而造成磨损。因此，在设计中，我在O型密封圈侧面放置挡圈。O型密封圈安装时，要有一定的预压缩量。（本液压缸采用20*机油）对于活塞与缸筒导向套盒活塞杆的密封采用Y型密封还是V型密封圈。从密封圈的摩擦阻力看，V型密封圈的摩擦阻力，比Y型大得多，从密封圈结构看，V型密封圈由支承环、密封环、压环三部分叠合而成。而Y型密封圈结构较简单，因此，本液压缸采用“Y”型密封圈。“Y”型也是随压力增大而域压愈紧。密封圈用聚氨酯浇注模压而成，能耐油、耐磨、耐高压。八．油缸的缓冲盒排气当油缸带动质量较大的移动部件以较快速度运动时。因为惯性力较大。具有很大的动量，使行程终了时，活塞与缸盖发生撞击，造成液压冲击盒噪音，引起破坏性事故或严重影响精度，为此，大型高速高精度的油缸常带有缓冲装置。氧化物。腐蚀液压装置的零件，为了及时排除积存在油缸内的空气，油液最好从油缸的最高点进入和引出。要去高的油缸，常在油缸两端分别装一只排气塞。本油缸，行程较短，速度不太高，它是转子压轴专用，目的是将转子的轴压入转子，靠轴上和压轴肩限位，到位以后，压不动为止。基于以上原因，这台油压机的设计，缓冲装置和排气阀没有采用。 九．液压控制原理图及速回油路和阀类损失分析1. 液压系统工作原理如图（见第 页）. 原理简析：液压系统中有两个泵，泵是一个高压，大流量恒功率的变量泵。最高工作压力为315kgf/cm2。其压力通过远程调压阀国定。辅助泵2是一个低压小流量的定量泵，主要用以供给电磁阀，液动的控制压力油，其压力由溢流阀22调整。<1>主缸运动①下行压制按下按钮电磁阀YA通电,电磁阀18处于右座,泵2供油径18至液动阀17,17在液控压力油的作用下处于送至单向阀14,然后送至主缸上腔,而主缸下腔的油径单向顺序阀<>组合从17右位至单向阀15然后回到上腔因滑块自重快速下行而造成的上腔真空。②保压当主缸上腔的油压达到预定值,压力继电器16发出信号,使电磁铁YA1断电,阀18回复中位,于是阀17失去控制,油压力17也回复中位,此时,油缸上,下腔油路都被封闭。③泄压回程保压过程结束时间继电器发生信号使电磁铁YA2通电，<当定程压制时,由行程开关SQ2发信号>使电磁铁18处于左位控制回程由泵2油提供的压力油径18左位送至17,使17处于左位泵与供油径17的右位送至主缸下腔,而上腔的通过液控单向阀14流至17,然后回到油箱。④停止当按下电控系统的停止按钮（定位状态时，挡铁压下行程开关SQ1）电磁铁YA2断电主缸被阀17所紧（17已回复中位）停止运动，回程结束，此时，应将溢流阀的压力值调大，以防止活塞滑块因自重而下滑组成单向顺序阀，此处作为平衡回路。<2>顶处缸① 顶出按下启动按钮YA3通电吸和,电磁阀19处于左位,泵2供油径19的左位至20,使液动阀20处于左位,则泵5供油从20的左位送至顶出缸下腔,而其上腔的油径20的左位回到油箱。② 退回YA3断电YA4吸和，油路换向，顶出缸活塞下降。2. 速回油路和阀类压力损失分析根据液压原理图和速回油路管道及阀类元件的压力损失，液压系统的压力损失是：（1） 管路系统的压力损失因为实际液压系统中，其管道往往是一般一段的直管。通过一定方式连接。此外，为了控制、测量和其他需要，还要在管道上安装控制阀和其他元件。这样除了y沿程损失外。液体流过各接头、阀门等局部时会产生撞击，漩涡流等现象，导致一定的能量损失。（2） 进油路压力损失（3） 阀类的局部压力损失 根据液压系统进行分析，经对此获知总压力损失与原假设总压力损失相差不大。因为液压缸的工作压力与假设最大工作压力相差不大，所以不必对泵设计进行修正。十.电控设计可编程序控制器的设计的概述 PLC使在传统的继电器—接触器控制的基础上，总结先进的微机技术发展起来的新型工业控制装置。PLC把计算机的功能完善通用，灵活的特点与继电接能控制的简单，直观价格便宜等特点结合起来，形成以微机技术为核心的电子控制设备。 PLC接受由操作面上的按钮开关，选择开关，数字开关等给出的主令输入信号及表示设备状态的限位开关光电开关等。传感器送来的输入信号。去控制如电磁阀，马达，电磁离合器等驱动性负载及指示灯，数字显示器性负荷。 PC使一种小类的可靠性极高的智能控制工具，是各种自动控制系统中的核心部件。小电磁阀，导向阀等小型负载可由可编程控制器直接驱动，而三相马达。大容量电磁阀等大负载则需要通过接能器或中间继电器的驱动。可编程控制器的内部结构。 PC采用以微型计算机为核心的电子线路。它可等效地看成普通继电器定时器计时器等组成的综合件。 PC中的输入继电器由接通输入端的外部开关来驱动。 PC中的输出继电器除提供外部输出接触点外，还有多种内部辅助点供编程使用。 PC的内部部件还有： 定时器（T） 计算器（C） 辅助继电器（M） 状态寄存器（S）功能块线圈（F）等，这些元件都有许多供编器，使用的 常开触头和常闭触头，可在编程控制器内部使用，机型选择：F系列可编程控制器是输入输出点数12~120点的 小型专用，可编程控制器，具有优异的技术性能，尤其突出了容易操作和方便应用的 特点，考虑本设计中将用到将近30个输出接点，我们选择F—30MR（共30个 点）输入输出元件号，输入继电器401—407，410—413，11点500—503，510 5点输出继电器 基本单位430—437 8点450—451 2点 400特殊辅助继电器（本设计所需的）M71 初始化脉冲M574 禁止状态转移2．本设计PC控制的具体运行情况（一）工作方式 1．调整（点，动） 2，手动 3，单循环 4，自动（二）输入输出点安排1，旋钮开关（规范选择）调整*500 手动*501单循环*502 自动*5032．现场器件（按钮）输入点：SQ3（顶缸上限接近开关）*401 SQ4（顶缸下限接近开关）*403 SB6（主缸下行起动开关）*404 SB7（主缸上行启动开关）*404 SP（压力继电器）*407SQ1 (主缸上行接近开关)*410SQ2（主缸上行接近开关）*411SQ8（顶缸顶出起出开关）*412SB9（顶缸退回开关）*413SB3（PC停止开关）*402SB4（PC传动开关）*510 输出点： YA1（电磁铁KA1）Y430 接显示灯 Y434 YA2(电磁铁KA3) Y431 Y435 YA3(电磁铁KA4) Y432 Y436 YA4(电磁铁KA5) Y433 Y437 KT1 T450 KT2 T451三．整体程序机构图 四．操作面板五．各部分程序及说明 1.主控程序的设计（见PC图） 主控程序包括以下程序：（1） 状态的初始化程序。（2） 状态的转移起劲。（3） 状态的转移禁止。（1） 初始化说明当开机第一个扫描周期，MT1即对S600复位，做好状态传递的准备。单循环状态时，X502即对S600复位。当PC处于调整（X500）手动状态（X501）将600复位。当PC位调整及手动状态时或开机后一个工作周期，可利用功能指令将S601~S606全部复位。（2） 转移启动说明当按下启动按钮X405时，中间继电器M100接通、执行转移启动命令，PC运行一个周期，单周期传送停止。 (3) 状态转移禁止说明 当按下停止按钮X402，特殊辅助继电器M574指定用于禁止状态转移。