由于磁通量的变化而产生感应电势的现象,我们真诚地认为电磁感应现象,在电磁感应现象中产生的电势称为感应电势,其变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电势,电磁感应现象是由导体本身电流的变化引起的
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总结高中物理电磁感应知识点(1)
电磁感应现象
由于磁通量的变化,我们对电磁感应现象真诚。具体来说,一些关闭电路的导体在切割磁感线时会产生电流。我们称这种现象为电磁感应,导体中产生的电流称为感应电流。
法拉第电磁感应定律概念
基于电磁感应现象,我们开始探索如何计算感应电势的大小。法拉第总结并得出结论。法拉第电磁感应定律确定了感应电势的大小,与通过该电路的磁通变化率成正比。公式:E=-n(dΦ)/(dt)。对于动生,也可以使用E=BLV来求。
通过楞次定律可以确定电势的方向。高中物理楞次定律指出,感应电流的磁场应阻碍原磁通的变化。对于动生电势,学生也可以用右手定则判断感应电流的方向,找出感应电势的方向。需要注意的是,楞次定律的应用更广泛,其核心是障碍一词。
感应电势的大小计算公式
(1)E=n*ΔΦ/Δt(一般公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ,Δt磁通量的变化率}
(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动)E=BLV中的v和L不能与磁感线平行,但不能垂直于磁感线sinA为v或L与磁感线的夹角。{L:有效长度(m)}
(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电势){Em:感应电动势峰值}
(4)E=B(L^2)ω/2(导体一端固定ω其中旋转切割)ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)
电磁感应是电磁学中最重要的发现之一,它显示了电磁现象之间的相互关联和转化,对其本质的深入研究揭示了电磁场之间的关系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重要意义。电磁感应现象广泛应用于电工技术、电工技术和电磁测量。电磁感应现象广泛应用于电工技术、电工技术和电磁测量。
电磁感应与静电感应的关系
电磁感应不应与静电感应混淆。电磁感应将电势与通过电路的磁通量连接起来,而静电感应是利用另一带电荷的物体产生电荷的方法。
电流磁效应:
将导线平行放置在磁场上方,当导线通电时,磁针发生偏转,就像磁针受磁铁的影响一样。这说明磁铁不仅能产生磁场,还能产生磁场。这种现象称为电流的磁效应。
电流磁效应现象:
磁铁对通电导线的作用,磁铁对通电导线产生力,使导体棒偏转。电流和电流之间的相互作用有两条相互平行和接近的导线。当导线通过相同方向和相反方向的电流时,观察到相同方向的现象是相互吸收,异向电流相互排斥。
发现电磁感应的意义:
①电磁感应的发现提高了人们对电磁内在联系的理解,宣告了电磁学作为统一学科的诞生。
②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件,开辟了人类电气化的时代。
③电磁感应的发现促进了经济社会的发展,也体现了自然规律的和谐对称美。
理解电磁感应:
电与磁之间有着不可避免的联系。电能产生磁性,磁性也必须产生电,但磁性是有条件的。只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流,磁性表现为磁场的变化和运动。
电流的原因可分为五类:
①电流变化。
②磁场的变化。
③恒定电流的运动。
④运动磁场。
⑤导体在磁场中移动。
磁通量:
闭合电路的面积和垂直穿过其磁感应强度的乘积称为磁通量,即Φ,θ磁感线与线圈平面的夹角。
对磁通量Φ的说明:
虽然闭合电路面积与垂直通过其磁感应强度的乘积称为磁通量,但当磁场与闭合电路面积不垂直时,磁感应强度也具有垂直闭合电路面积的分量。
产生感应电流的条件:
一是电路闭合。
二是磁通量的变化。
楞次定律:
内容:感应电流有这样一个方向,即感应电流的磁场总是阻碍感应电流磁通量的变化。
理解楞次定律:
①感应电流的磁场不一定与原磁场的方向相反,但当原磁场的磁通量增加时,两者相反;当磁通量减小时,两者相同。
②障碍不是阻止。如果原磁通量需要增加,感应电流的磁场只能阻其增加,而不能阻止其增加,即原磁通量仍需增加。
③定律本身并没有直接给出感应电流的方向,而是给定感应电流的磁场与原磁场之间存在障碍关系。
判断感应电流方向的步骤:
①明确所研究的闭合回路。
②判断原磁场的方向。
③判断闭合回路中原磁场的磁通量变化。
