电流磁效应与电磁感应
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电流的磁效应和电磁感应
电流的磁效应:
当电流通过导体时,会产生磁场。
电流的磁效应是指电流在磁场中受到的力以及磁场中电流所受到的力。
根据安培定律,电流产生的磁场是由电流所形成的闭合环路上的线元素所产生的磁场叠加而成的。
磁场的强度与电流强度成正比,与线元素到电流的距离成反比。
电流在磁场中会受到洛伦兹力,其大小和方向由电流、磁场以及导体之间的相对运动来决定。
电磁感应:
电磁感应是指磁场变化引起的电场。
当磁场随时间发生变化时,会在周围空间中产生电场。
这个现象被称为电磁感应。
电磁感应的大小与磁场的变化率成正比,与磁场强度和导体所处位置的关系也有密切联系。
电磁感应的一个重要应用是发电机,发电机利用旋转的磁场和线圈相互作用,将机械能转化为电能。
总的来说,电流的磁效应和电磁感应是电磁学中两个基本的概念,它们描述了电流和磁场之间的互相作用和转化。
深入理解这两个概念,对于理解电磁学的基本原理和应用具有重要的意义。
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;. 电流的磁效应(通电会产生磁):奥斯特发现:任何通有电流的导线,都可以在其周围产生
磁场的现象,称为电流的磁效应. 非磁性金属通以电流,却可产生磁场,其效果与磁铁建立的磁场相同. 通有电流的长直导线周围产生的磁场. 在通电流的长直导线周围,会有磁场产生,其磁感线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆,且磁场的方向与电流的方向互相垂直.
因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流。
这种现象叫电磁感应现象。
产生的电流称为感应电流。
这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象,不能全面概括电磁感现象:闭合线圈面积不变,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。
所以准确的定义如下:因磁通量变化产生感应电动势的现象。
总:
电流的磁效应:电生磁
电磁感应现象:磁生电。
电工基础复习3(磁场与电磁感应)一、磁场1)磁场是磁体周围存在的一种特殊物质,磁体通过磁场发生相互作用。
2)磁场的大小和方向可用磁感线来形象的描述:磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线的切线方向表示磁场的方向。
2、电流的磁效应1)通电导线周围存在着磁场,说明电可以产生磁,由电产生磁的现象称为电流的磁效应。
电流具有磁效应说明磁现象具有电本质。
2)电流产生的磁场方向与电流的方向有关,可用安培定则,即右手螺旋定则来判断。
3、描述磁场的物理量1)磁感应强度BB是描述磁场强弱和磁场方向的物理量,它描述了磁场的力效应。
当通电直导线与磁2)铁磁性物质的B随H而变化的曲线称为磁化曲线,它表示了铁磁性物质的磁性能。
磁滞回线常用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。
6、磁路1)磁通经过的闭合路径称为磁路。
磁路中的磁通、磁动势和磁阻的关系,可用磁路El欧姆定律来表示,即m,其中RmRmS2)由于铁磁性物质的磁导率不是常数,因此磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算,只用于定性分析。
二、电磁感应1、利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,用电磁感应的方法产生的电流,叫感应电流。
2、闭合回路中的一部分在磁场中作切割磁感线运动(磁通发生变化),回路中有感应电流。
3、右手定则:右手,磁力线垂直进入手心;大姆指,运动方向;四指,感生电流方向。
(在感应电流方向、磁场方向、导体运动方向中已知任意两个的方向可以判断第三个的方向。
