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電與磁電路

發布時間:2021-12-08 07:26:39

A. 初中物理的電與磁不太懂!

物理量 單位 公式
名稱 符號 名稱 符號

電流 I 安培(安) A I=U/R
電壓 U 伏特(伏) V U=IR
電阻 R 歐姆(歐) R=U/I
電功 W 焦耳(焦) J W=UIt
電功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t=UI

安全電壓 不高於36伏

初中物理基本概念概要

十、電路
⒈電路由電源、電鍵、用電器、導線等元件組成。要使電路中有持續電流,電路中必須有電源,且電路應閉合的。 電路有通路、斷路(開路)、電源和用電器短路等現象。
⒉容易導電的物質叫導體。如金屬、酸、鹼、鹽的水溶液。不容易導電的物質叫絕緣體。如木頭、玻璃等。
絕緣體在一定條件下可以轉化為導體。
⒊串、並聯電路的識別:串聯:電流不分叉,並聯:電流有分叉。
【把非標准電路圖轉化為標準的電路圖的方法:採用電流流徑法。】
十一、電流定律
⒈電量Q:電荷的多少叫電量,單位:庫侖。
電流I:1秒鍾內通過導體橫截面的電量叫做電流強度。 Q=It
電流單位:安培(A) 1安培=1000毫安 正電荷定向移動的方向規定為電流方向。
測量電流用電流表,串聯在電路中,並考慮量程適合。不允許把電流表直接接在電源兩端。
⒉電壓U:使電路中的自由電荷作定向移動形成電流的原因。電壓單位:伏特(V)。
測量電壓用電壓表(伏特表),並聯在電路(用電器、電源)兩端,並考慮量程適合。
⒊電阻R:導電物體對電流的阻礙作用。符號:R,單位:歐姆、千歐、兆歐。
電阻大小跟導線長度成正比,橫截面積成反比,還與材料有關。【 】
導體電阻不同,串聯在電路中時,電流相同(1∶1)。 導體電阻不同,並聯在電路中時,電壓相同(1:1)
⒋歐姆定律:公式:I=U/R U=IR R=U/I
導體中的電流強度跟導體兩端電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
導體電阻R=U/I。對一確定的導體若電壓變化、電流也發生變化,但電阻值不變。
⒌串聯電路特點:
① I=I1=I2 ② U=U1+U2 ③ R=R1+R2 ④ U1/R1=U2/R2
電阻不同的兩導體串聯後,電阻較大的兩端電壓較大,兩端電壓較小的導體電阻較小。
例題:一隻標有「6V、3W」電燈,接到標有8伏電路中,如何聯接一個多大電阻,才能使小燈泡正常發光?
解:由於P=3瓦,U=6伏
∴I=P/U=3瓦/6伏=0.5安
由於總電壓8伏大於電燈額定電壓6伏,應串聯一隻電阻R2 如右圖,
因此U2=U-U1=8伏-6伏=2伏
∴R2=U2/I=2伏/0.5安=4歐。答:(略)
⒍並聯電路特點:
①U=U1=U2 ②I=I1+I2 ③1/R=1/R1+1/R2 或 ④I1R1=I2R2
電阻不同的兩導體並聯:電阻較大的通過的電流較小,通過電流較大的導體電阻小。
例:如圖R2=6歐,K斷開時安培表的示數為0.4安,K閉合時,A表示數為1.2安。求:①R1阻值 ②電源電壓 ③總電阻
已知:I=1.2安 I1=0.4安 R2=6歐
求:R1;U;R
解:∵R1、R2並聯
∴I2=I-I1=1.2安-0.4安=0.8安
根據歐姆定律U2=I2R2=0.8安×6歐=4.8伏
又∵R1、R2並聯 ∴U=U1=U2=4.8伏
∴R1=U1/I1=4.8伏/0.4安=12歐
∴R=U/I=4.8伏/1.2安=4歐 (或利用公式 計算總電阻) 答:(略)
十二、電能
⒈電功W:電流所做的功叫電功。電流作功過程就是電能轉化為其它形式的能。
公式:W=UQ W=UIt=U2t/R=I2Rt W=Pt 單位:W焦 U伏特 I安培 t秒 Q庫 P瓦特
⒉電功率P:電流在單位時間內所作的電功,表示電流作功的快慢。【電功率大的用電器電流作功快。】
公式:P=W/t P=UI (P=U2/R P=I2R) 單位:W焦 U伏特 I安培 t秒 Q庫 P瓦特
⒊電能表(瓦時計):測量用電器消耗電能的儀表。1度電=1千瓦時=1000瓦×3600秒=3.6×106焦耳
例:1度電可使二隻「220V、40W」電燈工作幾小時?
解 t=W/P=1千瓦時/(2×40瓦)=1000瓦時/80瓦=12.5小時
十三、磁
1.磁體、磁極【同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引】
物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性。具有磁性的物質叫磁體。磁體的磁極總是成對出現的。
2.磁場:磁體周圍空間存在著一個對其它磁體發生作用的區域。
磁場的基本性質是對放入其中的磁體產生磁力的作用。
磁場方向:小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向。磁體周圍磁場用磁感線來表示。
地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近。
3.電流的磁場:奧斯特實驗表明電流周圍存在磁場。
通電螺線管對外相當於一個條形磁鐵。
通電螺線管中電流的方向與螺線管兩端極性的關系可以用右手螺旋定則來判定。