④感应电流的磁场方向是根据楞次定律来判断的。
根据感应电流的磁场方向,利用安培定则(右手螺旋定则)来判断感应电流的方向。
右手定则:
内容:伸展右手,使拇指垂直于其他四个手指,使磁感线从手掌进入,使拇指向导线移动。此时,四个手指指向感应电流的方向。
楞次定律与右手定则的关系:
导体运动切割磁感应线产生的感应电流是磁通量变化引起的感应电流的特例。因此,判断感应电流方向的右手定律也可以用右手定律来判断,也可以用楞次定律来判断,但在很多情况下,它不如右手定律方便简单。另一方面,用楞次定律定则来判断楞次定律。
注意适用范围:
①波纹定律可用于磁通量变化引起的各种感应电流,右手定律只适用于磁场中导体切割磁感应线的运动,导体不移动时不能使用。
②注意研究对象:楞次定律研究整个闭合电路,右手定则研究闭合电路的一部分,即切割磁感线的导体。
感应电势:
在电磁感应现象中产生的电势称为感应电势,产生感应电势的导体相当于电源。
法拉第电磁感应定律:
内容:电路中感应电势的大小与通过该电路的磁通量的变化率成正比,与磁通量和磁通量的变化率成正比。
公式:
反电动势:
定义:当电机旋转时,线圈中也会产生感应电势。这种电势总是削弱电源电势的作用。我们称电势。
应用电磁感应规律:
感应电势由感应电场产生的电势称为感应电势应电势。感应电势在电路中的作用是充当电源,其电路是内电路。当它与外电路连接时,外电路电源变化的磁场会在闭合导体所在空间产生电场,导体中的自由电荷会在电场力的作用下产生感应电流。或者感应电势在导体中产生,可见感应电场相当于电源内所谓的非静电,对电荷产生力。
感应电场的应用:
电子感应加速器是利用感应电场对电子的作用加速电子的装置,主要用于核反应研究。
互感和自感:
互感现象:两个线圈之间没有电线连接,但当一个线圈中的电流发生变化时,其变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电势,称为互感现象。
三种对互感的理解:
①、互感是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生在同一铁芯上的两个线圈之间,还发生在任何相互靠近的电路之间。
②、互感现象可以将能量从一个电路传递到另一个电路,变压器是由互感现象制成的。
③、在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,因此需要尽量减少电路之间的互感。
自感现象:由导体本身的电流变化引起的电磁感应现象称为自感现象。
互感现象是一种常见的电磁感应现象,不仅发生在同一铁芯上的两个线圈之间,还发生在任何两个相互靠近的电路之间。因为是电磁感应现象,可以用安培定则和波纹定律来分析。
波纹定律可以判断自感电流的方向。当导体中的电流增加时,自感电流的方向与原来的方向相反;当电流减小时,自感电流的方向与原来的电流相同。在分析自感现象时,除了定性分析通电和断电的自感现象外,还应半定量分析电路中的电流变化。分析时,主要掌握通过自感线圈的电流无法突变的特点,二是在稳定性和不稳定性下注意电路结构的变化。
涡流:
将块状金属放置在变化的磁场中,或在磁场中移动时产生感应电流。这种电流在金属块中形成一个闭合电路,非常像水的漩涡,因此被称为涡。
将块状金属放置在变化的磁场中,或在磁场中移动时产生感应电流。这种电流在金属块中形成一个闭合电路,与水的漩涡非常相似,因此被称为涡流。整个金属电阻很小,所以涡流通常很大。
涡流热效应:
线圈接入反复变化的电流。在一段时间内,如果电流变大,其磁场就会变强。根据麦克斯韦理论,变化的磁场刺激感应电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的。在感应电场的作用下,由于导体的电阻,这些线圈产生感应电势并产生涡旋感应电流,当电流在导体中流动时,会产生电热,即涡流的热效应。
电磁阻尼和电磁驱动:
电磁阻尼:当导体和磁场相对运动时,感应电流的安培力总是阻碍其相对运动。使用安培力阻碍导体和磁场之间的相对运动是电磁阻尼。磁电仪表的指针可以快速停止,即使用电磁阻尼。
电磁驱动:当导体和磁场相对运动时,感应电流的安培力总是阻碍其相对运动。我们应该知道,安培力阻碍磁场和导体的相对运动有多种方式。当磁场以某种方式运动时,导体中的安培力阻碍导体和磁场之间的相对运动,使导体跟随磁场(旋转),即电磁驱动。
电磁驱动和磁悬浮列车:
磁悬浮列车是利用超导体产生的抗磁作用,使列车向上漂浮,离开轨道,定期改变磁极方向运动磁场,使汽车获得驱动力。磁悬浮列车是世界上技术最先进、已投入使用的新列车,具有以下优点:
①速度高。
②安全、平衡、舒适。
②安全、平衡、舒适。
③火车与轨道冲击小,使用寿命长,节能。
④基本无噪音和空气污染。
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