大学物理小论文--电磁,原理
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电磁学原理的应用论文1. 引言电磁学是物理学的一个重要分支,研究电场和磁场以及它们之间的相互作用。
电磁学原理在各个领域得到广泛应用,包括通信、能源、医学等。
本论文将探讨电磁学原理在不同领域的应用案例,并分析其原理和效果。
2. 通信领域应用2.1 电磁波传输•无线通信中常用的调制技术有频率调制、相位调制和幅度调制。
•调制技术基于电磁波的传播原理,通过改变电磁波的频率、相位或幅度来传输信息。
2.2 电磁波天线•通信系统中常用的天线类型有单极天线、双极天线、饼形天线等。
•这些天线通过辐射电磁波来实现无线通信,天线的设计和调整基于电磁学原理。
2.3 频率选择性表面•频率选择性表面(FSS)通过设计和布局特定形状和尺寸的导电元件,选择特定的频率波段进行传输。
•FSS在通信领域中被广泛应用于天线设计、电磁波隔离等。
3. 能源领域应用3.1 电磁感应发电•电磁感应发电是将磁场相对于导线产生感应电动势,并通过导线形成电流,实现能量转换的原理。
•应用电磁学原理设计的电磁感应发电装置广泛应用于各种发电系统,例如风力发电、水力发电等。
3.2 电磁辐射加热•电磁辐射加热利用电磁场对材料的吸收和转化,实现物体加热的原理。
•该原理应用于工业加热、医疗设备等领域,具有高效、环保等优势。
4. 医学领域应用4.1 磁共振成像(MRI)•磁共振成像利用人体组织对强磁场和射频信号的响应来获得影像。
•MRI是一种无创性的检查方法,应用于医学诊断、病理学研究等领域。
4.2 细胞电生理实验•细胞电生理实验通过记录和分析细胞膜上的电流、电势变化,研究细胞的电生理特性。
•应用电磁学原理的电生理研究在解析生物系统的工作原理、疾病治疗等方面具有重要意义。
5. 结论电磁学原理是现代科学和技术的核心基础,其应用涉及到多个领域。
本论文简要介绍了电磁学原理在通信、能源和医学领域的应用案例。
通过对这些案例的分析,可以看出电磁学原理在实际应用中的重要性和价值。
大学物理20xx字论文篇一:大学物理下小论文浅谈电磁感应在生活中的应用班号:姓名:学号:摘要:电磁学已成为物理学的一个重要分支,是研究电磁运动基本规律的学科。
电磁学理论的发展不仅是电工学、无线电电子学、电子计算机技术及其他新科学、新技术发展的理论依据,而且也与人们的日常生活和生产技术有着十分密切的关系。
关键词:电磁感应,电磁炉,电磁炮正文:电磁学从原来互相独立的两门学科——电学、磁学,发展成为物理学中一个完整的分支学科,主要是基于两个重要的实验发现,即1820年丹麦物理学家奥斯特发现的电流的磁效应和1831年英国物理学家法拉第发现的电磁感应现象。
这两个实验现象,以及1865年英国物理学家麦克斯韦提出的感应电场和位移电流的的假说,奠定了电磁学的整个理论体系。
如今,电磁学已成为物理学的一个重要分支,是研究电磁运动基本规律的学科。
电磁学理论的发展不仅是电工学、无线电电子学、电子计算机技术及其他新科学、新技术发展的理论依据,而且也与人们的日常生活和生产技术有着十分密切的关系,下面举例说明电磁学在生活中应用。
先来谈谈电磁炉。
随着生活水平的提升,人们对安全卫生的炊事用具逐渐接受,电磁炉也进入千家万户。
电磁炉是现代厨房革命的产物,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,因此热效率得到了极大的提高。
电磁炉的功率一般在700~1800W之间,它的结构主要由外壳、高级耐热晶化陶瓷板、PAN 电磁线盘、加热电路板、控制电路板、显示电路板、风扇组件及电源等组成。
电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。
使用时,加热线圈中通入交变电流,线圈周围便产生交变磁场,交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体,在锅底中产生大量涡流,从而产生烹饪所需的热。
在电磁炉内部,由整流电路将50Hz的交流电压变成直流电压,再经过控制电路将直流电压转换成频率为15~40kHz 的高频电压,高速变化的电流流过扁平空心螺旋状的感应加热线圈(励磁线圈),线圈会产生高频交变磁场。
电磁感应现象实验论文素材[题目:电磁感应现象实验论文素材]本论文旨在介绍电磁感应现象实验的相关素材,其中包括电磁感应的基本原理、实验材料及仪器设备以及实验步骤与结果分析等内容。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是指在磁场发生变化时,产生感应电动势的现象。
根据法拉第电磁感应定律,当闭合电路中的磁通量发生变化时,电路中就会产生感应电流。
具体而言,电磁感应的基本原理如下:1. 电磁感应定律:法拉第电磁感应定律表明,感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
即感应电动势E的大小可以用下式表示:E = -dφ/dt,其中E为感应电动势,φ为磁通量,t为时间。
2. 楞次定律:楞次定律给出了感应电流的方向。
根据楞次定律,感应电流的方向总是使得产生它的磁通量发生变化的原因减弱。
简单来说,当磁场发生变化时,由感应产生的磁场的方向与原始磁场的方向相反。
二、实验材料及仪器设备进行电磁感应实验所需的材料和仪器设备如下:1. 电池:用于为实验提供直流电源。
2. 导线:通过导线连接电池与线圈,使电流得以流通。
3. 线圈:实验中主要用于产生磁场。
4. 铁芯:将线圈包裹在铁芯内部,增强磁场的强度。
5. 磁铁:用于改变磁场的方向和强度。
6. 电阻箱:通过改变电阻的大小,可以调节电路中的电流强度。
三、实验步骤与结果分析进行电磁感应实验的一般步骤如下:1. 连接电路:将电池与电阻箱通过导线连接成一闭合电路。
2. 放置线圈与铁芯:将线圈放置在铁芯上,并将铁芯插入线圈的中心孔中。
3. 插入磁铁:将磁铁插入铁芯的另一端。
4. 观察现象:当插入磁铁后,观察线圈两端是否出现电压变化。
5. 测量电压变化:使用万用表等仪器测量线圈两端的电压变化情况。
6. 改变磁铁位置和速度:尝试改变插入磁铁的位置和速度,观察电压的变化。
根据实验结果,可以进一步分析电磁感应现象的特点和规律。
例如,当磁铁快速插入或退出线圈时,电压的变化幅度较大;当磁铁的位置固定时,电压无变化等等。
大学物理中的电磁感应发电机的工作原理电磁感应发电机是一种常见的发电机类型,其工作原理基于电磁感应现象。
