电磁相互作用

电磁相互作用及应用

责编：武霞

【学习目标】

1、知道电磁感应现象，及产生感应电流的条件；

2、了解发电机的构造和原理；

3、了解磁场对电流的作用；

4、认识电动机的构造和原理。

【要点梳理】

要点一、电磁感应现象

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，导体中就会产生电流的现象。

2. 产生感应电流必须同时满足三个条件：

（1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场中做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。

3.感应电流的方向：感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁场方向反向。但是若导体运动方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。

4.应用：发电机

(1)原理：是电磁感应。

(2)基本构造：定子（不动部分）和转子（转动部分）。

(3)能量：机械能转化为电能。

要点诠释：

发电机产生的感应电流的大小和方向也在周期性的变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流电。

要点二、电动机

1. 磁场对通电导线的作用

(1)力的方向和电流方向有关。

(2)力的方向与磁场方向有关。

2.电动机的基本构造

（1）转子：能够转动的部分。

（2）定子：固定不动的部分。

3.电动机的能量转化

电能转化为机械能。

4. 直流电动机为什么需装换向器？

当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，而且大小相等，方向相反，线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换，则线圈中的电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转动。因此，要使线圈连续转动，应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。

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【学习目标】

1、知道电磁感应现象，及产生感应电流的条件；

2、了解发电机的构造和原理；

3、了解磁场对电流的作用；

4、认识电动机的构造和原理。

【要点梳理】

要点一、电磁感应现象

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，导体中就会产生电流的现象。

2. 产生感应电流必须同时满足三个条件：

（1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场中做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。

3.感应电流的方向：感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁场方向反向。但是若导体运动方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。

4.应用：发电机

(1)原理：是电磁感应。

(2)基本构造：定子（不动部分）和转子（转动部分）。

(3)能量：机械能转化为电能。

要点诠释：

发电机产生的感应电流的大小和方向也在周期性的变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流电。

要点二、电动机

1. 磁场对通电导线的作用

(1)力的方向和电流方向有关。

(2)力的方向与磁场方向有关。

2.电动机的基本构造

（1）转子：能够转动的部分。

（2）定子：固定不动的部分。

3.电动机的能量转化

电能转化为机械能。

4. 直流电动机为什么需装换向器？

当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，而且大小相等，方向相反，线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换，则线圈中的电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转动。因此，要使线圈连续转动，应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。 精品文档 用心整理

3、弱相互作用与电磁相互作用统一的研究

到二十世纪中叶，粒子世界呈现出非常复杂的局面，粒子数目众多，而且实验上发现和确证的粒子还在不断地增加，粒子之间的相互作用有电磁作用、引力作用、强作用、弱作用四种，它们的区别很大，电磁作用和引力作用是长程力，强作用和弱作用是短程力，它们的强度差别非常大，强作用最强，电磁作用次之，弱作用更次，引力作用最弱，在粒子物理中引力作用可以不考虑。对于电磁作用，已经建立起量子电动力学，它是物理学中最成功的理论。在这个理论中，力的传递者是电磁场，场的量子是光子，电磁作用是通过交换光子而传递的，光子的静质量为零，与电磁作用的长程性联系在一起。关于弱作用，在弱作用宇称不守恒基础上发展了弱作用的中间玻色子理论，认为弱作用是交换中间玻色子W±而传递的，中间玻色子的质量很大，与电磁作用中的光子不同，它是与弱作用的短程性联系在一起。

20世纪60年代末, 美国物理学家格拉肖、温伯格和巴基斯坦物理学家萨拉姆等人建立了弱电统一理论, 把电磁场和弱作用场进行成功的统一,他们因此获得1979年诺贝尔物理学奖。在弱电理论背后的基本对称性更加奇怪一些，它跟空间或时间的视点改变无关，而是关于不同类型的基本粒子的识别。在弱电理论中，如果在方程里处处以一种既非电子，也非中微子的混合粒子态来取代电子和中微子，则物理定律的形式是不会改变的。因为其他许多不同的粒子也跟电子和中微子发生作用，所以同时需要把那些粒子族也混合起来。如上夸克与下夸克，光子、带正电和带负电的W粒子、中性的Z粒子。这是与电磁力相联系的对称性，源于光子的交换。对于弱核力来说，那种对称来自W粒子和Z粒子的交换。在弱电理论中，光子、W粒子和Z粒子分别表现为4种场的能量束，那些场是对弱电理论的对称性的响应，就像引力场响应广义相对论的对称性一样。弱电理论背后的这种对称性被称为内在对称性。内在对称性比作用在寻常时间和空间上的那些对称性更加陌生，物理定律这种一来于时间和空间的对称变换下的不变性称为局域对称性。还有一类精确的局域对称性，跟夸克的一种内在性质相关，那种性质叫做夸克的颜色。通常称为红、白、蓝三色。当然它跟普通意义上的颜色一点关系也没有，不过是用来区别不同夸克个体的标签。而在不同颜色之间确实存在着精确的对称性。红夸克和白夸克间的力与白夸克和蓝夸克间的力是一样的；两个红夸克间的力与两个蓝夸克间的力也是一样的。但这种对称性不仅限于颜色的相互交换。

第 1 页 共 8 页 九年级物理 第八章 电磁相互作用及应用练习题

姓名:________ 班级:________ 成绩:________

一、单选题

1

.

现代武器中有一种新型电磁炮，它是利用电磁技术的一种先进武器，具有速度快、命中率高等特点，其原理是利用磁场对通电导体的作用．下图中与此工作原理相同的是

A．

B． C． D．

2 . 信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流。以下设备与信用卡刷卡时工作原理相同的是（ ）

A．排气扇 B．电烤炉 C．电动机 D．发电机

3 . 要改变通电导体在磁场中的受力方向，下列办法中可行的是

A．改变通电导体中的电流方向 B．增大通电导体中的电流

C．减小通电导体两端的电压 D．同时改变导体中的电流方向和磁场方向

4 . 小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，则小华应将

A．电池的正、负极对调一下

B．在线圈正上方增加磁体S极

C．左转轴绝缘漆全部刮掉，右转轴下侧绝缘漆刮掉一半

D．左、右转轴绝缘漆全部刮掉 第 2 页 共 8 页 5 .

下列说法中不正确的是

A．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场

B．电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的

C．发电机工作时把机械能转化为电能

D．电磁铁是根据电流的热效应制成的

6 .

将小磁针置于通电螺线管左侧，如图所示，则闭合开关后，下列说法正确的是

A．若电源 a 端为正极，则螺线管左端为N极

B．若电源 a 端为负极，则螺线管左端为S极

C．若电源 b 端为正极，则小磁针静止时左端为N极

D．若电源 b 端为负极，则小磁针静止时右端为S极