所有状态转移均被禁止。同样在调整手动状态下禁止状态转移。只有当手动，调整复位后再按启动按钮使M101产生脉冲解除禁止。当PC运行单循环和自动时，按停机按钮，M574自锁，停止在当前过程，当按循环启动按钮时，从该过程开始动作。2. 调整及手动程序设计（见PC图纸）说明：（1）无论在调整还是手动状态，程序执行跳转指令CTP700~E3P700间的内容。（2）当手动时，输出Y430~Y433均执行自锁功能。3. 单循环及自动循环程序设计（1） 功能图（2） （3） 程序图（见PC图纸）依照梯形图（见A2图纸PC控制梯形图）设计整体程序如下：1. LD M712. OR X5023. S S6004. LD X5005. OR X5016. R S6007. LD X5008. OR M719. OR M7110. OUT F67111. K 60112. OUT F67213. K 60614. OUT F67015. K 10316. LD X51017. OUT M10018. LD X51019. PLS M10120. LD X40221. OR X50022. OR X50123. OR M7124. OR M57425. ANT M10126. OUT M57427. LDI X50028. ANI X50129. CJP 70030. LD X50131. AND Y43032. OR X40433. ANI X41134. ANI Y43135. OUT Y43036. LD X50137. AND Y43138. OR X40539. ANI Y41040. ANI Y43041. OUT Y43142. LD X50143. AND Y43244. OR X41245. ANI X40146. ANI Y43347. AND X41048. OUT Y43249. LD X50150. AND Y43351. OR X41352. ANI X40353. ANI Y43254. AND X41055. OUT Y43356. EJP 70057. STC S60058. AND X41059. AND X40360. AND M10061. S S60162. STL S60163. OUT Y43064. OUT Y43465. LD X40766. S S60267. LD X41168. S S60369. STC S60270. OUT T45071. K 6072. LD T45073. S S60374. STC S60375. OUT Y43176. OUT Y43577. LD X41078. S S60479. STC S60480. OUT Y43281. OUT Y43682. LD X41083. S S60884. STC S60585. OUT T45186. K 30087. LD T4588. S S60689. STC S60690. OUT Y43391. OUT Y43792. LD X40393. AND X50294. S S60095. LD X40396. AND X50397. S S60198. RET99. END十二.课程总结 通过这次毕业设计。我学到了平时在课堂学不到的知识。培养了我们灵活运用所学知识，时一次综合性的实践过程。不仅提高了 我们的动手实践能力。还使我进一步提高了分析和解决工程技术。问题的能力，进一步掌握了设计程序，规范和方法，树立正确的设计思想（安全第一，制造容易，使用方便，外形美观）。从而巩固、扩大、深化了所学的基本理论。基本知识和基本技能，提高了制图、计算、编写说明书的能力以及正确使用技术资料、标准手册等工具书籍的能力。 在整个设计过程中，我一直保持着严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作之风。这次我设计的是油压机中油缸部分，由于对这方面知识掌握得还不十分充足，所以设计中若有错误和不妥之处，务必请指导老师批评指正，以使得我能够进一步完善油缸设计方案。

和电流大小，匝数多少，铁芯的粗细长短都有关。学生相互议论：假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A，电磁铁的磁性会怎样？是否可以这样推测：导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。 如果电磁铁的电流不变，线圈由100匝增加到200匝，它的磁性又会怎样？是否可以这样推测：200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的，每组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。 通过以上推测可以想到：电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强。 ●制定计划与设计实验 通过怎样的实验来检验以上猜想呢？这个实验需要解决三个问题，同学们讨论了解决这三个问题的各种可能方法： (1)怎样测量电磁铁磁性的强弱？ 学生A：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。 学生B：看它能吸起多少铁屑（用天平称）。 学生C：看它对某一铁块的吸引力（用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧测力计的读数）有多大。 (2)怎样改变和测量通过电磁铁线圈的电流？ 学生D：用滑动变阻器改变线圈中的电流，用电流表测量电流的大小。 学生E：用增减电池来改变线圈中的电流，用串联小灯泡的亮度来比较电流的大小。 (3)怎样改变电磁铁线圈的匝数？ 学生F：使用中间有抽头、能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。 学生G：临时制作电磁铁线圈，边实验、边绕制。 教师建议：用学生C，D，F提出的方法来组成探究实验的方案。 ●进行实验与收集证据 按照教师的建议，学生分小组进行实验操作：把开关、滑动变阻器、电流表、电磁铁串联起来接到电源上，当滑动变阻器取不同值时测量电流和电磁铁对铁块的吸引力，把测量数据填入下表（表1）。 电流/A 电磁铁对铁块的引力/N 改变线圈匝数，调节滑动变阻器，使电流保持不变，测量不同匝数时电磁铁对铁块的吸引力，把实验数据填入下表（表2）。 匝数 电磁铁对铁块的引力/N ●分析与论证 各个小组从本组实验的表1数据看到，当电磁铁线圈匝数不变、电流逐渐增大时，电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的；从表2数据看到，在电流相同的情况下、电磁铁线圈的匝数增加时，电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的。