)4.楞次定律:感应电流的方向,总是使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,它是判断感应电流方向的普遍规律。
注意:阻碍原来的变化步骤:(1)原磁通方向,增大或减小;(2)感应电流的磁场方向;(3)安培定则——电流方向5、感应电动势E=BLVinθ(θ为B、V的夹角)6、E=N△Φ/△t(N为匝数△Φ/△t为磁通变化率E与磁通的变化率成正比)属于电磁感应现象的问题——右手定则——“电”磁场对电流作用的问题——左手定则——“力”7、导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象,自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势。
电流的磁效应及其应用1. 应用背景电流的磁效应是电磁学的重要基础现象之一,是指通过载流导体产生的磁场。
电流所产生的磁场在工业、科研和生活中有着广泛的应用。
本文将从电动机、电子设备、电磁铁和磁共振成像等方面详细讨论电流的磁效应的应用。
2. 电动机的应用电动机是利用电流的磁效应来实现能量转换的设备。
电动机的工作原理是利用电磁感应和电流的磁效应相互作用产生转矩,将电能转化为机械能。
电动机被广泛应用于工业生产、家庭电器等领域。
2.1 应用背景电动机的应用背景非常广泛。
在工业生产中,电动机被广泛用于驱动机械设备,如大型风机、水泵、压缩机等。
在家庭生活中,电动机被应用于冰箱、空调、洗衣机、吸尘器等各种家电产品。
2.2 应用过程电动机的应用过程可以分为以下几个步骤:•步骤1:将电源与电动机的电路连接,使电流流过电动机的线圈。
•步骤2:电流经过电动机的线圈时,产生的磁场与电动机中的永磁体或磁铁相互作用,产生转矩。
•步骤3:转矩将机械能传递给电动机的轴,使其旋转。
•步骤4:通过合适的装置将电动机的旋转运动转化为所需的工作。
2.3 应用效果电动机的应用效果显著。
通过电动机的应用,可以实现机械设备的驱动,提高生产效率,减少人工劳动。
同时,电动机具有结构简单、易于控制和维护等优点,被广泛应用于各个领域。
3. 电磁铁的应用电磁铁利用电流的磁效应产生磁场,具有可控性强、稳定性好等特点,被广泛应用于各个领域。
3.1 应用背景电磁铁的应用背景非常广泛。
在工业控制领域,电磁铁常用于控制开关、限位器、气动机构等。
在生活中,电磁铁还被应用于门禁系统、电磁锁、电磁吸盘等。
3.2 应用过程电磁铁的应用过程可以分为以下几个步骤:•步骤1:将电源与电磁铁的线圈连接,通电。
•步骤2:电流经过电磁铁的线圈时,产生的磁场可以通过调节电流的大小来控制。
•步骤3:通过电磁力驱动机械结构的运动,实现所需的功能。
3.3 应用效果电磁铁的应用效果显著。
通过调节电流的大小,可以精确控制电磁铁产生的磁场强度,从而实现对机械结构的精确控制。
电流的磁效应与电磁感应现象电流的磁效应和电磁感应现象是电磁学中重要的基础概念,本文将对这两个概念进行详细的介绍和解释。
一、电流的磁效应电流的磁效应是指电流通过导体时产生的磁场现象。
根据安培环路定理,电流在导体周围产生一个环绕导体的磁场。
这个磁场的方向可以通过右手定则确定,即将右手的四指沿着电流方向指向导体,此时伸直的大拇指的方向就是磁场的方向。
电流的磁效应有着广泛的应用,例如电动机、发电机等,这些设备都是基于电流的磁效应原理工作的。
二、电磁感应现象电磁感应现象是指磁场变化时,周围导体中产生感应电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的磁通量变化时,导体中就会产生感应电流。
感应电流的方向可以通过楞次定律确定,即感应电流的方向总是阻碍磁场变化的。
电磁感应现象在许多电器设备中都有重要应用。
例如变压器、发电机等,这些设备都是基于电磁感应现象构建的。
三、电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律,电磁感应电动势的大小和方向等于磁通量变化率的负值。