本文将介绍电磁感应发电机的工作原理,并探讨其在大学物理中的应用。
一、工作原理电磁感应发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能。
当磁场相对于闭合线圈产生相对运动时,闭合线圈内部会产生感应电动势,进而产生电流。
依据法拉第电磁感应定律,当闭合线圈中的导体尺寸改变或磁场强度发生变化时,闭合线圈内部就会产生感应电势。
在电磁感应发电机中,磁场的变化是通过旋转磁铁与线圈进行的。
二、实现方式为了实现电磁感应发电机的工作原理,通常采用以下两种方式:1. 感应电磁发电机(感应式发电机)感应电磁发电机是一种基于旋转磁铁相对于线圈的转子进行工作的发电机。
当转子转动时,转子上的磁场会相对于定子线圈产生变化,从而感应出电动势。
感应电磁发电机的优点是结构简单、可靠性高,因此在大部分发电场合得到广泛应用。
2. 制动电磁发电机(直线式发电机)制动电磁发电机是一种将磁铁和线圈分别固定在定子和转子上的发电机。
当线圈与磁铁之间存在相对运动时,线圈内部就会产生电动势。
制动电磁发电机的主要应用之一是用于制动装置,通过将机械能转化为电能来减缓制动装置的速度。
三、应用电磁感应发电机是物理学中的重要概念,在工程技术和日常生活中有着广泛的应用。
1. 发电厂在发电厂中,大型电磁感应发电机扮演着重要的角色。
通过机械能源的转换,发电机将旋转的磁场转化为电能,并供应给电力系统。
这种方式广泛应用于火力发电、水力发电、风力发电等不同的发电工艺中。
2. 交流发电交流电源是利用电磁感应原理来工作的。
发电机将机械能源转化为交流电能,通过调整磁场和导线之间的相对运动,使得电流可以在电网中往复流动。
这种方式在家庭和工业用电中占据主导地位。
3. 感应加热电磁感应原理还被应用于感应加热。
通过将高频交流电流通过线圈传导到金属物体中,可以使金属物体迅速加热。
这种加热方式常见于感应炉、感应焊接等工业领域。
⼤学物理论⽂3000字(精选5篇) ⽆论是在学习还是在⼯作中,⼤家都尝试过写论⽂吧,借助论⽂可以达到探讨问题进⾏学术研究的⽬的。
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⼤学物理论⽂篇1 摘要: 电磁运动是物质的⼜⼀种基本运动形式,电磁相互作⽤是⾃然界已知的四种基本相互作⽤之⼀,也是⼈们认识得较深⼊的⼀种相互作⽤。
在⽇常⽣活和⽣产活动中,在对物质结构的深⼊认识过程中,都要涉及电磁运动。
因此,理解和掌握电磁运动的基本规律,在理论上和实际上都有及其重要的意义,这也就是我们所说的电磁学。
关键词: 电磁学,电磁运动 1.库伦定律 17xx年法国物理学家库伦⽤扭秤实验测定了两个带电球体之间的相互作⽤的电⼒。
库伦在实验的基础上提出了两个点电荷之间的相互作⽤的规律,即库仑定律: 在真空中,两个静⽌的点电荷之间的相互作⽤⼒,其⼤⼩和他们电荷的乘积成正⽐,与他们之间距离的⼆次⽅成反⽐;作⽤的⽅向沿着亮点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
这是电学以数学描述的第⼀步。
此定律⽤到了⽜顿之⼒的观念。
这成为了⽜顿⼒学中⼀种新的⼒。
与驽钝万有引⼒有相同之处。
此定律成了电磁学的基础,如今所有电磁学,第⼀必须学它。
这也是电荷单位的来源。
因此,虽然库伦定律描述电荷静⽌时的状态⼗分精准,单独的库伦定律却不容易,以静电效应为主的复印机,静电除尘、静电喇叭等,发明年代也在1960以后,距库伦定律之发现⼏乎近两百年。
我们现在⽤的电器,绝⼤部份都靠电流,⽽没有电荷(甚⾄接地以免产⽣多余电荷)。
也就是说,正负电仍是抵消,但相互移动。
──河中没⽔,不可能有⽔流;但电线中电荷为零,却仍然可以有电流! 2.安培定律 法国物理学家安培(Andre Marie Ampere, 1775-1836)提出:所有磁性的来源,或许就是电流。
他在18xx年,听到奥斯特实验结果之后,两个星期之内,便开始实验。
电磁学的原理及其应用论文电磁学是自然界一项重要的物理学分支,研究电荷之间的相互作用及其与磁场之间的关系。
其原理是基于麦克斯韦方程组,描述了电磁场的行为与相互作用,其中包括库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦-安培定律等。
电磁学的原理在实际应用中有着广泛的应用,可以用于电路分析、电磁波传播、电磁传感器等方面。
首先,电磁学原理可以用于电路分析。
在电路中,通过应用欧姆定律和基尔霍夫定律等电磁学原理,我们可以分析电路中各个元件之间的电流和电压关系,帮助我们理解电路的工作原理,研究电路中的功率、电阻、电容和电感等参数。
例如,在设计电子设备时,我们需要通过电磁学原理计算电路中的电流和电压分布,确保电路的正常工作。
其次,电磁学原理在电磁波传播中有着重要的应用。
根据麦克斯韦方程组,我们可以推导出电磁波的传播方程,进一步研究电磁波的传播特性。
在通信系统中,例如无线电与光纤通信中,我们可以利用电磁学原理,研究电磁波在不同介质中的传播速度、传播损耗和反射折射等现象,从而优化通信系统的设计和性能。
此外,电磁学原理也有着广泛的应用于电磁传感器中。
根据法拉第电磁感应定律,当一个导体相对于磁场发生运动时会产生感应电动势。
这一原理被广泛应用于感应电机、发电机和变压器等电磁传感器中,将机械能转化为电能或者电能转化为机械能。
例如,在电能供应方面,我们利用电磁感应原理,通过转动磁铁和线圈的相对运动,产生变化的磁场,从而产生交流电,实现电能的传输和分配。
综上所述,电磁学的原理可以广泛应用于电路分析、电磁波传播和电磁传感器等方面。
通过运用电磁学原理,我们能够深入研究电磁场的特性,提高电路和通信系统的设计与性能。
在实际应用中,电磁学原理为我们解决电磁场及其相互作用的问题提供了重要的理论基础,推动了电子技术的发展和应用。
大学物理电磁感应的基本原理与法拉第定律剖析在探索电磁感应之前,我们首先要了解电磁感应的基本原理以及法拉第定律。
电磁感应是指当导体中的磁场发生变化时,会在导体中产生电动势,从而产生电流。
法拉第定律则规定了电动势和磁通量变化之间的定量关系。
本文将深入探索电磁感应的基本原理以及法拉第定律的内涵。
第一部分:电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理是基于磁场对导体中的自由电荷的作用。
当导体与磁场相对运动或者磁场发生变化时,导体中的自由电荷会受到磁力的作用,产生电动势。
这一原理被总结为法拉第电磁感应定律,即电动势的大小与导体中磁场变化的速率成正比。
