电磁感应、交流电知识概述
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物理15章知识点总结物理是一门研究自然界基本规律和物质本质的科学,其研究对象包括力、能、质、运动、等等。
在高中物理学中,第15章是较为重要的章节,其中包括电磁感应、交流电、电磁波等知识点。
本文将对这些内容进行总结。
一、电磁感应1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律规定,“当导体中有磁通量的变化时,该导体两端就会产生感应电动势”,即$ε=-\frac{\Delta \phi}{\Delta t}$。
其中$ε$ 是感应电动势,$\Delta \phi$ 是磁通量的变化量,$\Delta t$ 是变化时间。
此定律说明了磁场与电场的相互转换,也是电磁场理论的基础。
2、楞次定律楞次定律规定,“电流所产生的磁场方向与产生他的导体受力的方向之间满足右手定则”。
也就是说,如果将右手大拇指放在电流的方向上,四指所示的方向就是磁场的方向。
此规律是描述磁场的一种方式,能够帮助我们理解电磁感应现象。
3、电磁感应中的应用电磁感应的应用包括电磁感应发电、感应加热、感应焊接、感应融合等。
其中,电磁感应发电是非常重要的应用,是实现可再生能源使用的核心技术之一。
二、交流电1、交流电的特点交流电是指电流方向、大小、极性都会随时间而变化的电。
其特点有:(1)交流电在电路中的电阻功率最大值等于其有效值的平方。
(2)交流电的频率对电路的特性有重要影响。
(3)交流电可以被简单的变压器改变其电压大小。
2、交流电的产生交流电可以通过发电机产生。
当发电机的转子转动时,磁通量的大小和方向就会随之变化,从而在导线中产生感应电动势,激起交流电流。
3、交流电的应用交流电是我们生活中最常见的电流类型,所以其应用十分广泛。
比如,我们常见的家用电器、电灯以及办公设备都是使用交流电工作的。
三、电磁波1、电磁波的特点电磁波是由电场和磁场沿着空间相互垂直的方向传播的波动现象。
其特点有:(1)电磁波可以穿过空气、真空、水等物质而不需介质传播。
(2)电磁波可以在空间传输信息。
交流电的产生原理
交流电的产生原理是利用电磁感应现象而实现的。
电磁感应是指导体在磁场中运动时会产生感应电动势的现象。
而交流电就是指电流方向定期地反转的电流。
交流电的产生有几种常见的方式。
第一种方式是通过旋转线圈在磁场中。
当一个线圈在磁场中旋转时,线圈内部的磁通量随着角度的变化而变化。
根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化会引起线圈内部的感应电动势。
当线圈的角速度与旋转频率相等时,感应电动势的大小和方向也发生周期性的变化,从而产生交流电。
这种产生交流电的装置叫做发电机。
第二种方式是通过交变磁场的作用。
当一个磁场的方向周期性地变化时,磁场中的导体会产生感应电动势。
这也是电磁感应现象的另一种表现形式。
可以利用这一原理来产生交流电。
一种常见的装置是变压器,它利用一个交变电源产生交变磁场,从而感应出交流电。
第三种方式是利用振荡电路。
振荡电路是由电容器和电感器组成的电流变化周期性的电路。
当电容器和电感器在不同的时间间隔内充放电时,电路中的电流大小和方向会周期性地变化。
这样就可以产生交流电。
振荡电路广泛应用于无线电和通信技术中。
通过以上方式,我们可以实现交流电的产生。
交流电具有频率可调、方便输送等优点,广泛应用于生活和工业中。
物理选修知识点物理选修知识点概述一、电磁学1. 静电场- 库仑定律:描述静止电荷之间的相互作用力。
- 电场强度:衡量电场力的强度。
- 电势能与电势:电荷在电场中的能量状态。
- 电容与电容器:储存电荷的装置及其特性。
2. 电流与电路- 欧姆定律:电流、电压和电阻之间的关系。
- 串联与并联电路:电路的基本连接方式。
- 基尔霍夫定律:电路分析的基本原理。
3. 磁场- 磁场的描述:磁感应强度和磁场线。
- 安培力:电流与磁场的相互作用。
- 磁通量与磁通量定理:磁场与面积的关系。
4. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律:变化的磁场产生电场。
- 楞次定律:电磁感应的方向。
- 交流电:电流的周期性变化。
二、波动与光学1. 机械波- 波的传播:波速、波长和频率。
- 横波与纵波:波的传播方向与振动方向的关系。
- 波的叠加原理:波的叠加和干涉现象。
2. 声波- 声波的产生与传播:声波是由空气或其他介质的振动产生。
- 共振:声波在特定频率下的放大现象。
- 多普勒效应:声波源与观察者相对运动时的频率变化。
3. 光波- 光的反射与折射:光波遇到不同介质界面时的行为。
- 透镜:对光线有聚焦或散焦作用的光学元件。
- 光的干涉、衍射和偏振:光波的基本性质。
4. 光的粒子性- 光电效应:光的粒子性证据之一。
- 康普顿散射:X射线或伽马射线与物质相互作用时波长的变化。