由此可以证实：电磁铁的磁性强弱和电磁铁线圈的匝数、通过电磁铁线圈的电流有关，电磁铁线圈的匝数越多、电流越大，磁性越强。 ●评估 回顾以上操作，看看有什么不妥的地方：当改变线圈匝数的时候，是否确实做到了线圈中电流和线圈的形状都不变？当测量电磁铁的吸引力时，是否用的是同一个铁块？有没有其他因素影响了实验结果？如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的。 ●交流与合作 各个小组把实验过程和结果写成实验报告，并分别在班上报告本组的实验结果，进行讨论和交流。 二、科学内容 本标准的科学内容分为物质、运动和相互作用以及能量三大部分。下表为科学内容标准的一级主题与二级主题。这种主题式的呈现形式不代表教材的结构或教学的顺序。教材的编写者可以根据内容标准组织编写不同特色的教材。 内容标准中的活动建议不是规定的教学内容，教师可以从中选用，也可以结合当地情况开展其他活动。 物理科学是一门实验科学，在义务教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式，经历科学探究过程，逐步学习物理规律，构建物理概念，学习科学方法，逐步树立科学的世界观。 一级主题 二 级主题 物质 物质的形态和变化 物质的属性 物质的结构与物体的尺度 新材料及其应用 运动和相互作用 多种多样的运动形式 机械运动和力 声和光 电和磁 能量 能量、能量的转化和转移 机械能 内能 电磁能 能量守恒 能源与可持续发展 主题一 物 质 各种物体、微粒和场，都是以不同形式存在着的物质。“物质”所涉及的科学内容，多数与日常生活和自然现象密切相关，与新材料的发展前沿相联系。学习这些内容不仅能让学生在3～6年级科学课程的基础上进一步认识物质世界，而且有利于学生树立正确的科学观。 这部分内容大致分为三类。第一类是对于身边物质的初步认识，学习时应注意联系学生的生活；第二类是对于物质结构和物体尺度的初步认识，这部分内容由于尺度太小或太大，人类缺少直接经验，因此应注意科学方法的运用；第三类是和当前蓬勃发展的材料科学相联系的，学习中应该注意体会科学·技术·社会的关系。 “物质”划分为以下四个二级主题： ·物质的形态和变化 ·物质的属性 ·物质的结构与物体的尺度 ·新材料及其应用 (一)物质的形态和变化 1.内容标准 （1）能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征。能从生活和社会应用的角度，对物质进行分类。 例1调查自然界、日常生活中的一些物质，列表归纳这些物质的相同点和不同点。根据不同物质在物理性质（形态、弹性、颜色）和用途上的差异进行分类。 （2）有评估某些物质对人和环境的积极和消极影响的意识。尝试与同学交流对当地环境资源利用的意见。 例2讨论塑料、化肥、清洁剂、灭蚊片和农药等对人和环境的影响。 （3）能区别固、液和气三种物态。能描述这三种物态的基本特征。 例3观察周围的物质，根据形状和体积的稳定性和流动性，说明固体、液体、气体的不同特征。列举自然界和日常生活中的各种不同状态的物质。 （4）能说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理。会测量温度。尝试对环境温度问题发表自己的见解。 例4调查生活中常见的温度计，了解这些温度计的工作原理，解释为什么液体温度计中的液体会有不同。 例5尝试对温室效应、热岛效应等发表自己的见解。 （5）通过实验探究物态变化过程。尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点或沸点联系起来。 例6运用物态变化的知识，了解高压锅的原理。 注意：培养学生将学到的物理知识及技术与生活密切联系的意识。在课程中渗透科学·技术·社会的观念是《标准》提倡的基本理念之一。 （6）能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象。有节约用水的意识。 2.活动建议 (1)调查学校和家庭的用水状况，设计一个学校或家庭的节水方案。 (2)观察并探究电冰箱中的物态变化。 例如：放进冰箱的新鲜蔬菜过几天为什么会失去水分？冰箱内壁的水珠到哪里去了？写出探究报告。 注意：电冰箱中的物态变化有典型特点，电冰箱内既有熔化和凝固，也有汽化和液化、升华和凝华。让学生应用物理知识解释身边的一些物理现象，会使学生产生亲近感、成就感。这是从生活走向物理，从物理走向社会的理念的具体体现。 (3)通过观察，探究自然界中的霜、雪、雨、露等天气现象。 注意：探究自然界中的各种物理现象，是学生学习物理的另一种基本方法。自然界中的各种物理现象是比较复杂的，学习物理应尽可能联系各种自然现象，突出基本的物理原理，但不要求学生做出完美的解释。这是从自然到物理的基本理念的体现。 (4)调查当地水资源的利用状况，并对当地水资源的利用提出自己的见解。 (5)调查本地农田灌溉（或污水处理）的主要方式，了解先进的灌溉技术。 (二)物质的属性 1.内容标准 （1）能描述物质的一些属性。尝试将这些属性与日常生活中物质的用途联系起来。 例1通过实验，探究几种金属和塑料的弹性、硬度。说明生活中是怎样应用物质的这些属性的。 例2通过磁铁等磁性物质，感知物质的磁性和磁化现象，调查磁性材料在生活中的用途。 例3通过实验，探究物质的导电性，讨论是否任何物体都具有导电性。通过观察、查阅资料，比较导体、半导体、绝缘体的不同。 （2）初步认识质量的概念。会测量固体和液体的质量。 例4分别说出质量为几千克、几克的一些物品。 注意：应该让学生学习一些基本物理量的测量方法，以便使其认识到感觉是不可靠的。还应 该让学生对物理量单位的大小有感性认识，发展其估测能力。 （3）通过实验理解密度的概念。尝试用密度知识解决简单的问题。能解释生活中一些与密度有关的物理现象。 例5用密度知识鉴别体育课用的铅球是否是纯铅制的。 （4）了解物质的属性对科技进步的影响。 例6从学校数据库或因特网上收集有关物质属性的信息。 注意：《标准》提倡尽可能将信息技术应用于物理教学过程。有条件的学校应充分利用现代教学手段，激发学生学习兴趣，扩展学生视野。条件受限的学校可以充分利用当地的课程资源，以便让学生感受到物理知识对生活、生产的影响。 例7调查市场上的服装面料或炊具，了解它们的名称和物理属性。 注意：将物理知识与生活实际相结合，是《标准》提倡的学习方法之一。应尽可能让学生接触生活、接触社会。 2.活动建议 (1)利用一块磁铁和几根缝衣针，制作指南针，并验证同极相斥、异极相吸的现象。 (2)测量一些固体和液体的密度。如可让学生自己设计一种方案，测量酱油、食用油、醋、盐、塑料制品、肥皂和牛奶等日用品的密度。教师应向学生进行安全和保护环境方面的指导。 (三)物质的结构与物体的尺度 1.内容标准 （1）知道物质是由分子和原子组成的。 例1用图形、文字和语言描述原子、分子模型。 （2）了解原子的核式模型。了解人类探索微观世界的历程，并认识这种探索将不断深入。 例2观看介绍物质微观世界的音像资料。 