B. 電和磁有何關系

形影不離的電和磁

電磁,在許多人的印象里,電和磁就像是一對相生相成、形影不離的孿生兄弟,也像是一對親密無間、夫唱妻隨的美滿佳偶。說到電,必然也會說到磁;提到磁,自然也離不開電。如充滿宇宙中的電磁波,它們對於我們來說簡直就是如雷貫耳,因為它們對宇宙天體和生命物質發揮著極為重要的作用,它們就是電性和磁性的統一體。

電和磁確實有許多相似之處:帶電體周圍有電場,磁體周圍也有磁場;同種電荷相斥,同名磁極也相斥;異種電荷相吸,異名磁極也相吸;變化的電場能激發磁場,變化的磁場也能激發電場;用摩擦的方法能使物體帶上電,如果用磁鐵的一極在一根鐵棒上沿同一方向摩擦幾次,也能使鐵棒磁化——物理學家法拉第和麥克斯韋為此創立了「電生磁、磁生電」的電磁場理論。

但在19世紀以前,人們始終認為兩者是各不相關的。直到19世紀初,科學界仍普遍認為電和磁是兩種獨立的作用。法國物理學家庫侖就曾經論證過,電和磁是物質的兩種截然不同的性質,雖然它們的作用定律在數學上極為相似,但是電和磁是不會相互轉化的。庫侖的這個看法在當時成了一種權威的理論。

但後來,電與磁之間的聯系被發現了,如奧斯特發現的電流磁效應和安培發現的電流與電流之間相互作用的規律。再後來,法拉第提出了電磁感應定律,這樣電與磁就連成一體了。

現在我們認為,電和磁是不可分割的,它們始終交織在一起。簡單地說,就是電生磁、磁生電。變化的磁場能激發電場,反之,變化的電場也能激發磁場,有電必有磁,有磁才有電。它們總是緊密聯系而不可分割的。

電流產生磁場

在「電和磁相互獨立」的觀點風行歐洲時,丹麥的科學家奧斯特卻堅信電與磁之間有著某種聯系。經過多年的研究,他終於在1820年發現了電流的磁效應:在一根直導線的附近放一枚小磁針,使磁針和導線平行,當導線中有足夠強的電流通過時,磁針突然偏轉,並與導線垂直,證明了電流周圍存在著磁場。

如果一條直的金屬導線通過電流,那麼在導線周圍的空間將產生圓形磁場。導線中流過的電流越大,產生的磁場越強。磁場成圓形,圍繞導線周圍。磁場的方向可以根據「右手定則」來確定:將右手拇指伸出,其餘四指並攏彎向掌心。這時,拇指的方向為電流方向,而其餘四指的方向是磁場的方向。實際上,這種直導線產生的磁場類似於在導線周圍放置了一圈N、S極首尾相接的小磁鐵的效果。

如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來,形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電,那麼會怎樣?通電以後,螺線管的每一匝都會產生磁場,磁場的方向如圖中的圓形箭頭所示。那麼,在相鄰的兩匝之間的位置,由於磁場方向相反,總的磁場相抵消;而在螺線管內部和外部,每一匝線圈產生的磁場互相疊加起來,最終形成了如圖所示的磁場形狀。也可以看出,在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產生的磁場形狀是相同的。而螺線管內部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。在圖中,螺線管表示成了上下兩排圓,好像是把螺線管從中間切開來。上面的一排中有叉,表示電流從熒光屏裡面流出;下面的一排中有一個黑點,表示電流從外面向熒光屏內部流進。