第二部分:法拉第定律的表达式与意义法拉第定律以数学方式描述了电动势与磁通量变化之间的关系。
根据法拉第第一定律,电动势的大小与磁通量的变化速率成正比,并与导体的回路方向有关。
具体而言,法拉第第一定律可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示电动势,dΦ/dt表示磁通量与时间的变化率。
法拉第第二定律则说明了导体中产生的感应电流与磁场变化之间的关系。
根据法拉第第二定律,感应电流的大小与电动势以及导体的电阻有关。
具体而言,法拉第第二定律可以用以下公式表示:I = ε/R其中,I表示感应电流,ε表示电动势,R表示导体的电阻。
通过法拉第定律,我们可以定量地计算感应电流的大小,并理解磁场变化对电动势和感应电流的影响。
这对于理解电磁感应的作用以及应用有重要意义。
第三部分:电磁感应的应用电磁感应的原理和法拉第定律在许多领域中得到了应用。
其中最重要的应用之一是发电机的工作原理。
发电机通过旋转线圈在磁场中产生变化的磁通量,从而产生电动势,最终转化为电流输出。
这种基于电磁感应原理的发电机已广泛应用于发电站、汽车发电机等各种领域。
除了发电机,电磁感应的原理也在电感和变压器中得到了应用。
电感是一种元件,通过将线圈绕在导体上来储存磁场能量。
当导体中的电流改变时,磁场也发生变化,从而引起感应电动势。
电磁技术的原理及应用论文引言电磁技术是一种基于电磁场作用的技术,具有广泛的应用领域。
本文将介绍电磁技术的基本原理,并探讨其在不同领域中的应用。
通过对电磁技术的深入理解和应用,我们可以更好地利用电磁力和电磁波,推动科技发展和社会进步。
电磁技术的基本原理电磁技术是基于麦克斯韦方程组的理论基础。
麦克斯韦方程组描述了电磁场的产生和变化规律,包括麦克斯韦方程组的四个方程:电场的高斯定律、电场的法拉第电磁感应定律、磁场的高斯定律和磁场的安培环路定律。
通过对这些方程的研究和应用,我们可以了解电磁场的特性,并利用它们进行相关技术的开发和创新。
电磁技术的应用领域1. 通信领域电磁技术在通信领域有着重要的应用。
通过利用电磁波传输信息,我们可以实现无线通信和远程通信。
无线电通信、移动通信和卫星通信等都是基于电磁技术实现的。
另外,电磁技术在通信领域还可以用于信号处理、天线设计和电磁干扰抑制等方面。
2. 医学领域电磁技术在医学领域也有着广泛的应用。
例如,磁共振成像(MRI)技术利用电磁场和无线电波对人体进行成像,用于诊断和研究疾病。
同时,电磁技术还可以用于电磁治疗、放射治疗和心脏起搏器等医疗器械的设计和应用。
3. 能源领域电磁技术在能源领域的应用也十分广泛。
例如,电磁感应发电和变压器利用电磁现象将一种形式的能量转换为另一种形式的能量。
此外,太阳能光伏发电和风能发电等可再生能源的利用也离不开电磁技术。
4. 材料科学领域在材料科学领域,电磁技术被广泛用于材料的表征和制备。
例如,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)利用电磁场将物质的表象放大到可观察的尺度,用于材料观察和分析。
同时,电磁加热、电磁脉冲和电化学腐蚀等电磁技术在材料制备和处理中也有着广泛的应用。
5. 安全领域电磁技术在安全领域有着重要的应用。
例如,金属探测仪利用电磁感应原理检测金属物质,在安全检查和防范犯罪方面起着关键作用。
另外,电磁波辐射的监测与防护、雷达和红外技术的应用等也属于安全领域的电磁技术。
电磁学的应用及原理论文引言电磁学是物理学的重要分支,研究电荷之间的相互作用以及电场和磁场对物体的影响。
电磁学的应用十分广泛,涵盖了许多领域,包括工业、通信、医学等。
本论文将介绍电磁学的应用及其原理,探讨其在各个领域中的重要性和影响。
电磁学的基本原理电磁学的研究基于两个基本方程:电场的高斯定律和磁场的法拉第定律。
根据这些基本方程,我们可以推导出许多电磁学的定律和理论。
以下是一些电磁学的基本原理:•库仑定律:描述了两个电荷之间的力和它们之间的相互作用。
电磁力的大小与电荷之间的距离成反比,与它们的电荷量的乘积成正比。
•安培定律:描述了电流通过导线时产生的磁场。
根据安培定律,电流的大小和方向决定了所产生磁场的强度和方向。
•法拉第定律:描述了磁场对电流产生的感应力。
根据法拉第定律,当一个导体在磁场中运动时,磁场会对导体中的电荷产生力,从而产生感应电流。
电磁学的应用电磁学在工业领域中的应用电磁学在工业领域中有着广泛的应用。
以下是一些示例:1.电动机:电动机是将电能转化为机械能的设备,它利用电磁场中的相互作用来产生转矩。
电动机广泛应用于各种机械设备中,如风力发电机、电动汽车等。
2.发电机:发电机是将机械能转化为电能的设备,它利用电磁学原理来产生电流。
发电机广泛应用于电力系统中,为我们提供稳定的电力供应。
3.变压器:变压器是将交流电的电压变换为不同电压的装置,它利用电磁学原理来实现电压的转换。
变压器在电力系统中起到重要的作用,帮助实现电能的传输和分配。
电磁学在通信领域中的应用电磁学在通信领域中起着至关重要的作用。
以下是一些示例:1.电磁波传输:无线电、电视、手机等通信设备都是利用电磁波进行信息传输的。
电磁学原理帮助我们理解电磁波的传播和调制技术,从而实现高效的通信。
2.天线技术:天线是接收和发送无线电波的设备,它利用电磁学原理来实现无线通信。
不同类型的天线可以接收和发射不同频率的电磁波,如Wifi、蓝牙等。
3.电磁兼容性:电磁兼容性是指设备在电磁环境中能够正常工作,而不会相互干扰。
论文电磁学及其原理的应用1. 引言电磁学是研究电荷之间相互作用和电磁场的性质的学科。
它在物理学理论体系中占据着重要的地位,并且在现代科技发展中有着广泛的应用。
本文将介绍电磁学的基本原理,并探讨其在论文撰写过程中的应用。
2. 电磁学基本原理2.1 电磁场的产生和特性•电荷与电荷之间的相互作用产生电磁场。
•电磁场具有电场和磁场两个相互垂直且相互作用的成分。
•电磁场的特性包括电场强度、磁感应强度、电势和标势等。
2.2 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程,包括:•高斯定律:电场通过任意闭合曲面的总通量等于被该曲面围住的电荷总量除以介电常数。
•麦氏定律:磁场沿任意闭合曲面的环路积分为零。
•法拉第定律:磁感应强度的变化率等于通过该表面的电场沿边界线的环路积分。
2.3 电磁波电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的,并能够在空间中传播的波动现象。