注意：有条件的学校可以通过多媒体技术向学生展示丰富多彩的微观世界，以便学生了解微观世界并感受探索的乐趣。 （3）大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入。 例3用望远镜观察天体。 （4）对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。 例4设计图表。根据物体尺度的大小，按电子—原子核—原子—分子—生物体—地球—太阳系—银河系的顺序排列。 注意：图表的形式可以是多种多样的，教师应让学生充分展示。 2.活动建议 (1)自己设计实验方案，探究分子间的引力和斥力。 (2)从图书馆、因特网和学校的数据库中收集有关人类对宇宙进行探索的资料。 (3)观看《宇宙与人》等科普电影。 (四)新材料及其应用 1.内容标准 （1）初步了解半导体的一些特点。了解半导体材料的发展对社会的影响。 （2）初步了解超导体的一些特点。了解超导体对人类生活和社会发展可能带来的影响。 例1阅读有关的科普资料，了解超导现象以及超导体在磁悬浮列车、超导输电等方面可能的应用。 （3）初步了解纳米材料的应用和发展前景。 例2收集有关信息，了解纳米材料的有关知识。 （4）有保护环境和合理利用资源的意识。 例3参观生产某种材料（如建材、塑料等）的工厂，了解这些材料的生产过程和应用情况，调查生产这些材料可能造成的环境污染，提出治理这些污染的设想。 2.活动建议 (1)让学生从资料室、因特网上收集有关新材料研究和开发的信息，并写出一篇小论文。 (2)调查生活、生产中应用的一些新材料，弄清它们的名称、用途、特点和属性等，并列表显示调查结果。 主题二 运动和相互作用 物质处于永恒的运动中，不同的物质和不同的运动形式又发生着相互作用。了解物质的运动和相互作用的规律，是认识物理现象所必需的。这部分内容具有很强的规律性，对它的学习有利于发展学生的科学探究能力和解决问题的能力，有利于培养学生的科学态度和科学精神。 在这部分内容的学习中，应该让学生经历对知识探究和领悟的过程，发展获取信息、处理信息和解决实际问题的能力。 “运动和相互作用”划分为以下四个二级主题： ·多种多样的运动形式 ·机械运动和力 ·声和光 ·电和磁 (一)多种多样的运动形式 1.内容标准 （1）能用实例解释机械运动及其相对性。 （2）能从生活、自然中的一些简单热现象推测分子的热运动。初步认识宏观热现象和分子热运动的联系。 例1用自己的语言或图形描绘分子的热运动。 （3）能用实验证实电磁相互作用。能举例说明电磁波在日常生活中的应用。 例2通过磁铁插入线圈时电流表指针运动的实例，说明不同运动形式之间有联系。 （4）能举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道世界处于不停的运动中。 例3通过氯化钠在水中溶解、盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠等现象，证明组成物质的微粒是在运动的，运动形式是多样的。 2.活动建议 (1)观看有关机械运动的录像片，对有关现象用机械运动的相对性进行解释。 (2)从自然现象或实验事实中举出事例，说明组成物质的微粒在不停地运动。 (二)机械运动和力 1.内容标准 （1）能根据日常经验或自然现象粗略估测时间。会使用适当的工具测量时间。能通过日常经验或物品粗略估测长度。会选用适当的工具测量长度。 例1利用步长估测学校教学楼的长度。 例2调查市场上出售的成品服装和鞋子尺码的国家标准。通过对自己身体各部位的测量，搞清自己应购买哪种规格的上衣、裤子和鞋子。 （2）能用速度描述物体的运动。能用速度公式进行简单计算。 （3）通过常见事例或实验，了解重力、弹力和摩擦力。认识力的作用效果。能用示意图描述力。会测量力的大小。知道二力平衡条件。了解物体运动状态变化的原因。 例3实验探究磁铁可以改变钢球运动的方向。 例4观察体育运动中的射箭，弓对箭的弹力使箭由静止到运动。 （4）通过实验探究，理解物体的惯性。能表述牛顿第一定律。 例5坐在汽车里，体验当汽车静止、以某一速度正常行驶、速度增加、速度减小、转弯等时刻的感觉。 （5）通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。 （6）通过实验探究，学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算。知道增大和减小压强的方法。了解测量大气压强的方法。 例6估测自己站立时对地面的压强。 （7）通过实验探究，认识浮力。知道物体浮沉的条件。经历探究浮力大小的过程。知道阿基米德原理。 例7知道潜水艇浮沉的原理。 （8）通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。 例8简单解释飞机的升力。 2.活动建议 (1)测量自己的脉搏，再测出正常走路时一步的长度。 注意：以上做法相当于在自己的身体上设置了一个“时钟”和一把“尺子”，可以在没有钟表和皮尺的情况下估算走路的平均速度。这有利于因地制宜培养学生的估测能力。 (2)学读汽车、摩托车上的速度表。 (3)讨论测量火车（汽车）速度的各种方案（注意安全，不能靠近被测车辆），进行实测。学读《旅客列车时刻表》。 (4)查阅电冰箱等家用电器在运输、安装时对倾斜程度的要求。设计一种方法检查这些机器的倾斜程度。 (5)用弹簧或橡皮筋制作简易测力计，探究弹簧的弹力与橡皮筋伸长量的关系。 (6)用饮料软管制作口吹喷雾器。 (三)声和光 1.内容标准 （1）通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有关的应用。知道防治噪声的途径。 例1在鼓面上放一些碎纸屑，敲击鼓面，使其发声，观察纸屑的运动。敲击音叉，观察与其轻触的乒乓球的运动。 例2将闹钟放到玻璃罩中，抽去空气，这时几乎听不到声音。慢慢放入空气，声音从无到有，从小到大。 例3收集超声波的应用实例。 例4举例说明建筑物中是如何防治噪声的。 （2）通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点。探究并了解光的反射和折射的规律。 例5演示激光束（或太阳光束）在平面镜上的反射（用玩具激光器产生激光，用烟雾显示激光，注意不能直射眼睛），入射光束与平面镜的夹角增大时，反射光束与平面镜的夹角也增大。 例6演示激光束（或太阳光束）从空气射入水中时发生偏折。 （3）通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像的应用。 例7了解凸透镜的应用——放大镜、照相机、投影仪。 例8了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正办法。 （4）通过观察和实验，知道白光是由色光组成的。比较色光混合与颜料混合的不同现象。 例9观察两只手电分别射出的红光与蓝光在白墙上重叠部分的颜色。观察红、绿颜料混合后的颜色。 （5）知道波长、频率和波速的关系。了解波在信息传播中的作用。 