三、热学1. 温度与热量- 温度的概念:物体热冷程度的度量。
- 热容量与比热容:物质吸收或放出热量时温度的变化。
- 热平衡:系统达到温度相等的状态。
2. 热力学第一定律- 内能:系统总能量的一部分,与宏观状态有关。
- 能量守恒:能量既不能被创造也不能被消灭。
3. 热机- 热机的工作原理:将热能转换为机械能的装置。
- 卡诺循环:理想热机的最高效率循环。
4. 热辐射- 黑体辐射:理想化物体的辐射特性。
- 斯特藩-玻尔兹曼定律:黑体辐射的总功率与温度的关系。
四、现代物理1. 相对论- 狭义相对论:不考虑重力的情况下,物体的运动规律。
电磁学电磁感应与交流电电磁学是物理学中的一个重要分支,研究电荷与磁场之间的相互作用以及电流在电磁场中的行为。
其中,电磁感应与交流电是电磁学中的两个重要概念。
本文将分别从电磁感应和交流电两方面进行探讨。
一、电磁感应电磁感应是指当磁场的强度发生变化时,沿着磁场方向运动的导体中会产生感应电流。
电磁感应的基本原理是法拉第电磁感应定律,该定律描述了感应电动势与磁通量变化之间的关系。
在电磁感应中,磁场的强度发生变化是产生感应电动势的主要原因。
当导体与磁场相互运动或磁场的强度发生变化时,磁通量也会随之变化。
根据法拉第电磁感应定律,磁通量变化率与感应电动势成正比。
感应电动势的极性与磁通量变化率的方向有关,可以根据右手螺旋定则来确定。
除了磁场的强度变化外,导体的运动状态也会影响电磁感应效应。
当导体与磁场相对运动时,导体中会产生感应电流。
导体的速度越快,感应电流就越大。
二、交流电交流电是指电流方向和大小以一定规律周期性变化的电流。
在交流电中,电流的变化是由交流电源引起的,交流电源可以是交流电发电机。
交流电的基本特点是频率和振幅的变化。
在交流电中,频率表示单位时间内电流方向的变化次数,单位为赫兹(Hz)。
频率越高,电流方向变化的速度就越快。
振幅表示电流的最大值,通常用有效值来表示。
在交流电中,电流的大小是不断变化的,但是其平均值为零。
交流电的传输和应用离不开变压器。
变压器是一种基于电磁感应原理的电器设备,用于改变交流电的电压大小。
变压器由两个相互绝缘的线圈组成,通过磁场耦合实现电能的传输。
除了变压器之外,交流电在电力输送、家庭用电、电子设备等方面都有广泛应用。
交流电的传输效率高,可以通过变压器将电压升高或降低,满足不同场合的需求。
总结:电磁感应与交流电是电磁学中的重要内容。
电磁感应通过描述磁场变化引起的感应电动势,揭示了电磁场与导体相互作用的物理规律。
交流电则是电流方向和大小以一定规律周期性变化的电流,通过交流电源和变压器的配合,实现了电能的传输和应用。
高三交流电知识点高三学生,在学习物理过程中,接触到了交流电的相关知识。
交流电是电的一种形式,具有周期性和变化方向的特点。
本文将介绍高三学生需要掌握的交流电的基本概念、产生方式和相关知识点。
一、交流电的基本概念交流电是指电流方向和大小随时间周期性变化的电流。
交流电的特点有以下几点:1. 交流电的电流方向和大小都是周期性变化的,可表示为正弦或余弦函数。
2. 交流电的频率指单位时间内交流电变化的次数,单位是赫兹(Hz)。
3. 交流电的电压和电流之间存在相位差,即电压和电流的波形图不完全重合,相位差的大小用角度表示。
二、交流电的产生方式交流电可以通过以下两种方式产生:1. 交流发电机:交流发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它通过电磁感应的原理,利用转子和定子之间的相对运动,产生交流电。
2. 变压器:变压器是一种用来改变交流电电压的装置。
它由两个共享磁场的线圈组成,通过电磁感应的原理,将输入的交流电压改变为输出的交流电压。
三、交流电的相关知识点1. 交流电的表示方法:交流电可以使用正弦函数或复数的形式表示。
正弦函数形式中,交流电的表示为I=I0*sin(ωt+φ),其中I表示电流,I0表示峰值电流,ω表示角频率,t表示时间,φ表示相位差。
复数形式中,交流电的表示为I=I0*e^(jωt),其中e表示自然常数的底数,j表示虚数单位。
2. 交流电的电压和电流关系:交流电的电压和电流之间的关系可以通过阻抗、电流相位和功率因数来描述。
a. 阻抗:阻抗是指交流电中电压和电流之间的阻碍作用,用Z表示,单位是欧姆(Ω)。
阻抗包括电阻、电感和电容。
b. 电流相位:电流相位是指电流和电压之间的相位差。
当电流滞后于电压时,相位差为正;当电流超前于电压时,相位差为负。
c. 功率因数:功率因数描述了交流电中有用功率和总功率的比值。
功率因数为正表示电流与电压同相位,功率因数为负表示电流与电压反相位。
3. 交流电的电阻、电感和电容:a. 电阻:电阻是指电流通过导体时产生的阻碍作用,用R表示,单位是欧姆(Ω)。
电磁感应基础知识总结【基础知识梳理】一、电磁感应现象1.磁通量(1)概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积。
(2)公式:①二坠。
(3)单位:1Wb=1T・m2。