電生磁的一個應用實例是實驗室常用的電磁鐵。為了進行某些科學實驗,經常用到較強的恆定磁場,但只有普通的螺線管是不夠的。為此,除了盡可能多地繞制線圈以外,還採用兩個相對的螺線管靠近放置,使得它們的N、S極相對,這樣兩個線包直接就產生了一個較強的磁場。另外,還在線包中間放置純鐵(稱為磁軛),以聚集磁力線,增強線包中間的磁場。

對於一個很長的螺線管,其內部的磁場大小用下面的公式計算:H=nI。在這個公式中,I是流過螺線管的電流,n是單位長度內的螺線管圈數。

如果有兩條通電的直導線相互靠近,會發生什麼現象?我們首先假設兩條導線的通電電流方向相反。那麼,根據上面的說明,兩條導線周圍都產生圓形磁場,而且磁場的走向相反。在兩條導線之間的位置會是說明情況呢?不難想像,在兩條導線之間,磁場方向相同。這就好像在兩條導線中間放置了兩塊磁鐵,它們的N極和N極相對,S極和S極相對。由於同性相斥,這兩條導線會產生排斥的力量。類似地,如果兩條導線通過的電流方向相同,它們會互相吸引。

如果一條通電導線處於一個磁場中,由於導線也產生磁場,那麼導線產生的磁場和原有磁場就會發生相互作用,使得導線受力。這就是電動機和喇叭的基本原理。

電磁感應

1820年奧斯特發現電流磁效應後,許多物理學家便試圖尋找它的逆效應,提出了磁能否產生電,磁能否對電作用的問題。1822年阿喇戈和洪堡在測量地磁強度時,偶然發現金屬對附近磁針的振盪有阻尼作用。1824年,阿喇戈根據這個現象做了銅盤實驗,發現轉動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉,但磁針的旋轉與銅盤不同步,稍滯後。電磁阻尼和電磁驅動是最早發現的電磁感應現象,但由於沒有直接表現為感應電流,當時未能予以說明。

1831年8月,法拉第在軟鐵環兩側分別繞2個線圈 ,其一為閉合迴路,在導線下端附近平行放置一磁針;另一與電池組相連,接開關,形成有電源的閉合迴路。實驗發現,合上開關,磁針偏轉;切斷開關,磁針反向偏轉,這表明在無電池組的線圈中出現了感應電流。法拉第立即意識到,這是一種非恆定的暫態效應。緊接著他做了幾十個實驗,把產生感應電流的情形概括為5類:變化的電流, 變化的磁場,運動的恆定電流,運動的磁鐵,在磁場中運動的導體。並把這些現象正式定名為電磁感應。

如果把一個螺線管兩端接上檢測電流的檢流計,在螺線管內部放置一根磁鐵。當把磁鐵很快地抽出螺線管時,可以看到檢流計指針發生了偏轉,而且磁鐵抽出的速度越快,檢流計指針偏轉的程度越大。同樣,如果把磁鐵插入螺線管,檢流計也會偏轉,但是偏轉方向和抽出時相反。

為什麼會發生這種現象呢?我們已經知道,磁鐵會向周圍的空間發出磁力線。如果把磁鐵放在螺線管中,那麼磁力線就會穿過螺線管。這時,如果把磁鐵抽出,磁鐵遠離了螺線管,將造成穿過螺線管的磁力線數目減少(或者說線圈內部的磁通量減少)。正是這種穿過螺線管的磁力線數目(也就是磁通量)的變化使得螺線管中產生了感生電動勢。如果線圈閉合,就產生電流,稱為感生電流。如果磁鐵是插入螺線管內部,這時穿過螺線管的磁力線增多,產生的感生電流和磁鐵抽出時相反。

那麼,如何決定線圈中感生電動勢的大小和方向呢?從上面的實驗我們知道,磁鐵抽出的快慢決定檢流計指針的偏轉程度,這實際上是說,線圈中的感生電動勢的大小與線圈內部磁通量的變化率成正比。這稱為法拉第定律。