这一定律可以用数学公式表示为:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ表示磁通量的变化量,dt表示时间的变化量。
电磁感应定律是研究电磁感应现象的基础,通过该定律可以定量地描述磁场变化时感应电动势的大小和方向。
四、应用举例1. 电感电感是利用电流的磁效应产生感应电动势的元件。
当电流通过电感线圈时,会在线圈周围产生磁场,而磁场的变化又会在线圈中产生感应电动势。
电感在电路中的应用十分广泛,如滤波器、变压器等。
2. 电磁感应线圈电磁感应线圈是利用电磁感应现象将机械能转化为电能或者电能转化为机械能的装置。
例如发电机,它利用磁场的旋转和导线线圈中电流的感应产生电能。
3. 电磁铁电磁铁是利用电流的磁效应产生磁力的装置。
当电流通过导线圈绕制的铁芯时,可以使铁芯产生磁力,从而实现吸附和释放物体的功能。
电磁铁在电磁吸盘、电磁推动器等方面有着广泛的应用。
结论电流的磁效应和电磁感应现象是电磁学中的重要概念。
为什么磁铁可以产生电流磁铁是我们日常生活中常见的物体,它具有吸引铁物质的特性。
除了吸引物体外,磁铁还具备一个重要的特性,即能够产生电流。
这一现象被称为磁效应,它是基于电磁感应原理的。
磁效应是指通过改变磁场的强度或磁通量时产生的电流。
在了解为什么磁铁可以产生电流之前,我们需要先了解几个基本概念:磁场和磁通量。
磁场是指物体周围由磁铁或电流产生的物理现象,它具有方向和强度。
磁场可以用线圈或磁铁的磁力线来表示,磁力线指的是沿着磁场方向的虚拟线条。
在一个区域内,磁力线越密集,磁场越强。
磁通量是指通过一个平面或曲面的磁力线总数,用Φ表示。
磁通量的单位是韦伯(Weber),它与磁场的强度和面积有关。
磁通量的计算公式为Φ = B * A,其中B是磁场的强度,A是垂直于磁场方向的面积。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
感应电动势的大小和变化率与磁通量的变化率成正比。
如果将一个导体线圈放置在磁场中,并且改变磁场的强度或导体的位置,就可以在导体中产生感应电动势。
回到磁铁产生电流的问题,当一个导体相对于磁铁的磁场发生运动,导体中就会产生感应电动势,从而产生电流。
这个过程被称为磁效应。
具体来说,当导体与磁场垂直运动时,导体中的自由电子受到磁力的作用而发生位移,从而产生感应电动势。
磁力的作用方向遵循左手规则:将左手的大拇指指向运动方向,四指垂直于磁场方向,拇指与四指间的弯曲部分所示的方向即为磁力的方向。
当导体两端连接一个电路时,感应电动势就会推动自由电子流动,从而产生电流。
这种由磁场引起的电流称为感应电流。
磁铁可以产生电流的现象被广泛应用于发电机和变压器等电力设备中。
发电机利用电能转换为机械能的过程中产生的磁场变化来产生感应电流,从而实现能量转换。
变压器则利用磁铁产生的磁场变化来变换电压和电流的大小,从而实现电能的传输和分配。
磁效应的应用不仅限于电力领域,还广泛用于科学实验和工业生产中。
电磁感应定律和电流的磁效应的区别
现象不同,1、电磁感应:电磁感应现象是放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。
2、电流的磁效应:电流的磁效应现象是通有电流的导线,在其周围产生磁场。
原理不同,1、电磁感应:电磁感应原理是闭合电路的一部份导体在磁场里做切割磁感线的运动时,
导体中就会产生电流。
更多补充
电流的磁效应:电流的磁效应原理就是磁性物质中每个分子都存有一微观电流,每个
分子的圆电流构成一个大磁体。
在磁性物质中,这些电流沿磁轴方向规律地排序,从而显
现出来一种拖磁轴转动的电流,磁体中的电流与导体中的电流相互作用便引致了磁体的旋转。
1、电磁感应:迈克尔·法拉第是一般被认定为于年发现了电磁感应的人。
2、电流的磁效应:丹麦物理学家汉斯·奥斯特在年4月的一天辨认出了晚上电流的
磁效应。
因磁通量变化产生感应器电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里搞研磨
磁感线的运动时,导体中就可以产生电流,这种现象叫做电磁感应。
闭合电路的一部分导
体在磁场中搞研磨磁感线运动,导体中就可以产生电流。