根据频率的不同,电磁波可以分为不同的频段,如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线和 X 射线等。
3. 论文电磁学的应用3.1 电磁学在天文学中的应用•电磁学帮助研究天体的电磁辐射特性,从而了解宇宙的结构和演化。
•通过电磁波观测天体,可以获取宇宙中的各种信息,如星系的距离、恒星的温度、星云的组成等。
3.2 电磁学在通信技术中的应用•电磁学为现代通信技术的实现提供了基础理论和工具,如无线通信、卫星通信等。
•通过电磁波的传播和接收,实现信息的传递和交流。
3.3 电磁学在材料科学中的应用•电磁学研究材料的电磁性质,为材料的设计和应用提供理论依据。
•电磁学在超导体、磁性材料、光学材料等领域的应用日益重要。
3.4 电磁学在医学影像中的应用•电磁学在医学影像中的应用主要包括磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)和正电子发射断层成像(PET)等。
•通过对人体内部的电磁信号的探测和分析,可以获得人体器官的结构和功能信息。
4. 结论电磁学是一门重要的学科,它的理论和应用研究对于现代科技的发展至关重要。
电磁感应实验设计论文(共五篇)第一篇:电磁感应实验设计论文0引言法拉第电磁感应定律是电磁学中的一个重要内容,在物理教材中,通过用条形磁铁插入、拔出串接了灵敏电流表的闭合线圈定性实验,分析插拔磁铁的快慢与灵敏电流表指针摆动的幅度关系,得出“闭合线路内,磁通量的变化率越大,线圈的匝数越多,产生的感应电动势也就越大”的结论.在此定性实验的基础上,教材中直接引出了法拉第电磁感应定律.显然,上述方法省略了“E与n、Δ/Δt成正比关系:E=nΔ/Δt,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,Δ/Δt:磁通量的变化率”这一量化结论的实验研究过程.由于采用手动操作改变Δ/Δt,并且灵敏电流表的指针是瞬时晃动的,实验操作、观察都存在一定的局限.本文用充磁器和可拆交流演示变压器分别设计并实现电磁感应的定性和定量实验.充磁器结构简单,重量轻、操作方便,在物理实验室中主要是为给条形磁铁充磁,也可为U形磁铁充磁,是学校实验室中必备的器材,一种器材多种用途,它产生磁场的磁感应强度比一般永久式磁铁高许多,因此,可以用来定性地演示许多电磁学实验,它是定性实验电磁感应较好的方法.常见的定性实验不能进行进一步的探究.利用可拆交流演示变压器可以定量进行试验研究,通过反复实践,设计出了验证法拉第电磁感应定律的创新实验方法.1用充磁器实现电磁感应实验设计1.1充磁器充磁器是一种快速饱和充磁设备,是一种多种用途器材,它的作用就是给磁铁上磁,磁铁在刚生产出来,并不具备磁性,必须通过充磁器充磁后才能带磁.充磁器示意图如图1所示,由于充磁器结构上的原因,每次实验通电时间一般不超过几秒钟,否则,升温过快会损坏充磁器.1.2用充磁器定性的演示法拉第电磁感应定律(1)将合适的U形软铁棒套上事先绕上两组不同匝数线圈的纸筒,线圈匝数分别为n1和n2(n2>n1),然后插入充磁孔内固定,如图2所示,接通充磁器电源,可见连在匝数线圈为n2上的演示电表V2指针摆幅大些,说明感应电动势和线圈匝数n成正比关系E∝n.(2)将合适软铁棒放入充磁孔内,让连有演示电表V1(或V2)的线圈n1(或n2)分别快速、慢速穿入软铁棒,可见演示电表指针摆动幅度大些、小些,说明感应电动势与闭合线圈内磁通量的变化率成正比关系E∝Δ/Δt.2用可拆交流演示变压器设计电磁感应实验2.1实验原理与实验设计根据变压器的工作原理,当交流电通过原线圈n1时,闭合铁芯中将产生峰值稳定交流变化的磁通量变化率Δ/Δt.如果水平移动变压器上端的横铁轭,铁芯不再完全闭合,一部分磁感线外泄,使铁芯中的Δ/Δt变小,如图3所示.按照上述操作,可改变Δ/Δt的大小.若抽动横铁轭到某一固定位置不动,此时的Δ/Δt比较稳定.2.2实验过程的实现为了操作方便,将副线圈放在右手侧,同时在实验中注意安全,勿用身体接触原线圈中的交流电,实验过程如下:2.2.1定性探究感应电动势E与磁通量变化率Δ/Δt之间的关系如图3所示,将多用表V调至交流电压10V档,与4.5V小灯泡并联,串接到副线圈n2,原线圈n1接入交流220V.当横铁轭完全闭合在铁芯上时,多用表电压档测出副线圈中产生4.5V的感应电压.将横铁轭从原线圈端向左缓慢地水平移动,4.5V小灯泡逐渐变暗,当横铁轭移动离铁芯约4mm时,观察电压读数降到3V左右.利用上述直观的现象,通过思考该现象产生的原因并进行分析验证,可以得出结论:感应电动势E与横铁轭的水平移动有关,横铁轭的移动快慢不同,使磁通量变化快慢不同,产生的电动势大小也不同.磁通量变化快慢类比于速度变化快慢,用Δ/Δt表示,电动势大小与Δ/Δt有关,Δ/Δt 越小(大),E越小(大).2.2.2定量探究感应电动势E与匝数n的正比关系去掉副线圈,换上长导线缠绕在铁芯上替代副线圈,将导线两端与小灯泡串接成闭合线路,并将多用表与小灯泡并联.将横铁轭开口距离调至约4mm后固定不变,开始缠绕导线,由于在n2铁芯上下位置不同,Δ/Δt略有差异,所以选择在n2铁芯下部的同一位置附近缠绕导线,随着缠绕在铁芯上的线圈匝数增多,可观察到小灯泡从不亮到亮的变化过程:在线圈绕到第6匝时,小灯泡微微发光;当线圈绕到25匝左右时,小灯泡已经比较亮了.在绕线过程中,观察多用表上交流电压读数,发现每多绕一匝导线,感应电动势约增大0.1V,可得出感应电动势E与匝数n 的定量关系.同时观察到:从铁芯上逐渐解开缠绕的导线到第4匝时,小灯泡仍微微发光,而在缠绕到第4匝时,小灯泡却并不发光,说明有自感作用.通过上述实验,进一步进行分析探究:假设每一匝线圈内的磁通量的变化率为Δ1/Δt,对应产生的感应电动势为E1,则每多绕一匝线圈,Δ/Δt就增大一个单位Δ1/Δt,线路中感应电动势也增大一个E1,由此得出量化的结论:电路中感应电动势的大小,跟磁通量的变化率成正比.即E∝Δ/Δt,E=kΔ/Δt(1)若E、ΔФ、Δt均取国际单位,上式中k=1,由此得出E=Δ/Δt(2)若闭合电路有n匝线圈,则E=nΔ/Δt(3)3结束语通过用充磁器和可拆交流演示小变压器两种简单的装置创新设计的实验和实践,验证了感应电动势与闭合线圈内磁通量的变化率和线圈匝数成正比关系.加深了对法拉第电磁感应定律的理解,熟悉了实验器材的使用,有利于提高动手能力、观察能力和思维能力.也为电磁感应在实际生活中的应用提供了有效的借鉴意义.在实验设计和实现过程中,得到我老师的大力支持和帮助,在此表示衷心感谢!第二篇:电工技术实验设计路径论文1指针式电工仪表的设计电工仪表是用于测量电路中的各种电参量(如电压、电流、功率等)和元件参数(如电阻、电容等)的仪表,分为指针式仪表和数字式仪表2大类。
