电磁感应与电磁波
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电磁感应
电和磁是不可分割的,它们始终交织在一起。简单地说,就是电生磁、磁生电。 电生磁
图1 右手定则
如果一条直的金属导线通过电流,那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大,产生的磁场越强。磁场成圆形,围绕导线周围。磁场的方向可以根据“右手定则”(见图1)来确定:将右手拇指伸出,其余四指并拢弯向掌心。这时,拇指的方向为电流方向,而其余四指的方向是磁场的方向。实际上,这种直导线产生的磁场类似于在导线周围放置了一圈NS极首尾相接的小磁铁的效果。
图2 螺旋管电磁场
如果将一条长长的金属导线在一个空心筒上沿一个方向缠绕起来,形成的物体我们称为螺线管。如果使这个螺线管通电,那么会怎样?通电以后,螺线管的每一匝都会产生磁场,磁场的方向如图2中的圆形箭头所示。那么,在相邻的两匝之间的位置,由于磁场方向相反,总的磁场相抵消;而在螺线管内部和外部,每一匝线圈产生的磁场互相叠加起来,最终形成了如图2所示的磁场形状。也可以看出,在螺线管外部的磁场形状和一块磁铁产生的磁场形状是相同的。而螺线管内部的磁场刚好与外部的磁场组成闭合的磁力线。在图2中,螺线管表示成了上下两排圆,好象是把螺线管从中间切开来。上面的一排中有叉,表示电流从荧光屏里面流出;下面的一排中有一个黑点,表示电流从外面向荧光屏内部流进。 电生磁的一个应用实例是实验室常用的电磁铁。为了进行某些科学实验,经常用到较强的恒定磁场,但只有普通的螺线管是不够的。为此,除了尽可能多地绕制线圈以外,还采用两个相对的螺线管靠近放置,使得它们的N、S极相对,这样两个线包直接就产生了一个较强的磁场。另外,还在线包中间放置纯铁(称为磁轭),以聚集磁力线,增强线包中间的磁场,如图3、图4所示。
图3 电磁铁 图4 电磁铁磁极
对于一个很长的螺线管,其内部的磁场大小用下面的公式计算:H=nI
在这个公式中,I是流过螺线管的电流,n是单位长度内的螺线管圈数。
如果有两条通电的直导线相互靠近,会发生什么现象?我们首先假设两条导线的通电电流方向相反,图5(a)所示。那么,根据上面的说明,两条导线周围都产生圆形磁场,而且磁场的走向相反。在两条导线之间的位置会是说明情况呢?不难想象,在两条导线之间,磁场方向相同。这就好象在两条导线中间放置了两块磁铁,它们的N极和N极相对,S极和S极相对。由于同性相斥,这两条导线会产生排斥的力量。类似地,如果两条导线通过的电流方向相同,图5(b)所示,它们会互相吸引。
可不填的
、磁通量
1.磁通量:穿过磁场中某个面
的 的条数叫做穿过这一面
积的磁通量。磁通量简称
符号为 ,单位是韦伯(Wb)。
2.磁通量的计算
(1)公式 =B5
此式的适用条件是:①一
磁场;②磁感线与平面——。
(2)如果磁感线与平面不垂直,
上式中的S为平面在——于磁感线
方向上的投影面积。此时, = 。
3.磁通量是标量
磁通量没有 .但 有正负。磁通量正向穿过某平面和反
向穿过该平面时.磁通量的正负关系
同。求 时应注意
相反方向抵消以后所剩余的磁通量
当平面和磁场方向
过这个面的磁通量为零。
4.磁通量的变化△ = 时.穿 井淼,中学物理高级教师,山东省优秀物理教师,沂蒙名师,临沂市
教学能手。在《物理教师》、《中学物理》、《中学物理教学参考》、《物
理教学探讨》、《理科考试研究》、《数理化解题研究》、《中学生理化
报》、《考试报》等多家报刊发表文章近百篇。参与编写了《高中课程
新学案》、《试题调研》,主编了《超越课堂》、《精讲通练》、《北京名师
导学》、《新新学案》、《中学教材学习顾问》、《单元双测同步达标活
页试卷》等系列丛书。
电确撼应
0山东省苍山县东苑高级中学井淼
△ 可能是
而引起.也可能是
化而引起.还有可能是 发生变化
发生变
和
同时发生变化而引起的.