(4)物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
2.电磁感应现象(1)电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象。
(2)产生感应电流的条件①条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
②特【典例】闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
(3)产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不闭合,则只产生感应电动势,而不产生感应电流。
(4)能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。
二、楞次定律1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围:适用于一切回路磁通量变化的情况。
(3)楞次定律中“阻碍”的含义£SAAt2.右手定则(1) 内容① 磁感线穿入右手手心。
② 大拇指指向导体运动的方向。
③ 其余四指指向感应电流的方向。
(2) 适用范围:适用于部分导体切割磁感线。
三、法拉第电磁感应定律的理解和应用1.感应电动势(1) 概念:在电磁感应现象中产生的电动势。
(2) 产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关。
⑶方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
2.法拉第电磁感应定律⑴内容:感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
A ①(2) 公式:E=njt ,其中n 为线圈匝数。
E(3) 感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路欧姆定律,即1=越。
3.磁通量变化通常有三种方式 (1) 磁感应强度B 不变,垂直于磁场的回路面积发生变化,此时E=nB-(2) 垂直于磁场的回路面积不变,磁感应强度发生变化,此时E=nA^S ,其中普是B —t图象的斜率。
电磁感应知识点总结一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流.(1)利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)由电磁感应现象产生的电流,叫做感应电流。
物理模型上下移动导线AB,不产生感应电流左右移动导线AB,产生感应电流原因:闭合回路磁感线通过面积发生变化不管是N级还是S级向下插入,都会产生感应电流,抽出也会产生,唯独磁铁停止在线圈力不会产生原因闭合电路磁场B发生变化开关闭合、开关断开、开关闭合,迅速滑动变阻器,只要线圈A中电流发生变化,线圈B就有感应电流二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件:闭合电路.......。
....中磁通量发生变化2、产生感应电流的常见情况 .(1)线圈在磁场中转动。
(法拉第电动机)(2)闭合电路一部分导线运动(切割磁感线)。
(3)磁场强度B变化或有效面积S变化。
(比如有电流产生的磁场,电流大小变化或者开关断开)3、对“磁通量变化”需注意的两点.(1)磁通量有正负之分,求磁通量时要按代数和(标量计算法则)的方法求总的磁通量(穿过平面的磁感线的净条数)。
(2)“运动不一定切割,切割不一定生电”。
导体切割磁感线,不是在导体中产生感应电流的充要条件,归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)“阻碍”的含义.从阻碍磁通量的变化理解为:当磁通量增大时,会阻碍磁通量增大,当磁通量减小时,会阻碍磁通量减小。
从阻碍相对运动理解为:阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现,表现在“近斥远吸,来拒去留”。
(3)“阻碍”的作用.楞次定律中的“阻碍”作用,正是能的转化和守恒定律的反映,在克服这种阻碍的过程中,其他形式的能转化成电能。
(4)“阻碍”的形式.1.阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”。
2.阻碍相对运动,即“来拒去留”。
3. 使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”。
物理电磁感应知识点
电磁感应是物理学中的一个重要概念,它描述了磁场与电流、电压之间的关系。
以下是关于电磁感应的主要知识点:
1. 法拉第电磁感应定律:当一个线圈中的磁通量发生变化时,在线圈中会产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量变化率成正比,即E=-dΦ/dt,其中E是感应电动势,Φ是磁通量,t是时间。
2. 楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
换句话说,感应电流的磁场总是试图阻止产生它的磁通量变化。
3. 右手定则:当导线在磁场中运动,并且导线中的电流方向已知时,可以用右手定则来判断导线受到的安培力方向。
具体来说,伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并让磁感线穿过手心,拇指指向电流的方向,四指指向安培力的方向。
4. 交流电和电磁场:交流电会产生变化的磁场,这个变化的磁场又会产生感应电动势。
在电力系统中,变压器就是利用这个原理来升高或降低电压的。
5. 麦克斯韦方程组:麦克斯韦方程组是描述电场、磁场和电荷密度、电流密度之间关系的方程组。
它包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
以上是关于电磁感应的主要知识点,掌握这些知识点有助于理解电场和磁场之间的相互作用,以及它们在电力系统和电子设备中的应用。
交流电的产生原理
交流电是指电流方向和大小随时间变化的电流。
它是由交流电源产生的,交流电源是指能够产生交流电的设备或系统。
交流电的产生原理是基于电磁感应现象和电动势定律。
电磁感应现象是指当导体在磁场中运动或磁场发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
这个现象是由法拉第发现的,也称为法拉第电磁感应定律。
电动势定律是指当导体中存在电动势时,会在导体中产生电流。
这个定律是由法拉第和欧姆发现的,也称为欧姆-法拉第定律。
交流电的产生原理是基于这两个定律。
交流电源中有一个旋转的磁场,它可以通过电磁感应现象在导体中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小和方向随时间变化,因此导体中的电流也随时间变化。
这就是交流电的产生原理。
交流电源中的旋转磁场可以通过不同的方式产生。
最常见的方式是使用发电机。
发电机是一种将机械能转换为电能的设备,它通过旋转磁场在导体中产生感应电动势。
发电机的转子上有一个旋转的磁场,它可以通过电磁感应现象在定子中产生感应电动势。
定子上的导体通过电动势定律产生电流,这就是交流电。
交流电的频率是指电流方向和大小变化的速度,它通常以赫兹(Hz)
为单位。
在欧洲和亚洲,交流电的频率通常为50赫兹,而在北美和南美,交流电的频率通常为60赫兹。
交流电的产生原理是基于电磁感应现象和电动势定律。
交流电源中的旋转磁场可以通过发电机等设备产生,它在导体中产生感应电动势,从而产生交流电。
交流电的频率通常以赫兹为单位,它是电流方向和大小变化的速度。
物理鲁科版必修三知识点总结物理必修三主要包括电磁感应、交流电以及电磁波等知识点。
以下是对这些知识点的总结:1.电磁感应电磁感应是指导体中的电荷在磁场中感受到力而产生电流的现象。
电磁感应的实验基础是法拉第实验,即当导体相对于磁场运动或磁场相对于导体变化时,会在导体中产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比,与导体的长度成正比,与导体的速度垂直分量也成正比。
电场感应是指导体中的电荷受到电场变化而产生电流的现象。
电场感应的实验基础是库仑实验,即当电场的强度在导体中发生变化时,会在导体中产生感应电流。
根据电场感应定律,感应电动势的大小与电场变化的速率成正比,与导体的长度成正比。
2.交流电交流电是指电流方向和大小周期性地改变的电流。
交流电的特点是振荡、周期性变化以及电流大小的周期性变化。
交流电的实验基础是变压器实验,即当交流电通过变压器中线圈时,可以改变输入电压的大小和电压的频率。
交流电的频率是指电流方向和大小变化的快慢程度,单位是赫兹(Hz)。
频率越高,变化越快;频率越低,变化越慢。
交流电的周期是指电流方向和大小变化一个完整循环所需的时间,单位是秒(s)。
交流电的有效值是指在交流电流中,与直流电流相同功率的交流电流的大小。
它等于交流电流的峰值的约0.707倍。
3.电磁波电磁波是一种由振荡的电场和磁场传播的波动,它既有波动性质,又有粒子性质。
电磁波的实验基础是麦克斯韦方程组,通过这些方程可以描述电磁波的传播和特性。
电磁波根据频率的不同可以划分为不同的频段,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线以及γ射线。
不同频段的电磁波具有不同的能量和应用。
电磁波的传播速度是光速,约等于3.00×10^8米/秒。
电磁波在真空中传播速度是恒定的,但在介质中会发生折射和反射等现象。
电磁波的能量和频率有关,能量越高,频率越大。
电磁波的能量与其波长也有关系,能量越高,波长越短。
高中物理实用口诀——电磁感应、交流电
