Question

31. Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。

（1）自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：

①写出磁铁矿主要成分的化学式：　　　　　　　　　　　　　　。

②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：　　　　　　　　　　　。

③写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：　　　　　　。

④写出CaCO₃所参与反应的两个化学方程式：　　　　　　　　　。

（2）磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机。如图所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N匝，线框长为l₁、宽为l₂，转子的转动角速度为，磁极间的磁感强度为B.试导出发电机的瞬时电动势E的表达式。

现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感强度可增大到原来的K倍.如果保持发电机结构和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？

（3）铁是叶绿素生物合成过程中必需的元素，缺铁植株最明显的症状是叶片发黄，请问这一症状首先出现在植株的幼叶还是老叶上？为什么？

Answer 1

31.

 

 （2）取轴Ox垂直于磁感强度，线框转角为θ（如上图所示），线框长边垂直于纸面，点A、B表示线框长边导线与纸面的交点，O点表示转轴与纸面的交点。

线框长边的线速度为v＝                                    ①

一根长边导线产生的电动势为，一匝导线框所产生的感应电动势为

E₁＝l₁l₂ωBsinθ                        ②

N匝线框产生的电动势应为

E_N＝NE₁＝Nl₁l₂ωBsinωt           ③

磁极换成钕铁硼永磁体时，设匝数为N′，则有

E_N′＝N′l₁l₂ωKBsinωt            ④

由E_N＝E_N′′可得

N′＝                                              ⑤

如果考生取磁场线方向为轴并得出正确结果同样给分。

（3）幼叶上。

因为缺铁植株没有足够的铁供给新生幼叶，原先进入植物体的铁不易移动，所以不能转移到新生幼叶中再度被利用。