物理電磁感應(yīng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
物理電磁感應(yīng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
電磁感應(yīng)(Electromagnetic induction)現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。下面是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的物理電磁感應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，一起來看看吧。
物理電磁感應(yīng)知識(shí)點(diǎn)
1.電流的磁效應(yīng)：
把一根導(dǎo)線平行地放在磁場(chǎng)上方，給導(dǎo)線通電時(shí)，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，就好像磁針受到磁鐵的作用一樣。這說明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。
2.電流磁效應(yīng)現(xiàn)象：
磁鐵對(duì)通電導(dǎo)線的作用，磁鐵會(huì)對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用，使導(dǎo)體棒偏轉(zhuǎn)。電流和電流間的相互作用，有相互平行而且距離較近的兩條導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中分別通以方向相同和方向相反的電流時(shí)，觀察到發(fā)生的現(xiàn)象是：同向電流相吸，異向電流相斥。
3.電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的意義：
①電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。
?、陔姶鸥袘?yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們找到了磁生電的條件，開辟了人類的電器化時(shí)代。
③電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，也體現(xiàn)了自然規(guī)律的和諧的對(duì)稱美。
4.對(duì)電磁感應(yīng)的理解:
電和磁之間有著必然的聯(lián)系，電能生磁，磁也一定能夠生電，但磁生電是有條件的，只有變化的磁場(chǎng)或相對(duì)位置的變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁生電表現(xiàn)為磁場(chǎng)的“變化”和“運(yùn)動(dòng)”。
引起電流的原因概括為五類：
① 變化的電流。
② 變化的磁場(chǎng)。
?、?運(yùn)動(dòng)的恒定電流。
?、?運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。
?、?在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。
5.磁通量：
閉合電路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫磁通量，即Φ，θ為磁感線與線圈平面的夾角。
6.對(duì)磁通量Φ的說明：
雖然閉合電路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫磁通量，但是當(dāng)磁場(chǎng)與閉合電路的面積不垂直時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度也有垂直閉合電路的分量磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直閉合電路面積的分量。
7.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：
一是電路閉合。
二是磁通量變化。
8.楞次定律：
感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
9.楞次定律的理解：
?、?感應(yīng)電流的磁場(chǎng)不一定與原磁場(chǎng)方向相反，只是在原磁場(chǎng)的磁通量增大時(shí)兩者才相反;在磁通量減小時(shí)，兩者是同樣。
?、?“阻礙”并不是“阻止”如原磁通量要增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只能“阻礙”其增加，而不能阻止其增加，即原磁通量還是要增加。
?、鄱杀旧聿]有直接給定感應(yīng)電流的方向，只是給定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)間存在“阻礙”關(guān)系，要注意區(qū)分這兩個(gè)磁場(chǎng)及其間的相互關(guān)系。
10.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。
11.反電動(dòng)勢(shì)：
定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，我們把這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為反電動(dòng)勢(shì)。
12.電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用：
感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生由感應(yīng)電場(chǎng)使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì)，感生電動(dòng)勢(shì)在電路中的作用就是充當(dāng)電源，其電路就是內(nèi)電路，當(dāng)它與外電路連接后就會(huì)對(duì)外電路供電變化的磁場(chǎng)在閉合導(dǎo)體所在空間產(chǎn)生電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場(chǎng)力作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由此可見，感生電場(chǎng)就相當(dāng)于電源內(nèi)部的所謂的非靜電力，對(duì)電荷產(chǎn)生力的作用。
13.感生電場(chǎng)的應(yīng)用：
電子感應(yīng)加速器是應(yīng)用感生電場(chǎng)對(duì)電子的作用來加速電子的一種裝置，主要用于核反應(yīng)研究。
14.互感和自感：
互感現(xiàn)象：兩個(gè)線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。
15.對(duì)互感的三點(diǎn)理解：
?、?、互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間。
?、?、互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)電路傳到另一個(gè)電路，變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。
③、在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，這時(shí)要求設(shè)法減小電路間的互感。
16.自感現(xiàn)象：
由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。
互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不僅僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間，而且可以發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間，由于是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以可以用安培定則、楞次定律去分析。