电磁感应和交流电是高中物理中经常涉及到的两个重要内容,它们充分反映了从物理学的
角度上对自然界中电磁现象的认识及应用,其中电磁感应丰富了物理学的内容,让我们了
解到电、磁有着千丝万缕的联结,交流电也使人们的生活更加的便利。
电磁感应口诀:
①、电磁感应定律:磁线圈就循环电流改变,产生磁感应势由E库仑定义。
②、电磁感应中心定律:磁通单位正比磁通矢量,磁感应强度等于力线密度积分。
③、电磁感应不可传导:磁耦合现象和电场中电流消失,磁感应矢量由B库仑定义。
交流电口诀:
①、交流电无定向:电压信号变化像正弦波,频率定义自然界工程活动。
②、交流电的处理:简单的感应的话,用电感来调和含有相位的振荡。
③、变压器的原理:副线电压与主线电压的比,取决于线圈的匝数或能量比。
电磁感应和交流电是高中物理中的重要部分,这两项知识丰富了我们对物理学的认识。
电
磁感应能让我们了解到在大自然中,电磁的现象有千丝万缕的联系,而交流电的存在,也
为我们日常的生活提供了极其方便的补充。
如此,我们更加深刻地认识到物理学中的知识,也看到了它的可贵和重要性。
1.磁感应强度B 与垂直磁场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量Φ(Wb ),表示穿过某一面积的磁感线条数多少的物理量,Φ=BS ,Φ=B×S ⊥=BScos θ,标量。
Ф与匝数无关,有正负。
磁通量的变化量ΔΦ(Wb ):初、末状态穿过某个平面的磁通量的差值,ΔΦ=Φ2-Φ1,标量。
从1平移到2,ΔΦ=Φ2-Φ1、从1翻转到2,ΔΦ=Φ2+Φ1。
磁通密度:由定义式可以得出B =Φ/S ,磁感应强度的大小=穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
2.利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
穿过闭合回路的磁通量发生变化。
3.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
原磁场方向→磁通量的变化→感应电流磁场方向“增反减同” →感应电流方向“安培定则”。
阻碍相对运动“来拒去留(增斥减引)”即磁体与导体间靠近产生斥力,远离产生引力。
阻碍磁通量变化“Ф不变趋势(增缩减扩)”:B 增大去B 小的地方或S 变小即面积收缩,B 减小去B 大的地方或S 变大即面积扩张。
右手定则(特例):伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.闭合回路中部分导体做切割磁感线运动。
4.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
穿过电路的磁通量变化。
法拉第电磁感应定律:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,E =NΔΦΔt。
导体切割磁感线:平动E=BLvsinθ(B ⊥L 、L ⊥v ),E=BLv (L ⊥B 、B ⊥v ,L 为⊥v 向投影);转动E =12BL 2ω。
5.电磁感应中“杆+导轨”模型问题模型一匀强磁场与导轨垂直,磁感应强度为B ,导轨间距L ,导体棒质量m ,电阻R ,导轨光滑,电阻不计。
初中物理电学知识点磁生电
初中物理电学知识点磁生电
在我们上学期间,是不是经常追着老师要知识点?知识点是指某个模块知识的重点、核心内容、关键部分。
掌握知识点有助于大家更好的学习。
以下是店铺整理的'初中物理电学知识点磁生电,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
1.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时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。
应用:发电机
2.产生感应电流的条件:①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体在磁场中;③这部分导体做切割磁感线运动。
3.感应电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关。
4.发电机的原理:电磁感应现象。
结构:定子和转子(线圈、磁极、电刷)。
它将机械能转化为电能。
5.分类:交流发电机和直流发电机
6.交流电:周期性改变电流方向的电流。
我国交流电的周期:0.02S 频率:50HZ, 1S钟内改变电流方向100次
7.直流电:电流方向不改变的电流。
上面对物理学磁生电知识点的讲解内容,希望同学们都能很好的掌握,相信同学们一定会考出好成绩的,加油。
【初中物理电学知识点磁生电】。
物理学电磁感应与交流电电磁感应是物理学中的重要概念,它与交流电密切相关。
本文将对电磁感应和交流电进行详细介绍,包括原理、应用和相关实验。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是指由磁场变化引起的电场的产生或电流的变化。