通過實驗我們可以證實,如果磁鐵抽出,導致線圈中的磁通量減少,那麼在線圈中產生的感生電流的方向是:它所產生的磁通量能夠補償由於磁鐵抽出引起的磁通量降低,也就是說,感生電流所產生的磁通量總是阻礙線圈中磁通量的變化。這稱為楞次定律。如果磁鐵從線圈中向上抽出,將使得線圈中的磁通量減少,這時如果線圈是閉合的,線圈中產生感生電流,該感生電流的方向是:它產生的磁力線的方向也指向下方,以補償由於磁鐵抽出導致的磁通量減少。

變化的磁場可以在線圈中感應出電流,這就是發電機和麥克風的基本原理。

電磁感應現象的發現,乃是電磁學領域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內在聯系,而且為電與磁之間的相互轉化奠定了實驗基礎,為人類獲取巨大而廉價的電能開辟了道路,在實用上有重大意義。電磁感應現象的發現,標志著一場重大的工業和技術革命的到來。事實證明,電磁感應在電工、電子技術、電氣化、自動化方面的廣泛應用對推動社會生產力的發展和科學技術的進步都發揮了重要的作用。

直流電

直流電,又稱恆流電,恆定電流是直流電的一種,是大小和方向都不變的直流電。直流電所通過的電路稱直流電路,是由直流電源和用電器構成的閉合導電迴路。在該直流電路中,形成恆定的電場。在電源外,正電荷經電阻從高電勢處流向低電勢處,在電源內,靠電源的非靜電力的作用,克服靜電力,再從低電勢處到達高電勢處,如此循環,構成閉合的電流線。所以,在直流電路中,電源的作用是提供不隨時間變化的恆定電動勢,為在電阻上消耗的焦耳熱補充能量。

C. 電與磁的原理,靜電的原理。

靜電是一種物質。低濕天氣出現時,化學纖維質地的內衣、地毯、坐墊和牆紙等受到摩擦都能產生靜電。另外,家用電器使用時亦會產生靜電效應或外殼帶上靜電。
靜電令人身體不適,還會引起頭痛、失眠和煩躁不安等症狀甚至導致皮疹和心律失常,對神經衰弱者和精神病人危害就更大。
如何消除危害人們健康的靜電,下面方法簡單易行,不妨一試:
1.室內空氣濕度低於30%時,有利於磨擦產生靜電,若將溫度提高到45%,靜電就難產生了。因此,低濕天氣出現時,不妨在家裡灑些水,不便弄濕地板的地方,放置一兩盆清水,同樣可以達到增加室內空氣濕度的目的。
2.CRT工作,熒屏周圍會產生靜電微粒,這些微粒又大量吸附空中的漂塵,這些帶電漂塵對人體及皮膚有不良影響。在此,CRT不能擺放在卧室。看完之後要洗臉、洗手。
3.對老人、小孩、靜電敏感者、查不出病因的心臟病人、神經衰弱和精神病患者等建議在冬季穿純棉內衣、內褲,以減少靜電對人的不良影響。
4.勤洗澡、勤換衣服,能有效消除人體表面積聚的靜電荷。
5.當頭發無法梳理服貼時,將梳子子浸在水中,等靜電消除之後,便可隨意梳理了。
6.赤足有利於體表積聚的靜電釋放。因此,休閑時,不要放過赤足的一切機會。
什麼是靜電

D. 電與磁的概念

歷史上,電與磁是分別發現和研究的。後來,電與磁之間的聯系發現了,如奧斯特(
H.C.Oersted)發現的電流磁效應和安培發現的電流與電流之間相互作用的規律。再後來,
法拉第提出了電磁感應定律,這樣電與磁就連成一體了。
19世紀中葉,麥克斯韋提出了統一的電磁場理論,實現了物理學的第二次大綜合。電磁
定律與力學規律有一個截然不同的地方。根據牛頓的設想,力學考慮的相互作用,特別是萬
有引力相互作用,是超距的相互作用,沒有力的傳遞問題(當然,用現代觀點看,引力也應
該有傳遞問題),而電磁相互作用是場的相互作用。從粒子的超距作用到電磁場的「場的相
互作用」,這在觀念上有很大變化。場的效應被突出出來了。
電場與磁場不斷相互作用造成電磁波的傳播,這一點由赫茲在實驗室中證實了。電磁波
不但包括無線電波,實際上包括很寬的頻譜,其中很重要的一部分就是光波。光學在過去是
與電磁學完全分開發展的,麥克斯韋電磁理論建立以後,光學也變成了電磁學的一個分支了
,電學、磁學和光學得到了統一。
這個統一在技術上有重要意義,發電機、電動機幾乎都是建立在電磁感應基礎上的。電
磁波的應用導致現代的無線電技術。直到現在,電磁學在技術上還是起主導作用的一門學問
,因此,在基礎物理學中電磁學始終保持它的重要地位。
電磁學牽涉到在什麼參考系統中來看問題,牽涉到運動導體的電動力學問題。直觀地說
,「電流即電荷的流動產生磁效應」,但判斷電荷是否流動就牽涉到觀察者的問題——參考
系問題。光學是電磁學的一部分,所以這個問題也可表達成「光的傳播與參考系統有什麼關
系」。邁克耳孫-莫雷實驗表明慣性系中真空光速為不變數。這樣一來,也就肯定了在慣性
系統中電磁學遵循同一規律。這實際上導致了後來的愛因斯坦狹義相對論。狹義相對論基本
上是電磁學的進一步發展和推廣。邁克耳孫-莫雷實驗在19世紀還沒能解釋清楚,這是19世
紀遺留的一個重要問題。