这种现象叫做电磁感应象。
产生
的电流称作感应电流。
这就是初中物理课本为易于学生认知所定义的电磁感应现象,无法
全面归纳电磁美感现象:滑动线圈面积维持不变,发生改变磁场强度,磁通量也发生改变,也可以出现电磁感应现象。
所以精确的定义如下:因磁通量变化产生感应器电动势的现象。
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第(6)冊第(2)章 主題:電流磁效應與電磁感應 ___年 ___班 座號:___ 姓名:_________
1. 【100
基測一】
(A)磁力線的疏密分布與磁場強度無關 (B)磁力線越稀疏的地方磁場強度越強
(C)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向,可觀察鐵粉灑在磁鐵兩極附近所形成的圖形來判斷
(D)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向,可將指南針擺放在此點,觀察磁針N 極指向來判斷
2. ★( )一支鐵釘放在二支條形磁鐵附近,A 、B 與C 、D 分
別為兩磁鐵的磁極,箭頭表示磁力線的方向,如圖所示。
若於此情況下,鐵釘的E 端會吸引指南針的S 極,則下列敘述何者正確?【90基測一】
(A)A 端為N 極、C 端為N 極 (B)B 端為N 極、C 端為N 極 (C)A 為S 極、D 端為N 極 (D)B 端為S 極、D 端為N 極
3. ( )「在一支大試管內裝入約九分滿的鐵粉,並將鐵粉磁化,
它可吸住迴紋針;再將試管大力搖晃後,則無法再吸住迴紋針。
」有關此實驗的敘述,下列何者錯誤?【93基測一】
(A)鐵粉屬於軟磁鐵
(B)鐵粉容易磁化,也容易消去磁性 (C)搖晃或敲擊試管容易使鐵粉磁性消失 (D)以鐵粉製成的磁鐵四週無磁力線存在
4. ( )將一根長條形磁鐵放置在水平桌面上,在磁鐵周圍分布
的磁力線示意圖如附圖所示。
今在水平桌面上甲、乙、
丙、丁四點各放置一個磁針,若地球磁場的影響忽略不計,則關於磁針N 極的指向,下列何者錯誤?【102基 測】
(A)甲:向西
(B)乙:向北
(C)丙:向西
(D)
丁:向南
按下開關形成通路時,輕敲厚紙板,則厚紙板面上鐵粉分布的圖樣最可能為下列何者?【100(北)聯測】
(A)
(B)
(C)
(D)
6. ★( )如下圖所示,長直導線垂直通過水平放置的紙板,紙
板上的四個點(a 、b 、c 、d )與導線等距離。
若在這四個點上各放置一個羅盤,且導線的電流由零逐漸加大,則在何處的羅盤其指針的N 極最後幾乎會指向東方? 【96基測二】 (A)a (B)b (C)c (D)d
7. ( )下列哪一種情況,可能觀察到使磁針發生偏轉?【90
題本二】
(A)以一段無電流的銅線靠近磁針 (B)
一顆未接導線的電池靠近磁針 (C)通有直流電的導線靠近磁針 (D)通有交流電的導線靠近磁針
8. ( )沿東西水平方向,上下放置的水平長直導線,分別通以
大小相等,方向相反的電流,且O 點位於兩導線之間,如附圖所示。
下列哪一個為O 點的磁場方向?【99基 測二】 (A)向東 (B)向西 (C)向南 (D)向北
9. ( )小萍將粗銅線分別垂直穿過水平的硬紙板甲、乙,並連
接成如附圖的電路裝置。
接著在銅線北邊2cm 處分別放置磁針X 、Y ,開關K 尚未按下時,磁針N 極均指向北方。
小萍將開關K 按下後,待磁針均靜止時,記錄磁針N 極的偏轉方向。
有關小萍所記錄的X 、Y 磁針N 極偏轉方向,下列敘述何者正確?【100基測二】
(A)兩磁針N 極均向西方偏轉 (B)兩磁針N 極均向東方偏轉
(C)X 磁針N
極向東方偏轉,Y 磁針N 極向西方偏轉 (D)X 磁針N 極向西方偏轉,Y 磁針N 極向東方偏轉
10. ( )將一支磁針先後水平放置於距離一條鉛直長導線南方10
公分的A 處,與南方20公分的B 處,如下圖所示,導線通以穩定電流後,以地磁南北方向為基準,則有關磁針在A 、B 兩處的偏轉狀態之比較,下列敘述何者正確? 【97基測二】
(A)在A 處,磁針偏轉較大 (B)在B 處,磁針偏轉較大