根据法拉第电磁感应定律,当导体相对于磁场运动或磁场相对于导体发生变化时,导体内产生感应电动势。
此时,如果导体形成闭合回路,将导致感应电流的产生。
二、电磁感应的应用1. 发电机和变压器:电磁感应的最重要应用是发电机和变压器。
发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能,而变压器则利用电磁感应原理来改变交流电的电压和电流大小。
2. 电感和电磁铁:电感是利用电磁感应的原理制成的元件,它可以储存电能。
电感的一个重要应用是在电子电路中用作滤波器、振荡器等。
电磁铁是一种通过通电产生磁场的装置,它的原理也是电磁感应。
3. 感应炉和感应加热:感应炉利用电磁感应原理将电能转化为热能,常用于工业熔炼和加热过程。
感应加热技术也广泛应用于金属加热和工业生产中。
三、交流电的基本概念交流电是指电流方向和大小以及电压的大小都随时间周期性地变化的电流。
交流电的形式可以是正弦波、方波等。
与直流电相比,交流电具有双向传输能量的特点,因此在电能输送方面更加便利。
四、交流电的产生与传输交流电的产生通常通过发电机来实现。
发电机利用旋转磁场在导线周围产生感应电动势,进而产生交流电。
交流电可以通过输电线路进行传输,以满足家庭、工业等各种用电需求。
为了减小能量损失,电压通常需要通过变压器升高或降低后再传输。
五、电磁感应与交流电的实验为了验证电磁感应和交流电的原理,实验是必不可少的。
以下是两个相关实验的简单介绍:1. 电磁感应实验:将一个螺线管连接到一个示波器上,并将该线圈放置在一个恒定磁场中。
当通过线圈的磁通量发生改变时,示波器上将观察到感应电动势的变化。
2. 交流电实验:使用示波器观察交流电的波形,可以使用两个电极连接到交流电源上,然后将电极接触到示波器的输入端口。
电磁感应交流电
[知识结构]
[重点知识回顾]
一. 法拉第电磁感应定律
1. 引起某一回路磁通量变化的原因
(1)磁感强度的变化
(2)线圈面积的变化
(3)线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化
2. 电磁感应现象中能的转化
感应电流做功,消耗了电能。
消耗的电能是从其它形式的能转化而来的。
在转化和转移中能的总量是保持不变的。
3. 法拉第电磁感应定律:
(1)决定感应电动势大小因素:穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢
(2)注意区分磁通量中,磁通量的变化量,磁通量的变化率的不同
—磁通量,—磁通量的变化量,
(3)定律内容:感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小,与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。
(4)感应电动势大小的计算式:
注:(1)若闭合电路是一个匝的线圈,线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的n倍。
(2)E是时间内的平均感应电动势
(5)几种题型
①线圈面积S不变,磁感应强度均匀变化:
②磁感强度不变,线圈面积均匀变化:
③B、S均不变,线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时,计算式为:。
第二章电磁感应与交流电和交流电机变压器一、电流的磁效应通电导线的周围存在磁场,这种现象称为电流的磁效应。
通电导线周围的磁场是由导线中的电流产生的,磁场的强弱跟电流的大小成正比,磁场的方向可以用右手螺旋法则来判断。
如图4-1所示,右手四指握紧导线,当大拇指的方向和导线方向一致时,四指所指的方向就是导线周围磁场的方向。
同样在判断螺线管的磁场方向时,如图4-2所示,用右手握线圈,弯曲的四指指向线圈电流方向,则大拇指指向的方向即为线圈的磁场方向。
二、磁场对电流的作用通电导体在磁场中会受到力的作用,这种作用力称为电磁力。
电磁力的方向可以用左手定则来确定,如图4-3a、4-3b所示,平伸左手,拇指与其余四指在同一平面内相互垂直,手心面对磁场北极,四指指向电流方向,则大拇指所指的方向就是磁场对通电导体作用力的方向,即电磁力的方向。
三、应用1.电流的磁效应:液压系统中的电磁阀线圈,气路中电磁阀线圈,继电器、接触器线圈,变压器,电动机2.磁场的电流效应:发电机(柴油机带动转子切割磁场产生电流)四、正弦交流电在日常生活中,广泛应用的是交流电,交流电与直流电的区别是:交流电的电流、电压的大小和方向不断随着时间的变化而周期性变化。
交流电有很多优点,可以用变压器把交流电的电压升高或者降低。
交流电可以驱动结构简单,运行可靠的交流感应电动机。
我们常用的交流电是正弦交流电,正弦交流电有三个基本特征:大小、变化速度和变化起点。
其中正弦交流电的大小用它的值表示,变化速度用它的频率表示,代表变化起点的称为初相。