电磁现象的原理摘要电磁学是研究电和磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。
根据近代物理学的观点,磁的现象是由运动电荷所产生的,因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容。
所以,电磁学和电学的内容很难截然划分,而“电学”有时也就作为“电磁学”的简称。
关键词:电磁学目录1.库伦定律 12.安培定律 13.法拉第定律 34.麦克斯韦电磁理论 45.总结 41.库伦定律库仑定律(Coulomb's law),法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现,因而命名的一条物理学定律。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。
因此,电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。
库仑定律阐明,在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比,与电量乘积成正比,作用力的方向在它们的连线上,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
库仑定律:是电磁场理论的基本定律之一。
真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥,异名电荷相吸。
公式:F=k*(q1*q2)/r^2库仑定律成立的条件:1.真空中 2.静止 3.点电荷2.安培定律安培定则安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。
环形电流可看成多段小直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。
叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。
直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出安培定则图示,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用,这时电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。
电磁原理在生活中的应用论文1. 引言电磁原理是物理学中一个重要的分支,研究电和磁现象之间的相互作用。
电磁原理广泛应用于生活中的各个领域,如通信、能源、交通等。
本论文将着重介绍电磁原理在生活中的应用,并对其影响和未来发展进行探讨。
2. 通信领域中的应用2.1 无线通信技术无线通信技术离不开电磁原理的应用。
无线电波是一种电磁波,通过无线电的发射和接收设备可以实现信息的传输。
例如,手机、电视、广播等设备都是通过无线通信技术实现信息的传递。
2.2 光纤通信技术光纤通信是一种利用电磁原理传输信息的技术。
光纤中的光信号通过光纤的传导实现信息的传输。
光纤通信技术的高速、大容量、低损耗等优势使其成为现代通信领域不可或缺的一部分。
3. 能源领域中的应用3.1 发电机原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
其基本原理是通过电磁感应现象将磁场的变化转化为电流的产生。
发电机的广泛应用使得电磁原理在能源领域发挥了重要作用。
3.2 电磁感应设备电磁感应设备如变压器、感应炉等在能源领域中也起到关键作用。
变压器利用电磁感应原理来改变交流电的电压,实现电能的输送和变换。
感应炉则利用电磁感应来加热物体,广泛应用于工业生产中。
4. 交通领域中的应用4.1 电动车技术电动车是一种利用电能作为动力的车辆。
电动车的电能转化为机械能的过程离不开电磁原理的应用,如电机的运行和控制部分依赖于电磁力的作用。
4.2 磁悬浮列车技术磁悬浮列车是一种利用电磁原理实现悬浮和推动的交通工具。
电磁力在磁悬浮列车中起到了关键的作用,使得列车可以在轨道上悬浮并高速运行。
5. 影响和发展趋势电磁原理在生活中的应用对社会产生了广泛的影响。
它提升了通信、能源和交通等领域的效率和便利性。
随着科技的不断发展,电磁原理在生活中的应用也在不断创新和改进。
未来,我们可以预见电磁原理将在更多领域中发挥更大的作用,例如医疗、航空航天等。
结论本文介绍了电磁原理在生活中的应用,并探讨了其对社会的影响和未来的发展趋势。
浅谈如何学好大学物理中的电磁学【摘要】电磁运动是物质的又一种基本运动形式,电磁相互作用是自然界已知的四种基本相互作用之一,也是人们认识得较深入的一种相互作用。
在日常生活和生产活动中,在对物质结构的深入认识过程中,都要涉及电磁运动。
因此,理解和掌握电磁运动的基本规律,在理论上和实际上都有及其重要的意义,这也就是我们所说的电磁学。
简要概括了学习物理学的意义,详细论述了如何学好大学物理中的电磁学。
【关键词】物理学;电磁学;高斯定理;安培环路定理【正文】一、引言物理学是关于自然界最基本形态的科学,是一切自然科学的基础,处于诸多自然科学学科的核心地位物理学的发展,广泛而直接地推动着技术的革命和社会的文明。
物理是一门基础学科,初中、高中均开有物理课,一般包括力学、热学、电磁学等部分。
在中学时,只限于让同学们了解物理中的最基本内容,一些公式、定理是直接给出,如电磁学中的楞次定律就是直接给出的。
而进入大学后,大学物理仍然是包括力学、热学、电磁学等部分,但是内容加深了许多,更注重的是推导过程,而不是结论。
电磁学部分牵涉的内容更加广泛,了解电磁学简史是十分必要的。
电磁学知识从公元前数百年古希腊人发现琥珀吸引草屑和磁石吸引磁铁开始到麦克斯韦方程组的建立,再到当今场论的进一步发展,使得电磁学史相当庞大复杂。
因此,有选择性地了解电磁学史对学好电磁学可以达到事倍功半的效果。
电磁学是物理学的一个分支,是物理学中非常重要的内容。
电学与磁学领域有著紧密关系,广义的电磁学可以说是包含电学和磁学,但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。
主要研究电磁波,电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等等。