E. 電和磁之間的關系

電磁感應

電和磁是不可分割的,它們始終交織在一起。簡單地說,就是電生磁、磁生電。
電生磁
如果一條直的金屬導線通過電流,那麼在導線周圍的空間將產生圓形磁場。導線中流過的電流越大,產生的磁場越強。磁場成圓形,圍繞導線周圍。磁場的方向可以根據「右手定則」(見圖1)來確定:將右手拇指伸出,其餘四指並攏彎向掌心。這時,拇指的方向為電流方向,而其餘四指的方向是磁場的方向。實際上,這種直導線產生的磁場類似於在導線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果。
如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來,形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電,那麼會怎樣?通電以後,螺線管的每一匝都會產生磁場,磁場的方向如圖2中的圓形箭頭所示。那麼,在相鄰的兩匝之間的位置,由於磁場方向相反,總的磁場相抵消;而在螺線管內部和外部,每一匝線圈產生的磁場互相疊加起來,最終形成了如圖2所示的磁場形狀。也可以看出,在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產生的磁場形狀是相同的。而螺線管內部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。在圖2中,螺線管表示成了上下兩排圓,好象是把螺線管從中間切開來。上面的一排中有叉,表示電流從熒光屏裡面流出;下面的一排中有一個黑點,表示電流從外面向熒光屏內部流進。
電生磁的一個應用實例是實驗室常用的電磁鐵。為了進行某些科學實驗,經常用到較強的恆定磁場,但只有普通的螺線管是不夠的。為此,除了盡可能多地繞制線圈以外,還採用兩個相對的螺線管靠近放置,使得它們的N、S極相對,這樣兩個線包直接就產生了一個較強的磁場。另外,還在線包中間放置純鐵(稱為磁軛),以聚集磁力線,增強線包中間的磁場,
對於一個很長的螺線管,其內部的磁場大小用下面的公式計算:H=nI
在這個公式中,I是流過螺線管的電流,n是單位長度內的螺線管圈數。
如果有兩條通電的直導線相互靠近,會發生什麼現象?我們首先假設兩條導線的通電電流方向相反,圖5(a)所示。那麼,根據上面的說明,兩條導線周圍都產生圓形磁場,而且磁場的走向相反。在兩條導線之間的位置會是說明情況呢?不難想像,在兩條導線之間,磁場方向相同。這就好象在兩條導線中間放置了兩塊磁鐵,它們的N極和N極相對,S極和S極相對。由於同性相斥,這兩條導線會產生排斥的力量。類似地,如果兩條導線通過的電流方向相同,它們會互相吸引。
如果一條通電導線處於一個磁場中,由於導線也產生磁場,那麼導線產生的磁場和原有磁場就會發生相互作用,使得導線受力。這就是電動機和喇叭的基本原理。

F. 電與磁的關系是什麼

電與磁場的發現

1.奧斯特的實驗

電磁感應是人類最激動人心的偉大發現之一,它的發現推動了發電機及電動機的發明,從而使人類進入了電氣時代,極大地推進了人類社會文明的進程。

早在兩千多年前,人們就已經發現了電和磁。人們曾設想宇宙間的各種現象之間,其中也包括電與磁之間,是有某種內在聯系的。但是,有相當長的一段時間,人們未能認識到電與磁之間的內在聯系。

