Question

31. Fe是地殼中含量很豐富的元素，也是生物體所必需的元素。

（1）自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦和磁鐵礦。金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和石灰石。請填空：

①寫出磁鐵礦主要成分的化學式：　　　　　　　　　　　　　　。

②寫出赤鐵礦被還原成鐵的化學方程式：　　　　　　　　　　　。

③寫出焦炭在高爐中所參與反應的兩個化學方程式：　　　　　　。

④寫出CaCO₃所參與反應的兩個化學方程式：　　　　　　　　　。

（2）磁鐵在電器中有廣泛的應用，如發電機。如圖所示，已知一臺單相發電機轉子導線框共有N匝，線框長為l₁、寬為l₂，轉子的轉動角速度為，磁極間的磁感強度為B.試導出發電機的瞬時電動勢E的表達式。

現在知道有一種強永磁材料釹鐵硼，用它制成發電機的磁極時，磁感強度可增大到原來的K倍.如果保持發電機結構和尺寸、轉子轉動角速度、需產生的電動勢都不變，那么這時轉子上的導線框需要多少匝？

（3）鐵是葉綠素生物合成過程中必需的元素，缺鐵植株最明顯的癥狀是葉片發黃，請問這一癥狀首先出現在植株的幼葉還是老葉上？為什么？

Answer 1

31.

 

 （2）取軸Ox垂直于磁感強度，線框轉角為θ（如上圖所示），線框長邊垂直于紙面，點A、B表示線框長邊導線與紙面的交點，O點表示轉軸與紙面的交點。

線框長邊的線速度為v＝                                    ①

一根長邊導線產生的電動勢為，一匝導線框所產生的感應電動勢為

E₁＝l₁l₂ωBsinθ                        ②

N匝線框產生的電動勢應為

E_N＝NE₁＝Nl₁l₂ωBsinωt           ③

磁極換成釹鐵硼永磁體時，設匝數為N′，則有

E_N′＝N′l₁l₂ωKBsinωt            ④

由E_N＝E_N′′可得

N′＝                                              ⑤

如果考生取磁場線方向為軸并得出正確結果同樣給分。

（3）幼葉上。

因為缺鐵植株沒有足夠的鐵供給新生幼葉，原先進入植物體的鐵不易移動，所以不能轉移到新生幼葉中再度被利用。