二、基本原理电场和磁场中的一些基本概念,在中学物理中,我们已经很熟悉了,如静电场、稳恒磁场等。
对于大学物理中的电磁学部分,最重要的是麦克斯韦方程组, 而我们在解题时用到最多的是其中两个定理,即电场中的高斯定理和磁场中的安培环路定理,深刻理解这两定理的物理意义是学好大学物理中的电磁学部分的关键。
探索电磁的奥秘电磁的产生和应用电磁是一种广泛存在于自然界和人类社会中的物理现象,它的产生和应用对我们的生活和科学研究都具有重要意义。
本文将探索电磁的奥秘,介绍电磁的产生原理,并探讨电磁波的应用。
第一部分:电磁的产生原理电磁的产生是基于电荷和电流之间的相互作用。
根据电磁理论,当电流通过导线时,会产生磁场,而当发生电荷分布或电流的变化时,则会产生电场。
这两种场相互作用,形成了电磁场。
在电磁场中,电磁波是一种特殊的现象。
根据麦克斯韦方程组,电磁波是由变化的电场和磁场相互作用产生的。
当电场和磁场垂直于彼此,并以光速传播时,就会形成电磁波。
电磁波具有特定的频率和波长,包括了可见光、无线电波、微波、X射线等。
第二部分:电磁波的应用电磁波的应用非常广泛。
下面将重点介绍几个常见的应用领域。
1. 通信技术电磁波在通信技术中扮演着重要角色。
无线电波作为电磁波的一种,被广泛应用于无线电通信、电视传输、卫星通信等领域。
通过调节电磁波的频率和强度,我们可以实现信息的传输和接收。
2. 医学成像电磁波在医学领域的应用非常重要。
X射线是一种高能电磁波,可以穿透人体组织,用于医学成像。
通过X射线的吸收和透射,医生可以观察和诊断患者的骨骼、内脏等情况,有助于疾病的早期发现和治疗。
3. 材料检测与测量电磁波在材料检测和测量方面也发挥着重要作用。
例如,通过使用红外光谱仪,人们可以检测和分析物质的红外光谱特性,从而判断其组成和性质。
此外,利用电磁波进行雷达测距和雷达成像,也可以对目标物体进行非接触式的测量和观察。
4. 能源生产与利用电磁波的应用还涉及到能源的生产和利用。
太阳能是一种广泛利用电磁波的可再生能源。
太阳辐射包含了各种频率的电磁波,通过太阳能电池板的吸收和转换,可以将太阳能转化为电能或热能,用于供电和采暖。
总结:本文探索了电磁的奥秘,介绍了电磁的产生原理,并讨论了电磁波的应用。
电磁波作为一种重要的物理现象,广泛应用于通信技术、医学成像、材料检测与测量以及能源生产与利用等领域。
电磁感应的原理及应用1.引言电磁感应是现代物理学的重要研究内容之一,它描述了磁场和变化的电场互相作用时所引发的电流现象。
在本文中,将介绍电磁感应的基本原理以及其在科学研究和日常生活中的应用。
2.电磁感应的基本原理电磁感应是由迈克尔·法拉第(Michael Faraday)在19世纪初期提出的。
它基于以下两个重要定律:2.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律表明,当磁场中的磁通量发生变化时,会在磁场周围的导体中产生电动势,并引起电流的产生。
这个定律可以表示为如下公式:$$ \\varepsilon = -\\frac{d\\Phi}{dt} $$其中,$\\varepsilon$表示感应电动势,$\\frac{d\\Phi}{dt}$表示磁通量的变化率。
2.2 楞次定律楞次定律规定了由电磁感应产生的电流的方向。
根据楞次定律,感应电流的方向会使得产生它的磁场与原来的磁场相互作用,从而阻碍电磁感应过程中磁通量的变化。
这个定律提供了判断感应电流方向的方法,通常可以用右手定则来表示。
3.电磁感应的应用领域电磁感应的原理在许多领域中得到了广泛的应用。
以下是一些常见的应用示例:3.1 电磁感应传感器电磁感应传感器利用电磁感应的原理来检测和测量目标物体的一些特定参数,如位置、速度和方向等。
它们常被用于自动化系统、机器人技术和工业生产中,为控制和监测提供重要的信息。
3.2 电磁感应发电利用电磁感应的原理,可以将机械能转化为电能。
这是现代发电厂中最常用的方式之一。
通过旋转涡轮或水力涡轮等设备,使磁场与线圈产生相对运动,从而在线圈中产生感应电流,最终输出电能供应给用户。
3.3 感应加热感应加热是一种利用电磁感应原理产生热能的技术。
当导体通过高频电磁场时,感应电流会在导体中产生热量。
这种加热方式被广泛应用于工业加热、熔炼和炉温控制等领域。
3.4 磁悬浮列车磁悬浮列车是一种利用电磁感应原理实现悬浮运行的交通工具。
大学物理电磁学毕业论文标题:现代技术在电磁学中的应用摘要:电磁学作为物理学的重要分支之一,对于现代技术的发展起着重要的推动作用。
本论文通过对电磁学的基本理论和现代技术的应用进行研究,分析了电磁学在通信、能源、医学和材料等领域中的重要应用。
研究发现,电磁学的理论基础为现代技术的发展提供了强大的支撑,同时,电磁学的应用也进一步推动了电磁学理论的深化和发展。
现代技术在电磁学中的应用为人类社会带来了重大的变革,并且为未来的科技创新和发展提供了巨大的潜力。
引言:电磁学是研究电场、磁场和相互作用的学科,被广泛应用于通信、能源、医学和材料等领域。
随着现代科技的快速发展,电磁学的理论和应用也在不断深化和扩展。
本文将探讨电磁学在现代技术中的应用,并阐述其对社会和科技进步的重要意义。
一、电磁学理论的深化电磁学的理论基础主要包括麦克斯韦方程组和电磁场的性质等。
现代技术的发展需要更加准确和丰富的电磁学理论支撑,以便更好地应对复杂的应用场景。
近年来,许多学者对电磁学的理论进行了深入研究,发现了更多电磁场的特性和规律,为现代技术的发展提供了更加稳固的基础。
二、电磁学在通信领域中的应用通信是电磁学最早和最重要的应用领域之一。
从早期的电报到现代的无线通信技术,电磁学在通信领域中的应用已经取得了巨大的突破。
电磁学理论的深化为通信技术的发展提供了支持,同时,现代技术的进步也为电磁学的应用提供了更加广阔的空间。
三、电磁学在能源领域中的应用能源是人类社会发展的基石,而电磁学在能源领域中的应用也越来越重要。
通过电磁学理论,我们可以清楚地了解电能的传输和转化过程,并且可以利用电磁学的原理进行能源的高效利用。
例如,太阳能的利用就是基于电磁学原理,通过将光能转化为电能,为人类提供可再生的能源。
四、电磁学在医学领域中的应用随着医学技术的进步,电磁学在医学领域中的应用也越来越广泛。
例如,磁共振成像(MRI)技术就是基于电磁学原理。
通过应用电磁学的原理,医生可以清晰地观察和诊断人体内部的结构和病变,并且能够更好地指导手术治疗等。
电磁感应原理原理的应用——电磁炮姓名:朱子凡摘要:电磁炮利用了电磁感应原理,具有稳定性好,初速度大,经济等特点,可以广泛的运用在军事,航空航天,交通运输等方面。