例10知道人是怎样听到声音的。 2.活动建议 (1)调查社区（或学校）中噪声污染的情况和已采取的防治措施，提出进一步防治噪声的建议。 (2)阅读投影仪或照相机的说明书，通过说明书学习使用投影仪或照相机。 (3)用两个不同焦距的凸透镜制作望远镜。 (四)电和磁 1.内容标准 （1）通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向。 （2）通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关系。 例1了解动圈式扬声器的结构和原理。 例2探究直流电动机换向器的原理。 （3）通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 例3收集电磁感应在生产、生活中应用的事例。 （4）知道光是电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。 例4举例说明电磁波的存在。 例5根据广播电台的发射频率计算波长。 （5）了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。 例6了解微波炉的原理。 例7了解移动通信中基地台的作用。 例8了解数字信号和模拟信号的基本区别。 例9简单介绍光缆通信和卫星通信。 2.活动建议 (1)在教师指导下研究动圈式扬声器是否可以当做动圈式话筒使用。 (2)用绝缘导线、铁钉、铁片等自制有线电报机。 (3)在教师指导下学习使用电磁继电器。 (4)调查电磁波在现代社会中的广泛应用。 主题三 能量 能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一，从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。它广泛渗透在各门学科中，并和各种产业及日常生活息息相关。这部分内容对于学生树立科学的世界观、联系生活生产实际、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。 这部分内容具有较强的综合性，应该注意和本课程其他部分的联系，注意和其他学科的融合，注意可再生能源的开发、环境保护等可持续发展观念的体现。 “能量”划分为以下六个二级主题： ·能量、能量的转化和转移 ·机械能 ·内能 ·电磁能 ·能量守恒 ·能源与可持续发展 (一)能量、能量的转化和转移 1.内容标准 （1）通过实例了解能量及其存在的不同形式。能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系。 （2）通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。 （3）结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。 例 实验：试管中的水蒸气把橡胶塞弹出（实验时注意安全），水蒸气的内能转化成了橡胶塞的动能，这时，水蒸气做了功；电流流过电炉丝，电能转化成了物体的内能，这时，电流做了功。 （4）结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。 2.活动建议 (1)讨论：太阳能在地球上怎样转化成各种形式的能? (2)调查常见机械和电器的铭牌，比较它们的功率。 (二)机械能 1.内容标准 （1）能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。 例1说明荡秋千游戏中动能和势能的转化情况。 例2说明公园中小孩玩蹦蹦床时机械能的转化情况。 （2）知道机械功的概念和功率的概念。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。 （3）理解机械效率。 例3测定某种简单机械的机械效率。 （4）了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。 2.活动建议 通过阅读了解人类利用机械的历史，写一篇小论文。 (三)内能 1.内容标准 （1）通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本观点，并能用其解释某些热现象。 例1观察扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 （2）了解内能的概念。能简单描述温度和内能的关系。 （3）从能量转化的角度认识燃料的热值。 （4）了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。 例2了解蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机的基本原理及这些发动机对生产力发展所起的作用。 （5）了解热量的概念。 （6）通过实验，了解比热容的概念。尝试用比热容解释简单的自然现象。 例3解释海陆风的成因。 2.活动建议 研究电冰箱内外的温度差与所耗电能的关系，提出节能措施。 (四)电磁能 1.内容标准 （1）从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。 （2）通过实验探究电流、电压和电阻的关系。理解欧姆定律，并能进行简单计算。 （3）会读、会画简单的电路图。能连接简单的串联电路和并联电路。能说出生活、生产中采用简单串联或并联电路的实例。 （4）会使用电流表和电压表。 （5）理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。 （6）通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。 例1解释：家庭电路中导线连接处如果接触不好，往往会在那里发热，出现危险。 （7）了解家庭电路和安全用电知识。有安全用电的意识。 例2了解：我国电网用交流供电，频率是50 Hz，电压是220 V。 2.活动建议 (1)通过实验，探究影响金属导体电阻的因素。 (2)测量小灯泡工作时的电阻，画出电阻随电压变化的图线，并进行讨论。 (3)学读家用电能表，通过电能表计算电费。 (4)调查当地近年来人均用电量的变化，讨论它与当地经济发展的关系。 (五)能量守恒 1.内容标准 （1）知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识。 （2）通过能量的转化和转移，认识效率。 （3）初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。 例分析：火炉的温度高，可以利用它散发的热量取暖。但是，散失的能量虽然还存在于自然界，却不能全部自动聚集起来再利用。 2.活动建议 (1)讨论和分析两个具体的永动机设计方案，说明永动机是不可能的。 (2)访问农机或汽车维修人员，了解内燃机中燃料释放热量的去向，讨论提高效率的可能途径。 (3)调查当地几种炉灶的能量利用效率，写出调查报告。 (六)能源与可持续发展 1.内容标准 （1）能通过具体事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。 例1介绍不同历史时代人类利用的主要能源。 （2）能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特点。 （3）了解核能的优点和可能带来的问题。 例2了解当前处理核废料的常用办法。 例3了解我国和世界上核能利用的最新进展。 （4）了解世界和我国的能源状况。对于能源的开发利用有可持续发展的意识。 2.活动建议 (1)收集资料，举办小型报告会，讨论能源的利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应该采取的对策。 (2)收集当地一段时间空气质量的数据，分析空气质量变化的原因。 (3)分别从炊事、取暖、交通等方面对当地燃料结构近年来的变化作调查研究，从经济、环保和社会发展等方面进行综合评价。 (4)调查当地使用的能源，如水能、风能、太阳能、燃料的化学能或核能等，及其对当地经济和环境的影响。

毕 业 论 文 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶. (二)机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 二、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势 1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度 2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。 3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。 另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。 总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。 四、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排，协调发展计划 目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车! (二)强化行业管理，发挥“协会”作用 目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点，兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 结束语：本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料，才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。 希望我的答案可以帮得上楼主！

论文:初中物理电学计算解题探讨初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点.学好电学计算对学生的逻辑思维,审题等都有提升.培养了学生的创造和创新能力，对以后更高层次的电学学习打下坚实的基础。[关键词] 计算 串并联电路 公式 解题思路 初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点，也是中考考查的重点内容。学生拿到这类题目后往往觉得无从下手，其实学生只要具备相关知识，做好足够的准备工作，而后理清思路，则可解决该题。那么如何才能顺理成章的确解决问题和攻破这个重难点呢？下面将谈一点我不成熟的解题思路和大家一起分享。一、 认真审题首先要在脑海里清晰的呈现U、I、R这三者在串、并联电路中各自的特点.在串联电路中:I=I1=I2=I3、U＝U1+U2+U3、R=R1+R2+R3,在并联电路中：I=I1+I2+I3、U＝U1=U2=U3、1/R=1/R1+1/R2+1/R3。要掌握电功、电功率和焦耳定律的基本计算公式和导出公式,并且要知道导出公式的使用范围,即导出公式使用于纯电阻电路中(在纯电阻电路中Q=W)......。其次要认真阅读并分析题目，找出题目中所述电路的各种状态。没有电路图的要画出相应的电路图。根据开关的闭合及断开情况或滑动变阻器滑片的位置情况得出题目中电路共有几种状态，画出每种状态下的等效电路图。在分析电路时如果电路有电压表,则先认为电压表处于断路状态,再分析电路的串并联,然后看电压表和谁并联则测谁的电压。二、 解答计算1、 找电源及电源的正极。2、 看电流的流向。要注意以下几个问题：（1）电路中的电流表和开关要视为导线，电压表视为断路(开路)；（2）要注意各个电键当前是处于那种状态；（3）如果电流有分支，要注意电流是在什么地方开始分支，又是在什么地方汇聚。3、 判断电路的联接方式。一般分为串联和并联，但有些电路是串并、联的混联电路。若不是串联的，一定要理清是哪几个用电器并联，如果还是混联的，还要分清是以串联为主体的混联电路，还是以并联为主体的混联电路。4、 若电路中连有电压表和电流表，判断它们分别是测什么地方的电压和电流强度。5、 找出已知量和未知量，利用电学中各物理量之间的关系：即我们平时所说的电路特点；欧姆定律；电功和电功率相关表达式；焦耳定律。然后利用这些关系和已知条件相结合的的方法求解。在求解的过程中，用不着把每一个物理量都求出来，要根据所给的已知物理量找一种最简单的解题方法。很明显可以看出: 我们要熟练解答电学问题就必须熟练掌握相关的物理知识。最后需要说明的是，有些问题在每一种状态下并不能直接求出计算结果，这时要把两种或更多种状态结合起来，找出各个关系图中相等的物理量，列方程或列方程组去计算。以下对某些题型的解法做详细的说明和解答：例1、如下图所示，电源电压保持不变，R1=8Ω，R2=7Ω，当闭合开关S时，电压表的示数为4V，则电源电压为多少？ 一、审题看题目后，本电路是串联电路，闭合开关，电路只有一种状态，电压表测R1两端的电压。二、联想相关公式及结论根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3，U＝U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式（I=U/R）去计算。三，解答计算 已知：R1=8Ω，R2=7Ω，U1=4V 求：电源电压U = ？解：当开关闭合时：夹在R1两端的电压U1=4V。则： 根据欧姆定律可知： I1=U1/R1=4V/8Ω=又因为在串联电路中： I=I1=I2 则： U2=I1R2=×7Ω= 根据串联电路中电压的关系 ： U＝U1+U2=4V+例2，如下图所示，当S1闭合，S2、S3断开时，电压表示数为3伏，电流表示数为安；当S1断开，S2、S3闭合时，电压表示数为伏，求此时电流表的示数及R1、R2的阻值。