1、正弦交流电的值瞬间值、最大值、有效值瞬间值是指正弦交流电在某一瞬间的值,电压、电流在某一时刻的瞬间值用小写字母e、u、i表示。
最大值是指正弦交流电中最大的瞬间值又称峰值,用E m、U m、I m表示,有效值是根据交流电在电路中的热效应来决定的,即当交流电和直流电分别通过阻值相同的电阻时,如果两种电流在相同的时间内发出热量相等,则把此时的直流电流称为交流电的有效值,也称平均值。
电磁感应与发电初中物理知识点总结电磁感应是物理学中的一个重要概念,它不仅在科学研究中具有广泛应用,而且在我们日常生活中也处处可见。
本文将对初中物理中涉及到的电磁感应和发电相关的知识点进行总结,以帮助读者更好地理解和掌握这一内容。
一、电磁感应1. 静磁场和运动磁场:当导体相对于磁场运动时,就会产生电磁感应现象。
这是因为导体中的自由电子受到磁场力的作用,在导体两端形成电势差从而产生电流。
2. 法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势的大小。
它表达了感应电动势与磁场变化速率的关系,即感应电动势与导线中的电流正比于磁场的变化速率。
3. 楞次定律:楞次定律是电磁感应的基本规律之一,它描述了感应电流的方向。
根据楞次定律,感应电流的方向总是使其产生的磁场与原磁场相反。
4. 右手定则:右手定则是判断导体中感应电流方向的规则。
将右手的拇指指向导体运动方向,四指指向磁场方向,则感应电流的方向与中指的方向一致。
二、发电原理1. 电磁感应发电:电磁感应原理是发电的基本原理之一。
通过磁场相对导线或线圈的运动,可以产生感应电动势并形成电流。
这是电磁感应发电机的基本工作原理。
2. 发电机的结构:发电机主要由线圈、磁场和旋转机械部分组成。
线圈由导线绕成,当磁场穿过线圈时,产生感应电动势。
旋转机械部分则提供相对运动的条件。
3. 电磁感应的应用:电磁感应不仅用于发电,还有许多其他应用。
例如,电磁感应现象也可以用于制作电磁铁、感应加热和电磁制动等。
三、发电机的工作原理1. 交流发电机:交流发电是指产生交流电的发电方式。
交流发电机是一种基于电磁感应原理的旋转机械设备。
通过将磁场线与线圈的运动相对一致,产生交流电。
2. 直流发电机:直流发电是指产生直流电的发电方式。
直流发电机通过用分动机的方式改变感应电枢的绕组与磁场的相对位置,从而产生直流电。
四、小结电磁感应与发电是初中物理中的重要知识点,理解和掌握这些知识对于理解电磁学原理和用电设备的工作原理都具有重要意义。
电磁感应
一、磁通量:
1.定义:匀强场中的磁通量:Φ=BS ⊥(S ⊥为垂直磁场方向的面积),B 又叫做磁通密度,在数值上等于穿过垂直磁场方向上单位面积的磁感线条数。
2.物理意义:穿过某一面积的磁感线条数。
标量,有正负,比较绝对值。
3.单位:韦伯wb
4.注意合磁通问题
5.平动中磁通量的变化
6.转动中磁通量的变化
二、产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意研究电磁感应现象的演示实验(连成两个独立回路,大线圈与电流表相连,小线圈与电源相连)。
三、楞次定律:
1.感应电流的磁场,总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。
即阻碍原磁通变化。
注意阻碍不等于阻止。
2.感应电流的磁场总要阻碍产生感应电流的导体和引起感应电流的导体间的相对运动。
3.由于电磁感应而产生的安培力总指向阻碍磁通量变化的方向或阻碍相对运动的方向。
4.感应电动势总要阻碍通过导体的电流的变化(自感)
四、法拉第电磁感应定律与右手定则
1.法拉第电磁感应定律:感应电动势的大小与穿过这一回路的磁通量变化率成正比。
t
n E ∆∆Φ=
2.对法拉第电磁感应定律的理解
⑴感生电动势:处在变化磁场中的导体是电源,电源内部的电流方向由负极指向正极。
感生电动势产生的原因是变化的磁场产生感生(涡旋)电场。
若B=B 0±kt ,则E=nSk ;若Φ是正(余)弦规律变化的,则t ∆∆Φ是余(正)弦规律变化的。
Φ=0, t
∆∆Φ不一定为零;反之亦然。
(2)动生电动势:切割磁感线的导体是电源,电源内部的电流方向由负极指向正极,用右手定则判断电源内部的电流方向。
动生电动势产生的原因在于电荷在洛仑兹力的作用下发生定向运动。
①E=Blv 的推导;
②E=Blv 中,l 是有效长;v 是垂直磁场方向上的相对速度;
③B 、l 、v 两两垂直,若有任意两个平行,则E=0;注意电路的连接和有势无流的情况。
④平动物体,v 为平均速率,则E 为平均感应电动势;v 为瞬时速率,E 为瞬时感应电动势。
⑤转动物体,注意是导体棒(或盘)转动还是线框转动,若导体各处速度不同,需求出某一瞬时导体上各点的平均速度,再求该时刻的瞬时感应电动势。
⑥与电源两端相连的伏特表测量的电压是路端电压
⑦若切割速度v=v 0+at ,则t
E ∆∆=Bla ⑧二次感应电动势(电流)的大小与一次感应物体的加速度成正比