自感電流的方向可用楞次定律判斷，當(dāng)導(dǎo)體中電流增加時(shí)，自感電流的方向與原來的方向相反;當(dāng)電流減小時(shí)，自感電流的方向與原來電流的方向相同，在分析自感現(xiàn)象時(shí)，除了要定性分析通電和斷電自感現(xiàn)象外，還應(yīng)半定量地分析電路中的電流變化，分析時(shí)主要抓住通過自感線圈的電流不能突變這一特點(diǎn)，其次是要注意電路結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定和不穩(wěn)定時(shí)的變化。
17.渦流：
把塊狀的金屬放在變化的磁場(chǎng)中，或者讓它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬塊內(nèi)組成閉合回路，很像水的漩渦，因此叫做渦流。整塊金屬電阻很小，所以渦流常常很大。
18.渦流的熱效應(yīng)：
線圈接入反復(fù)變化的電流，某段時(shí)間內(nèi)，若電流變大，則其磁場(chǎng)變強(qiáng)，根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場(chǎng)激發(fā)出感生電場(chǎng)，導(dǎo)體可以看成是由許多閉合線圈組成的，在感生電場(chǎng)作用下，這些線圈中產(chǎn)生了感生電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流，由于導(dǎo)體存在電阻，當(dāng)電流在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電熱，這就是渦流的熱效應(yīng)。
19.電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)：
電磁阻尼：導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，利用安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就是電磁阻尼，磁電式儀表的指針能夠很快停下，就是利用了電磁阻尼。
20.電磁驅(qū)動(dòng)：
導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該知道安培力阻礙磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式是多種多樣的，當(dāng)磁場(chǎng)以某種方式運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體中的安培力為阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使導(dǎo)體跟著磁場(chǎng)動(dòng)起來(跟著轉(zhuǎn)動(dòng))，這就是電磁驅(qū)動(dòng)。
21.電磁驅(qū)動(dòng)與磁懸浮列車：
磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體產(chǎn)生抗磁作用使列車向上浮起而離開軌道，利用周期性地變換磁極方向產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，從而使車獲得推動(dòng)力，磁懸浮列車是目前世界上技術(shù)最先進(jìn)、已經(jīng)投入使用階段的新型列車，具有的優(yōu)點(diǎn)有：
?、偎俣雀?。
②安全、平衡、舒適。
?、哿熊嚺c軌道間沖擊小，壽命長(zhǎng)，節(jié)能。
?、芑旧蠠o噪音和空氣污染。
物理電磁感應(yīng)解題方法
應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟：
?、倜鞔_所研究的閉合回路。
?、谂袛嘣艌?chǎng)方向。
?、叟袛嚅]合回路內(nèi)原磁場(chǎng)的磁通量變化。
?、芤罁?jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。
利用安培定則(右手螺旋定則)根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，判斷出感應(yīng)電流方向。
右手定則：
伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在一個(gè)平面內(nèi)讓磁感線從手心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。
楞次定律與右手定則的關(guān)系：
導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例，所以判斷感應(yīng)電流方向的右手定則也是楞次定律的特例能用右手定則判斷的，一定也能用楞次定律判斷，只是不少情況下不如右手定則來得方便簡(jiǎn)單。反過來，用楞次定律能判斷的，并不是用右手定則都能判斷出來。
注意適用范圍：
?、倮愦味煽蓱?yīng)用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況，右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況，導(dǎo)體不動(dòng)時(shí)不能用。
②注意研究對(duì)象：楞次定律研究的是整個(gè)閉合電路，右手定則研究的是閉合電路的一部分即一段導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
電磁感應(yīng)知識(shí)
一是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。電磁感應(yīng)研究的是其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)和規(guī)律，其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。
楞次定律表述為：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即要想獲得感應(yīng)電流(電能)必須克服感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力做功，需外界做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。法拉第電磁感應(yīng)定律是反映外界做功能力的，磁通量的變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，外界做功的能力也越大。
二是電路及力學(xué)知識(shí)。主要討論電能在電路中傳輸、分配，并通過用電器轉(zhuǎn)化成其他形式能的特點(diǎn)規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中常常用到電路的三個(gè)規(guī)律(歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學(xué)中的牛頓定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理和能量守恒定律等概念。
三是右手定則。右手平展，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)。把右手放入磁場(chǎng)中，若磁力線垂直進(jìn)入手心(當(dāng)磁感線為直線時(shí)，相當(dāng)于手心面向N極)，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。
電磁學(xué)中，右手定則判斷的主要是與力無關(guān)的方向。為了方便記憶，并與左手定則區(qū)分，可以記憶成：左力右電(即左手定則判斷力的方向，右手定則判斷電流的方向)。或者左力右感、左生力右通電。
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