一、审题看题目后，S1闭合时，S2、S3断开时，电路为一种状态；S1断开，S2、S3闭合时，电路为一种状态。因此，本题必须在电路的两种状态下分别解答。二、联想相关公式及结论 用到串联和并联电路中U、I、R三者的特点及欧姆定律公式去计算。三，解答计算 解：S1闭合时，S2、S3断开时，R1、R2是串联。则：R2=U2/I=3V/Ω S1断开，S2、S3闭合时，R1、R2是并联。则：可知电源电压 U= 则夹在R1两端的电压： U1=U¬—U2=—3V= R1=U1/I=Ω 则并联的总电阻： R=R1R2/R1+R2=3Ω6Ω/3Ω+6Ω=2Ω 并联干路中的电流： I=U/R=Ω=例3，如右图所示，当开关S闭合后，滑动变阻器滑片P在B点时，电压表示数为，电流表示数为；滑片P在中点C时电压表的示数为3V。求： （1） 滑动变阻器R1的最大阻值；（2）电源的电压；（3）电路的最大功率。 一、审题看题目后，本电路是串联电路，闭合开关，电路只有一种状态，电压表测滑动变阻器R1两端的电压，滑动变阻器的左右滑动改变它接入电路中电阻的大小，进而影响电路中电流的大小变化。二、联想相关公式及结论根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3，U＝U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式（I=U/R）以及电功率相关计算公式去计算。三，解答计算 解：（1）滑片P在B点时，滑动变阻器全部接入电路,此时电阻最大。则： R1max=U1max/I=Ω (2) 当滑片P在中点时，R1=15Ω 则此时电路中的电流是：I=U1中/R1=3V/15Ω= U= .............○1 U=3+ ............ ○2○1○2解得： U=9V R2=30Ω（3） 要是电路中的电功率最大，则必须是电路中流过的电流最大，只有当滑动变阻器滑片滑到A点是电阻最小，电流最大。则：P=UImax=9V×（9V/30Ω）=由于篇幅有限，在此便不再做详细说明，开动您的脑筋，自已分析总结。以上是我一点不成熟的、浅薄的认识，有错误之处还望各位同仁批评指正。 回答人的补充 2009-07-18 15:23 写论文参考资料:电学知识总结一, 电路电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电流).电流的方向:从电源正极流向负极.电源:能提供持续电流(或电压)的装置.电源是把其他形式的能转化为电能.如干电池是把化学能转化为电能.发电机则由机械能转化为电能.有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合.导体:容易导电的物体叫导体.如:金属,人体,大地,盐水溶液等.绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等.电路组成:由电源,导线,开关和用电器组成.路有三种状态:(1)通路:接通的电路叫通路;(2)开路:断开的电路叫开路（有时也叫断路）;(3)短路:直接把导线接在电源两极上的电路叫短路.电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图.串联:把元件逐个顺序连接起来,叫串联.(任意处断开,电流都会消失)并联:把元件并列地连接起来,叫并联.(各个支路是互不影响的)二, 电流国际单位:安培(A);常用:毫安(mA),微安( A),1安培=1000毫安=1000000微安.测量电流的仪表是:电流表,它的使用规则是:①电流表要串联在电路中;②电流要从"+"接线柱入,从"-"接线柱出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上.实验室中常用的电流表有两个量程:①0～安,每小格表示的电流值是安;②0～3安,每小格表示的电流值是安.三, 电压电压(U):电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置.国际单位:伏特(V);常用:千伏(KV),毫伏(mV).1千伏=1000伏=1000000毫伏.测量电压的仪表是:电压表,使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流要从"+"接线柱入,从"-"接线柱出;③被测电压不要超过电压表的量程;实验室常用电压表有两个量程:①0～3伏,每小格表示的电压值是伏;②0～15伏,每小格表示的电压值是伏.熟记的电压值:①1节干电池的电压伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:不高于36伏（有些教材中为24伏，但通常情况下指天气晴朗时不高于36伏，阴雨天时不高于12伏）;⑤工业电压380伏.四, 电阻电阻(R):表示导体对电流的阻碍作用.(导体如果对电流的阻碍作用越大,那么电阻就越大,而通过导体的电流就越小).国际单位:欧姆(Ω);常用:兆欧(MΩ),千欧(KΩ);1兆欧=1000千欧;1千欧=1000欧.决定电阻大小的因素:材料,长度,横截面积和温度(R与它的U和I无关).滑动变阻器:原理:改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的.作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压.铭牌:如一个滑动变阻器标有"50Ω 2A"表示的意义是:最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A.正确使用:a,应串联在电路中使用;b,接线要"一上一下";c,通电前应把阻值调至最大的地方.五, 欧姆定律欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.公式: 式中单位:I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω).公式的理解:①公式中的I,U和R必须是在同一段电路中;②I,U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一.欧姆定律的应用:①同一电阻的阻值不变,与电流和电压无关,其电流随电压增大而增大.