(C)在A 、B 兩處,磁針均不偏轉 (D)在A 、B 兩處,磁針偏轉角度相同
(三)螺線形線圈
★()一段粗導線繞成圓形線圈,連接電池成下圖所示之電
路。
由圖中圓形線圈所產生之磁場在甲、乙兩點的方向
為何?(d表示甲、乙兩點至線圈的距離,甲位於線圈的
圓心) 【91基測二】
(A)甲、乙兩點磁場方向皆向右
(B)甲、乙兩點磁場方向皆向左
(C)甲點磁場方向向右,乙點磁場方向向左
(D)甲點磁場方向向左,乙點磁場方向向右
12.★()將固定於水平桌面且排列在同一直線上的三個軟鐵棒
以同一條導線纏繞,如下圖所示。
當按下開關S接通電
流後,甲、乙、丙形成三個電磁鐵,則下列對各電磁鐵
間磁力之描述何者正確?【100(北)聯測】
(A)甲、乙相吸;乙、丙相吸
(B)甲、乙相吸;乙、丙相斥
(C)甲、乙相斥;乙、丙相吸
(D)甲、乙相斥;乙、丙相斥
13.()在一螺線形線圈中放入軟鐵棒,按下開關S接通電流
後,吸引繫在繩上自由垂下的小鐵球,使它偏離θ角,
如圖所示。
下列何者無法使θ角變大?【93基測二】
(A)讓通電的線圈及軟鐵棒的位置更接近小鐵球
(B)將現有的兩個電池正負極同時反向連接
(C)再多加兩個同向串聯的相同電池
(D)將線圈繞得更緊密、更多圈
14.()將二個完全相同的線圈放在桌面上,另有甲、乙、丙三
羅盤,乙羅盤在兩線圈的正中間,如圖所示。
當開關
K1、K2按下接通電流後,下列何者正確?【91基測一】
(A)甲羅盤磁針的N極向東偏轉
(B)乙羅盤磁針的N極向西偏轉
(C)丙羅盤磁針的N極向東偏轉
(D)乙羅盤所在位置的磁場最強
15.()阿明有一個磁浮玩具,其原理是利用電磁鐵產生磁性,
讓具有磁性的玩偶穩定地飄浮起來,其構造如圖所示。
若圖中之電源的電壓固定,可變電阻為一可以隨意改變
電阻大小之裝置,則下列敘述何者最適當?【95基測
一】
(A)電路中的電源必須是交流電源
(B)電路中的a端點須連接直流電源的負極
(C)若增加環繞軟鐵的線圈數,可增加玩偶飄浮的最大
高度
(D)若將可變電阻的電阻值調大,可增加玩偶飄浮的最
大高度
(四)電流與磁場的交互作用和右手開掌定則
16.★()如附圖所示,磁鐵上下擺放形成穩定磁場,若取一段
直導線,放置在兩磁鐵中間,用下列何種處理方式,可
使此段導線所受的磁力方向向東?【101基測】
(A)平行放置於W、Y連線上,通以由北向南的電流
(B)平行放置於W、Y連線上,通以由南向北的電流
(C)平行放置於X、Z連線上,通以由東向西的電流
(D)平行放置於X、Z連線上,通以由西向東的電流
17.()太陽輻射線中,含有會傷害生物的帶電粒子,但我們卻
能安然生活在地球上,並可在南、北兩極區內欣賞到美
麗的極光。
下列何種力量把帶電粒子引到兩極區,並和
大氣碰撞產生極光?【94基測一】
(A)地球磁場的力量(B)地球自轉的力量
(C)地球引力(D)風力
(五)電磁感應與發電機
18.★()玲玲做電磁感應的實驗,將磁棒以V的速率平移向
左插入線圈內,檢流計的瞬間偏轉情形如圖所示。
下列
方法中,何者不能產生更大的感應電流?【90基測二】
(A)在磁棒速率不變下,將線圈單位長度的圈數增加
(B)在線圈不改變下,磁棒平移向左的速率增加為2V
(C)磁棒不動,將線圈以V的速率平移向右靠近磁棒
(D)線圈向右、磁棒向左,兩者皆以V的速率平移互相
靠近
19.()使用如下圖所示之裝置。
下列有關電流與磁場關係之敘
述,何者正確?(圖中,G為檢流計)【92基測一】
(A)開關S接通後,線圈甲在c點造成的磁場方向向右
(B)開關S接通一段時間後,檢流計的指針向左偏轉
(C)當開關S切斷的瞬間,檢流計的指針沒有偏轉
(D)開關S切斷後,線圈甲在d點造成的磁場方向向右
20.()有一種手電筒,只需在使用前搖一搖,使磁鐵穿過線圈,
在兩個塑膠墊片之間來回運動,就能發電並先將電能儲
存,再供電給燈泡,它的構造如下圖所示。
有關該手電
筒的敘述,下列何者最為適當?【95基測二】
(A)搖晃手電筒的發電過程,是將磁鐵的動能直接轉換成光能
(B)搖晃手電筒時,磁鐵來回經過線圈會使線圈產生感應電流
(C)在來回搖晃手電筒的發電過程中,線圈會產生直流電
(D)搖晃手電筒的發電過程,是運用電流產生磁場。