(3)动生感生共存:t n
E ∆∆Φ==│±∆∆t S nB t B nS ∆∆│= │nBlv t B nS ∆∆±│ 3.求电量总
R n ∆Φ=Q (非原始式)
五、注意单位间的换算和地磁场中的运动、地磁场中的方向判断。
六、电磁感应现象中的能量关系:机械能转化为电能。
由于电磁感应产生的电能的计算方法:
1.能的转化与守恒;(对什么情况都适用,电流和安培力变化的问题只能用它解)
2.回路中产生的总电能等于所有安培力做功代数和的绝对值。
(只能求恒定的E 、I 、BIL )
3.W=UIt , Q=I 2Rt 。
(只能求恒定的E 、I 、BIL )
七、解题中注意:
1.动生电动势还是感生电动势,正确判断正负极。
金属导体内无正自由电荷(霍尔效应)。
2.有无摩擦
3.电阻计不计
4.能量关系
5.动态分析 6、安培力的方向判断
7.含容电路 8.图像 9.自成回路的问题 10.求回路总电能还是支路电能
11.有势无流的问题 12.动生感生同时存在 13.含反电动势的问题
14.注意是否垂直 15.一匝还是多匝 16.两点间电势差通常不是电源电动势
八、互感和自感:
1.自感电动势t
I L E ∆∆= 2.自感系数L :单位亨利H ;与大小、形状、匝数、铁芯有关
3.电路闭合时自感线圈相当于一个大电阻,阻值由无穷大减小到某一定值或零,将电能转化为磁场能;电路稳定时就是一个定值电阻或导线;电路断开时自感线圈相当于一个电源,流过它的电流大小方向瞬时不变,将磁场能转化为电能。
九、理论联系实际:
1.录音机:录音过程:电流的磁效应;放音过程:电磁感应现象
2.动圈式话筒:电磁感应现象
3.电磁阻尼、电磁驱动(交感电动机):由于电磁感应现象产生感应电流,感应电流在磁
场中受安培力作用,安培力阻碍相对运动。
4.延时继电器:电磁感应现象(画图)
5.高频焊接:电磁感应现象
6.电磁流量计:电磁感应现象,洛仑兹力的应用。
7.日光灯原理:自感
8.冶炼、焊接、探雷、安检:涡流
9.变压器、收音机的磁性天线:互感
交变电流
一、交流电瞬时值表达式及推导:
t nBS e ωωsin =(中性面起转动)
,旋转电枢式发电机产生电压不超过500V ;旋转磁极式发电机产生高压。
二、中性面:
磁通量最大,磁通量变化率为零,感应电动势为零。
一周期内线圈两次经过中性面,每经过中性面,电流改变方向。
三、交流电的四个值:
1.瞬时值:求某一时刻的电流、电压、安培力。
电容器的击穿电压,用电器的发光电压。
2.有效值:由热效应定义的。
用电器的标牌,求电功电热,保险丝的熔断电流。
交流电表的读数均为有效值。
正弦交流电2/m U U =
3.峰值:特殊的瞬时值。
4.平均值:求电量。
总R n
∆Φ=Q 四、电感和电容对交变电流的影响
1.电感: 通直流,阻交流;通低频,阻高频。
感抗:fL X L π2=
低频扼流圈L 大:通直流,阻交流 高频扼流圈L 小: 通直流,通低频,阻高频
2.电容: 通交流,隔直流;通高频,阻低频。
容抗:fc
X C π21=
五、变压器:原理:互感现象。
改变交流电压。
电流大处适当用粗线,电流小处适当用细线。
(一)理想变压器:
1.原、副线圈和铁芯无铜损铁损, r 原=r 副=0 ,不发热。
2.无漏磁。
原、副线圈中的电流T 、f 相同。
3. P 输入=P 输出,电压输入决定输出,功率输出决定输入。
4.空载时原副线圈电压不为零,电流为零。
5.基本公式: U 1:U 2:U 3:…:U N =n 1:n 2:n 3:…:n N P 1=P 2+P 3+…+P n I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3+…+I N n N 公式中I 、U 均为有效值。
(二)几种常见变压器:自耦变压器、调压变压器、电流互感器(串联在火线上,升压降流式)、 电压互感器(并联在零线火线间,降压式)
六、电能的输送 1. R (R I 22)损U P P == 2. R IR U
P U ==损 3.减少损失方法:⑴增大导体横截面积;
⑵采用高压输电:高压输电可大大提高输电效率。
输电电压提高到原来的n 倍,损失功率减小到原来的1/n 2倍
选修3-2 电磁感应
第3页电磁感应第6页图4.2-3探究实验
第9页问题与练习7 第14页问题与练习7
第16页E=Blv的推导、思考与讨论
第17页做一做、问题与练习4 第18页问题与练习7
第19页感生电场及例题第20页思考与讨论
第21页问题与练习1、4 第22页、23页演示实验、思考与讨论第24页自感系数、磁场能第25页问题与练习1、2、3
第26~28页涡流及应用、思考与讨论、电磁阻尼、电磁驱动
第28页问题与练习1、3、4、5
交流电
第32页图5.1-3及思考题第33页科学漫步
第35页思考与讨论、有效值第37、38页演示实验
第39页说一说第40页问题与练习1、2、3
第41页实验第43页互感器与钳式电流表
第44页问题与练习4、5 第47页科学漫步
第50页问题与练习1、2。