在确定磁通量的变化时应注意。
二、电磁感 现象的产生条件
1.产生感应电流的条件:
通过大量实验总结出:不
论什么情况.只要满足 和
发生变化这两个条件.就
必然产生感应电流。
2.感应电动势的产生条件:无
论电路是否 路的 ——,只要穿过电
发生变化.这部分电
路就会产生感应电动势。这部分电路
或导体相当于 .只有当外
电路——时,电路中才会有感应
电流 r
} 三、感应由"lz ̄ /Jl L的方向
1.右手定则:当闭合电路的
——做切割磁感线运动时,产 j
生的感应电流的方向可以用右手定
堡鍪堂 塑 直史兰皇 20 则来进行判断。
1 可编辑修改精选全文完整版
高二物理电磁感应、电磁场电磁波的知识点总结
2012.6
电磁感应
一、产生感应电流的条件:
1.磁通量发生变化(产生感应电动势的条件)
2.闭合回路
*引起磁通量变化的常见情况:
(1)线圈中磁感应强度发生变化
(2)线圈在磁场中面积发生变化(如:闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动)
(3)线圈在磁场中转动
二、感应电流的方向判定:
1.楞次定律:(适用磁通量发生变化)
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
关于“阻碍”的理解:
(1)“阻碍”是“阻碍原磁通量的变化”,而不是阻碍原磁场;
(2)“阻碍”不是“阻止”,尽管“阻碍原磁通量的变化”,但闭合回路中的磁通量仍然在变化;
(3)“阻碍”是“阻碍变化”,当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反——阻碍原磁通量的增加;当原磁通量 2 减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同——阻碍原磁通量的减少。
2.右手定则:(适用导体切割磁感应线)
伸开右手,让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,
让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指指的就是感应电流的方向。其中四指指向还可以理解为:感应电动势高电势处。
*应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤
①明确闭合回路中原磁场方向(穿过线圈中原磁场的磁感线的方向)。
②把握闭合回路中原磁通量的变化(φ原是增加还是减少)。
③依据楞次定律,确定回路中感应电流磁场的方向(B感取什么方向才能阻碍φ原的变化)。
④利用安培定则,确定感应电流的方向(B感和I感之间的关系)。
*楞次定律的拓展
1.当闭合回路中磁通量变化而引起感应电流时,感应电流的效果总是阻碍原磁通量的变化。(增反减同)
2.当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时,感应电流的效果总是阻碍二者之间的相对运动(来斥去吸)。
3.当线圈中自身电流发生变化而引起感应电流时,感应电流的效果总是阻碍原电流的变化(自感现象)。
高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步基础知识点归纳总结
单选题
1、管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化,将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为( )
A.牛顿B.库仑C.洛伦兹D.法拉第
答案:D
由题意可知圆管为金属导体,导体内部自成闭合回路,且有电阻,当周围的线圈中产生出交变磁场时,就会在导体内部感应出电流,电流通过电阻要发热。该过程利用的原理是电磁感应现象,其发现者为法拉第,故D正确,ABC错误。
故选D。
2、如图所示,O处有一通电直导线,其中的电流方向垂直于纸面向里,图形abcd为以O点为同心圆的两段圆弧a和c与两个半径b和d构成的扇形,则以下说法中正确的是( )
A.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示,且离O点越远,磁场越强
B.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示,且离O点越远,磁场越弱
C.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示,且离O点越远,磁场越强
D.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示,且离O点越远,磁场越弱
答案:D 由安培定则可知,通电直导线周围磁场的磁感线是以通电导线为圆心的一系列同心圆,方向是图中a或c箭头所示,且离通电直导线越远,磁场越弱。
故选D。
3、5G是“第五代移动通信技术”的简称,其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109~6×109 Hz频段的无线电波,而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109 Hz,则( )
A.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站
B.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快
C.空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象