電和磁有聯系嗎?這曾經是大科學家安培和畢奧等否定過的問題。奧斯特偏要試一試,因為他相信電、磁、光、熱等現象相互存在內在的聯系,尤其是富蘭克林發現萊頓瓶放電能使鋼針磁化現象,這更使他堅定了信念。

直到1807年,丹麥物理學家奧斯特做了一個著名的實驗,他發現,如果將一個小磁針移近一根通有電流的導體,小磁針就會發生偏轉。這個實驗第一次科學地揭示了電與磁之間的關系。當他將電流通入一根沿南北方向放置的導線時,靠近導線的小磁針便發生偏轉,其N極轉向西,而S極轉向東。這說明,在有電流通過的導線周圍會產生磁場,小磁針受到磁場力的作用,磁針發生了偏轉。

實驗還進一步發現,通過導線的電流越大,或者磁針離通電導線越近,這種偏轉作用就越強。如果改變導線中電流的方向,磁針的偏轉方向也會隨著改變,與原來的方向相反。

另外,電流通過導線時,能在導線周圍產生磁場。如果用一根銅導線將干電池短路,導線中就有數安培的電流通過,再把此導線放在鐵粉中,這時,如果迅速提起干電池和導線,就可以發現導線上吸附了許多鐵粉。一旦將電路斷開,鐵粉就會落下來。這就表明,吸引鐵粉的磁力確實是由電流引起的。

2.圍繞通電導線的磁場

在奧斯特發現通電導體周圍存在磁場之後的1882年,法國物理學家安培確定了通電導線周圍磁場的形狀。他把一根粗銅導線垂直地穿過一塊硬紙板的中部,又在硬紙板上均勻地撒上一層細鐵粉。當銅導線的兩端接到電池的正、負極上時,用手輕輕地敲擊紙板,撒在硬紙板上的鐵粉就圍繞導線排列成一個個同心圓。而且,離導線穿過的點越近,鐵粉排列得就越密。這就表明,離導線越近的地方,磁場就越強。又如在紙面上放上許多小磁針,可以看到磁針總是靜止在和圓周相切的位置上。當電流從上往下流過導線時,從正面看去,小磁針的N極總是向右「拐彎」的。如果改變電流的方向,使它自下而上地流過垂直導線,此時,磁針雖然仍靜止在與圓周相切的位置上,但它的N極所指的方向卻剛好和上述的方向相反。根據這個規律,安培提出了一個確定通電直導線周圍的磁力線方向的規則,這就是著名的安培定則。

磁能生電

電流能夠產生磁場,反過來磁場對電流有作用力,電和磁不是兩個孤立的現象,電流和磁場之間有著不可分割的聯系。在這個基礎上。科學家通過試驗發現,導體處在變化的磁場里,將會產生電動勢,也就是人們常說的「磁生電」的現象,叫做電磁感應現象。

產生電流首先要有「導體」,在這個導體的附近,如果使磁場急劇變化,導體內就能產生出電來。也就是說,當磁場變化時,也可以認為導體內的自由電子發生了移動。

只要導線和磁場發生相對運動,不論是導線運動,還是磁鐵運動都可以產生電流。但是,如果運動太慢,這個電流就小得幾乎讓人察覺不了,必須快速運動(使磁力線急劇變化),才能生電。

導線在磁場中運動的情況,叫做「切割磁力線生電」,也就是「由磁生電」。它產生電壓的方向(電動勢的方向),可以用右手的三個手指來判斷:伸出你的右手,使大拇指、食指和中指互為直角。如果拇指代表導線的運動方向,食指代表磁力線由N極到S極的方向,那麼,中指就代表電動勢的方向。

這個規律通稱右手法則,同樣,它與我們前面說過的右手螺旋法則也是統一的,這個道理本身很容易證明,但是因為涉及一些比較復雜的數學概念,我們就不再深入討論了。其實物理學里很多問題都是統一的,所以往往我們了解的知識越多,越會感覺到物理學的簡單和精煉。

通過實驗還可以知道,即使導體和磁場都不動,只要穿過閉合電路的磁力線數量發生變化,電路中就有電流產生。這種由於磁力線變化,而在導線內產生電的現象,叫做電磁感應,稱電動勢(電壓)為感應電動勢(感應電壓),產生的電流叫做感應電流。