本文首先介绍了电磁炮的基本原理及特点,其次提出电磁炮的几种可行的实现方案,之后又讨论了电磁炮在航空航天方面如何应用,最后提出了我们还需要克服的问题。
关键词:电磁感应,电磁加速器,稳定性,电磁炮应用引言:电影《变形金刚》中有这样一个片段:一艘美国巡洋舰,对金字塔上面的机器人进行攻击,一击命中。
没错他们用的武器就是电磁炮。
美国人设想在外星人强大的火力下,电磁炮将是和外星人作战的最有利武器。
一、电磁炮的基本原理电磁炮运用基本原理的就是法拉第电磁感应定律。
19世纪,英国科学家法拉第发现,位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的作用。
如果让导线在磁场中作切割磁感线的运动,导线上也将会产生电流。
这就是著名的法拉第电磁感应定律。
也就是根据这一定律人们发明了发电机和电动机,它也是电磁炮的基本原理,电磁炮本质上来说就是一种比较特殊的电动机,电磁炮中做直线加速运动的炮弹就相当于电动机中旋转的转子。
但是问题是如何产生驱动炮弹的磁场,并让电流经过炮弹,让它能做直线加速运动呢?在1980年,美国西屋公司为《星球大战》建造的实验电磁炮给出了我们这样一个设计:用两根导体制成轨道,中间放置炮弹,使电流可以通过导体轨道和炮弹形成回路。
把这个装置放在磁场中,当给炮弹通电时,炮弹相当于磁场中的导线,它会受到一个力的作用,由于这个力的作用,炮弹将会做加速运动,最后发射出去。
二、电磁炮的特点1、弹丸初速度大电磁脉冲发射的动力大约为普通火炮发射力的10倍,所以用它发射的弹丸速度将比普通炮弹的速度快很多。
一般火炮的射击速度约为0.8千米/秒,步枪子弹的射击速度为l千米/秒。
而电磁炮可将3克重的弹丸加速到11千米/秒,将300克的弹丸加速到4千米/秒。
有的专家甚至预言,将来的速度可达100千米/秒。
电磁学的原理及其应用论文1. 引言电磁学是物理学的重要分支之一,研究电荷和电流的相互作用以及与之相关的现象和应用。
本文旨在介绍电磁学的基本原理,并探讨其在实际生活中的应用。
2. 电磁学的基本原理•电磁场理论:电磁学认为存在电场和磁场,电场由带电粒子产生,磁场由电流或磁极产生。
电荷周围的电场可用电场强度表示,而电流产生的磁场可由磁感应强度表示。
•麦克斯韦方程组:麦克斯韦方程组是描述电磁场演化规律的定律,包括高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦-安培定律。
•电磁波:根据麦克斯韦方程组推导,电场和磁场的扰动可以形成传播的电磁波,包括光波、微波、无线电波等。
这些波动在空间中传播,具有电磁性质。
•电磁辐射:电磁辐射是电流的加速运动导致的能量传播,如可见光和射线。
辐射的频率范围广泛,可用于通信、医学成像、材料检测等领域。
3. 电磁学的应用电磁学在科学、技术和工程中有着广泛的应用,以下列举了几个典型的应用领域:3.1. 通信技术•电磁波传播:无线通信依赖于电磁波的传播,如无线电波、微波、红外线和可见光等。
这些波动可以传输信息,并被用于无线电、卫星通信、广播和电视等领域。
•电磁波谱利用:不同频率的电磁波谱用于不同的通信需求。
例如,无线电波用于长距离通信,而可见光波用于光纤通信等。
3.2. 电力工程•电磁感应:根据法拉第电磁感应定律,通过变化的磁场产生的感应电流可以用于发电。
这种原理被应用于发电厂和发电机。
•电场与电势:电场存在于电荷周围,具有电势能。
电场与电势的研究在电力工程中起着重要作用,例如电势差用于电路中电荷流动的驱动力。
3.3. 医学技术•医学成像:磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等医学成像技术利用电磁场与物质间的相互作用,以获取人体结构的详细图像。
这些技术在临床诊断和医学研究中发挥着重要的作用。
•生物电磁学:电磁学的原理也应用于研究生物体内部的电活动,如心电图和脑电图。
3.4. 材料科学•电磁波谱分析:电磁波谱广泛应用于材料科学,例如红外光谱、拉曼光谱和X射线衍射等技术可用于分析材料化学成分和结构。
电磁现象的原理
摘要
电磁学是研究电和磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。
根据近代物理学的观点,磁的现象是由运动电荷所产生的,因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容。
所以,电磁学和电学的内容很难截然划分,而“电学”有时也就作为“电磁学”的简称。
关键词:电磁学
目录
1.库伦定律 1
2.安培定律 1
3.法拉第定律 3
4.麦克斯韦电磁理论 4
5.总结 4
1.库伦定律
库仑定律(Coulomb's law),法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现,因而命名的一条物理学定律。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。
因此,电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。
库仑定律阐明,在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比,与电量乘积成正比,作用力的方向在它们的连线上,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
库仑定律:是电磁场理论的基本定律之一。
真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥,异名电荷相吸。
公式:F=k*(q1*q2)/r^2
库仑定律成立的条件:1.真空中 2.静止 3.点电荷
2.安培定律
安培定则
安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方
向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。
环形电流可看成多段小直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。
叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。
直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出