(R=U/I)②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R)③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联,串得越多,电阻越大)①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)②电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)③电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个等值电阻串联,则有R总=nR④ 分压作用:=;计算U1,U2,可用:;⑤ 比例关系:电流:I1:I2=1:1 (Q是热量)电阻的并联有以下几个特点:(指R1,R2并联,并得越多,电阻越小)①电流:I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)②电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)③电阻:(总电阻的倒数等于各电阻的倒数和)如果n个等值电阻并联,则有R总=R④分流作用:;计算I1,I2可用:;⑤比例关系:电压:U1:U2=1:1 ,(Q是热量)六, 电功和电功率1. 电功(W):电能转化成其他形式能的多少叫电功,2.功的国际单位:焦耳.常用:度(千瓦时),1度=1千瓦时=×106焦耳.3.测量电功的工具:电能表4.电功公式:W=Pt=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒).利用W=UIt计算时注意:①式中的和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量.还有公式:=I2Rt电功率(P):表示电流做功的快慢.国际单位:瓦特(W);常用:千瓦公式:式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V),I→安(A)利用计算时单位要统一,①如果W用焦,t用秒,则P的单位是瓦;②如果W用千瓦时,t用小时,则P的单位是千瓦.10.计算电功率还可用右公式:P=I2R和P=U2/R11.额定电压(U0):用电器正常工作的电压.另有:额定电流12.额定功率(P0):用电器在额定电压下的功率.13.实际电压(U):实际加在用电器两端的电压.另有:实际电流14.实际功率(P):用电器在实际电压下的功率.当U > U0时,则P > P0 ;灯很亮,易烧坏.当U < U0时,则P < P0 ;灯很暗,当U = U0时,则P = P0 ;正常发光.15.同一个电阻,接在不同的电压下使用,则有;如:当实际电压是额定电压的一半时,则实际功率就是额定功率的1/4.例"220V 100W"如果接在110伏的电路中,则实际功率是25瓦.)16.热功率:导体的热功率跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比.热公式:P=I2Rt ,(式中单位P→瓦(W);I→安(A);R→欧(Ω);t→秒.)18.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有:热功率=电功率,可用电功率公式来计算热功率.(如电热器,电阻就是这样的.)七,生活用电家庭电路由:进户线(火线和零线)→电能表→总开关→保险盒→用电器.所有家用电器和插座都是并联的.而用电器要与它的开关串联接火线. （另外，火线又可叫作相线）保险丝:是用电阻率大,熔点低的铅锑合金制成.它的作用是当电路中有过大的电流时,它升温达到熔点而熔断,自动切断电路,起到保险的作用.引起电路电流过大的两个原因:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大.安全用电的原则是:①不接触低压带电体;②不靠近高压带电体.八,电和磁磁性:物体吸引铁,镍,钴等物质的性质.磁体:具有磁性的物体叫磁体.它有指向性:指南北.磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极.任何磁体都有两个磁极,一个是北极(N极);另一个是南极(S极)磁极间的作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引.磁化:使原来没有磁性的物体带上磁性的过程.磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.磁场的基本性质:对入其中的磁体产生磁力的作用.磁场的方向:小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向.磁感线:描述磁场的强弱,方向的假想曲线.不存在且不相交,北出南进.磁场中某点的磁场方向,磁感线方向,小磁针静止时北极指的方向相同.10.地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的南极则在地理的北极附近.但并不重合,它们的交角称磁偏角,我国学者沈括最早记述这一现象.11.奥斯特实验证明:通电导线周围存在磁场.12.安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).13.通电螺线管的性质:①通过电流越大,磁性越强;②线圈匝数越多,磁性越强;③插入软铁芯,磁性大大增强;④通电螺线管的极性可用电流方向来改变.14.电磁铁:内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁.15.电磁铁的特点:①磁性的有无可由电流的通断来控制;②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节;③磁极可由电流方向来改变.16.电磁继电器:实质上是一个利用电磁铁来控制的开关.它的作用可实现远距离操作,利用低电压,弱电流来控制高电压,强电流.还可实现自动控制.17.电话基本原理:振动→强弱变化电流→振动.18.电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.应用:发电机感应电流的条件:①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体在磁场中;③这部分导体做切割磁感线运动.感应电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关.发电机的原理:电磁感应现象.结构:定子和转子.它将机械能转化为电能.磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁力的作用.是由电能转化为机械能.应用:电动机.通电导体在磁场中受力方向:跟电流方向和磁感线方向有关.电动机原理:是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的.换向器:实现交流电和直流电之间的互换.交流电:周期性改变电流方向的电流.直流电:电流方向不改变的电流.实验一.伏安法测电阻实验原理:(实验器材,电路图如下图)注意:实验之前应把滑动变阻器调至阻值最大处实验中滑动变阻器的作用是改变被测电阻两端的电压.二.测小灯泡的电功率——实验原理:P=UI