電磁感應現象是英國科學家法拉第於1831年發現的,至今已經成為了現代電工學的基礎。現代一切的發電機都是根據電磁感應製成的。

導體在磁場中運動時可以產生電流,通電的導線放在磁場里也會導致運動。由牛頓的三條運動學定律可以知道,靜止的物體決不會平白無故地運動,要從靜止轉為運動狀態,必然要受力的作用。顯然,這個力是由磁場產生的。對於通電的導線而言,這個力叫安培力,安培力與導線中的電流強度、磁場場強和磁場中導線的長度分別成正比。

感應電動勢可以用下列方法產生:

(1)使導體在磁場中做切割磁力線的運動,使磁力線切割導體,如直流發電機。

(2)移動導線周圍的磁場,如交流發電機。

(3)交變磁場穿過線圈產生感應電動勢,如變壓器等靜止設備。

電磁感應現象無論在電工技術還是電子技術中,都有著十分廣泛的應用。現實生活中會有五光十色、變化萬端的電磁現象。例如,發電機為什麼能發電?變壓器為什麼能變換電壓?感應電動機為什麼能轉動?收音機的天線為什麼能接收電磁波?日光燈為什麼要裝上一個鎮流器?要想回答這一系列的問題,都需要了解電磁感應的有關知識才行。

不論是物理世界還是磁的世界,它們的內涵都是非常豐富的,它們的應用都是十分廣闊的,它們的未來發展也都是充滿著美好前景的。我們生活在物理世界和磁的世界裡,既要努力認識它們,更要努力利用和改造它們,以促進科學的進步、社會的發展和人類文明的繁榮昌盛。

電磁波

電磁波,又稱電磁輻射,是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動,其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面,有效的傳遞能量和動量。電磁輻射可以按照頻率分類,從低頻率到高頻率,包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和伽馬射線等等。人眼可接收到的電磁輻射,波長大約在380至780納米之間,稱為可見光。只要是本身溫度大於絕對零度的物體,都可以發射電磁輻射,而世界上並不存在溫度等於或低於絕對零度的物體。