安培定则图示
,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用,这时电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。
在H.C.Oersted电流磁效应实验及其他一系列实验的启发下,A.-M.安培认识到磁现象的本质是电流,把涉及电流、磁体的各种相互作用归结为电流之间的相互作用,提出了寻找电流元相互作用规律的基本问题。
为了克服孤立电流元无法直接测量的困难,安培精心设计了4个示零实验并伴以缜密的理论分析,得出了结果。
但由于安培对电磁作用持超距作用观念,曾在理论分析中强加了两电流元之间作用力沿连线的假设,期望遵守牛顿第三定律(两个物体之间的作用力和反作用力,总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。
),使结论有误。
上述公式是抛弃错误的作用力沿连线的假设,经修正后的结果。
应按近距作用观点理解为,电流元产生磁场,磁场对其中的另一电流元施以作用力。
此定则的发现使人类更进一步的掌握了电学原理,为现代社会科技提供了理论基础。
安培定律与库仑定律相当,是磁作用的基本实验定律,它决定了磁场的性质,提供了计算电流相互作用的途径。
用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N级
3.法拉第定律
法拉第定律又叫电解定律,是电镀过程遵循的基本定律。
法拉第(Michael Faraday l791-1867)是英国著名的自学成才的科学家,他发现的电解定律至今仍然指导着电沉积技术,是电化学中最基本的定律,从事电镀专业的工作者,都应该熟知这一著名的定律。
它又分为两个子定律,即法拉第第一定律和法拉第第二定律。
(1)法拉第第一定律法拉第的研究表明,在电解过程中,阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比。
当我们讨论的是金属的电沉积时,用公式可以表示为:M=KQ=KIt
式中M一析出金属的质量;
K—比例常数;
Q—通过的电量;
I—电流强度;
t—通电时间。
法拉第第一定律描述的是电能转化为化学能的定性的关系,进一步的研究表明,这种转化有着严格的定量关系,这就是法拉第第二定律所要表述的内容。
通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积。
(2)法拉第第二定律电解过程中,通过的电量相同,所析出或溶解出的不同物质的物质的量相同。
也可以表述为:电解1mol的物质,所需用的电量都是1个“法拉第”(F),等于96500 C。
磁通量的变化率是指磁通量变化的快慢。
关键在于变化二字。
要是磁通很大,而为常量。
变化率也为零。
但是反之,即使磁通量很小,它能在短的时间变化很大,也就是变化率大了。
学了微积分你就能很好理解这一点了。
平均变化率=变化量/变化时间。
瞬时变化率=d变化量/dt
电动势的产生是由于磁通量的变化而引起的,有的时候切割磁感线也可能不产生感应电动势,
判断产生与否主要由以下几个方法
⒈感应电流的产生条件和方向判定是需要注意的内容,特别要注意楞次定律的应用。
“阻碍”两字是楞次定律的核心,它的含义可推广为三种表达方式:⑴阻碍原磁通量的变化(简化为“增反减同”原则);⑵阻碍导体的相对运动(简化为“来拒去留”原则);
⑶阻碍原电流变化(自感现象)。
⒉法拉第电磁感应定律是电磁感应的核心内容。
该定理定量地给出了感应电动势的计算公式,概括了感应电动势大小与穿过回路的磁通量变化率成正比这一规律。
⑴根据不同情况,可表达成、和几种情况。
⑵注意磁通量φ、磁通量的变化Δφ、磁通量的变化率三者区别。
⑶注意和ε=BLv的区别和联系。
后者的v可以取平均速度,也可以取瞬时速度。
4.麦克斯韦电磁理论
麦克斯韦电磁理论基础的电学和磁学的经验定律包括:静电学的库仑定律,涉及磁性的定律,关于电流的磁性的安培定律,法拉第电磁感应定律。
麦克斯韦把这四个定律予以综合,导出麦克斯韦方程,该方程预言:变化的电磁场以波的形式向空间传播.
麦克斯韦电磁场理论的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。
麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系。
这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程组是由四个微分方程构成,:
(1)描述了电场的性质。
在一般情况下,电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献。
(2)描述了磁场的性质。
磁场可以由传导电流激发,也可以由变化电场的位移电流所激发,它们的磁场都是涡旋场,磁感应线都是闭合线,对封闭曲面的通量无贡献。
(3)描述了变化的磁场激发电场的规律。
(4)描述了变化的电场激发磁场的规律。
麦克斯韦方程都是用微积分表述的,涉及到的方程包括:
1. 安培环路定理,就是磁场强度沿任意回路的环量等于环路所包围电流的代数和。
2.法拉第电磁感应定律,即电磁场互相转化,电场强度的弦度等于磁感应强度对时间的负偏导。
3.磁通连续性定理,即磁力线永远是闭合的,磁场没有标量的源,麦克斯韦表述是:对磁感应强度求散度为零。
4.高斯定理,穿过任意闭合面的电位移通量,等于该闭合面内部的总电荷量。
麦克斯韦:电位移的散度等于电荷密度。
5.总结
电磁学现在对我们人类的生活和发展有着重要的作用,与其他的领域也有着
促进的作用。
力学与电磁学被称为古典理论有两层意思:
(1)它可以自圆其说,没有内在的矛盾。
(2)但是到了廿世纪量子理论确立后,它们被修改了。
力学后来被修改为量子力学,电磁学被修改为量子电动力学。
然而,在原子之外,这两个古典理论仍是非常精确,故理工学生仍然不得不学它们。
回顾电磁学的历史,是很有趣的。
一直到十八世纪中,电磁似乎只是一种新奇的玩具──科学与艺术一样,起步时都有游戏性质──但到了后来,其产生的结果,竟然改造了世界。
当然,并不是所有科学工作都有这样大的威力。
也有些科学的成果令人不敢恭维。
然而,科学有这样的可能,却是我们不得不重视科学研究的终极原因。
6.参考文献
1.百度百科
2.维基百科
3.《新概念物理教程——电磁学》
北京大学赵凯华、陈熙谋先生编著
索书号:O4/4422a
4.☆ 《基于相对论的电磁学》
张三慧先生编著.
(大学物理学,2008年10月第3版)。