G. 電與磁的全部知識點,急急急

1. 物體帶電:物體有能夠吸引輕小物體的性質,我們就說物體帶了電。
2. 摩擦起電:用摩擦的方法使物體帶電。
3. 自然界存在正、負兩種電荷。同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
4. 正電荷:用綢子摩擦過的玻璃棒所帶的電荷。
5. 負電荷:用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。 ( 玻正橡負 )
6. 電量(Q):電荷的多少叫電量。(單位:庫侖)。
7. 1個電子所帶的電量是:1.6×10 -19庫侖。
8. 中和:等量的異種電荷放在一起互相抵消的現象叫做中和。(中和後物體不帶電)。
9. 驗電器:是檢驗物體是否帶電的儀器,它是根據同種電荷互相排斥的原理製成的。
10. 檢驗物體是否帶電的方法:法一、是看它能否吸引輕小物體,如能則帶電;法二、是利用驗電器,用物體接觸驗電器的金屬球,如果金屬箔張開則帶電。
11. 判斷物體帶電性質(帶什麼電)的方法:把物體靠近(不要接觸)已知帶正電的輕質小球或驗電器金屬球,如果排斥(張開)則帶正電,如果吸引(張角減小)則帶負電。(如果靠近帶負電物體時,情況恰好相反)
12. 物體由分子組成,分子由原子組成,原子由原子核和核外電子組成,原子核又由中子和質子組成。質子帶正電,電子帶負電,通常情況下質子和電子帶有等量的異種電荷,則原子對外不顯電性(中性)。
13. 摩擦起電的原因:在摩擦過程中,電子會從一個物體轉移到另一物體,得到電子的物體因有多餘的電子帶上負電荷,失去電子的物體因缺少電子而帶上等量的正電荷。
14. 電流的形成:電荷的定向移動形成電流。(任何電荷的定向移動都會形成電流)。
15. 電流的方向:把正電荷定向移動的方向規定為電流方向。(而負電荷定向移動的方向和正電荷移動的方向相反,即與電流方向相反)。
16. 電源:能提供持續電流(或電壓)的裝置。
17. 電源是把其他形式的能轉化為電能。如干電池是把化學能轉化為電能。發電機則由機械能轉化為電能。
18. 有持續電流的條件:必須有電源和電路閉合。
19. 導體:容易導電的物體叫導體。如:金屬,人體,大地,酸、鹼、鹽的水溶液等。
20. 絕緣體:不容易導電的物體叫絕緣體。如:橡膠,玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等。
21. 導體和絕緣體的主要區別是:導體內有大量自由移動的電荷,而絕緣體內幾乎沒有自由移動的電荷,但導體和絕緣體是沒有絕對的界限,在一定條件下可以互相轉化。
22. 金屬導電靠的是自由電子,它移動的方向與金屬導體中的電流方向相反。
23. 電路組成:由電源、導線、開關和用電器組成。
24. 電路有三種狀態:(1)通路:接通的電路叫通路;(2)開路:斷開的電路叫開路;(3)短路:直接把導線接在電源兩極上的電路叫短路。
25. 電路圖:用符號表示電路連接的圖叫電路圖。
26. 串聯:把元件逐個順序連接起來,叫串聯。(電路中任意一處斷開,電路中都沒有電流通過)
27. 並聯:把元件並列地連接起來,叫並聯。(並聯電路中各個支路是互不影響的)
第五章 電流強度
1. 電流的大小用電流強度(簡稱電流)表示。電流強度等於1秒鍾內通過導體橫截面的電量。
2. 定義式: ,( ),式中I是電流、單位是:安;Q是電量、單位:庫侖;t是通電時間、單位是:秒。
3. 電流I的單位是:國際單位是:安培(A);常用單位是:毫安(mA)、微安(µA)。1安培=103毫安=106微安。
4. 測量電流的儀表是:電流表,它的使用規則是:①電流表要串聯在電路中;②接線柱的接法要正確,使電流從「+」接線柱入,從「-」接線柱出;③被測電流不要超過電流表的量程;④絕對不允許不經過用電器而把電流表連到電源的兩極上。
5. 實驗室中常用的電流表有兩個量程:①0~0.6安,每小格表示的電流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的電流值是0.1安。
第六章 電壓
1. 電壓(U):電壓是使電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置。
2. 電壓U的單位是:國際單位是:伏特(V);常用單位是:千伏(KV)、毫伏(mV)、微伏(µV)。1千伏=103伏=106毫伏=109微伏。
3. 測量電壓的儀表是:電壓表,它的使用規則是:①電壓表要並聯在電路中;②接線柱的接法要正確,使電流從「+」接線柱入,從「-」接線柱出;③被測電壓不要超過電壓表的量程;
4. 實驗室中常用的電壓表有兩個量程:①0~3伏,每小格表示的電壓值是0.1伏;②0~15伏,每小格表示的電壓值是0.5伏。
5. 熟記的電壓值:
① 1節干電池的電壓1.5伏;②1節鉛蓄電池電壓是2伏;③家庭照明電壓為220伏;
④安全電壓是:不高於36伏;⑤工業電壓380伏。

第七章 電阻
1. 電阻(R):表示導體對電流的阻礙作用。(導體如果對電流的阻礙作用越大,那麼電阻就越大,而通過導體的電流就越小)。
2. 電阻(R)的單位:國際單位:歐姆(Ω);常用的單位有:兆歐(MΩ)、千歐(KΩ)。 1兆歐=103千歐; 1千歐=103歐。
3. 決定電阻大小的因素:導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定於導體的:材料、長度、橫截面積和溫度。(電阻與加在導體兩端的電壓和通過的電流無關)
4. 變阻器:(滑動變阻器和變阻箱)
(1)滑動變阻器:
① 原理:改變電阻線在電路中的長度來改變電阻的。
② 作用:通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流和電壓。
③ 銘牌:如一個滑動變阻器標有「50Ω2A」表示的意義是:最大阻值是50Ω,允許通過的最大電流是2A。
④ 正確使用:A應串聯在電路中使用;B接線要「一上一下」;C通電前應把阻值調至最大的地方。
(2)變阻箱:是能夠表示出電阻值的變阻器。
第八章 歐姆定律
1. 歐姆定律:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
2. 公式: ( ) 式中單位:I→安(A);U→伏(V);R→歐(Ω)。1安=1伏/歐。
3. 公式的理解:①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中;②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量;③計算時單位要統一。
4. 歐姆定律的應用:
① 同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大。(R=U/I)
② 當電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越小。(I=U/R)
③ 當電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大。(U=IR)
5. 電阻的串聯有以下幾個特點:(指R1,R2串聯)
①電流:I=I1=I2(串聯電路中各處的電流相等)
②電壓:U=U1+U2(總電壓等於各處電壓之和)
④ 電阻:R=R1+R2(總電阻等於各電阻之和)如果n個阻值相同的電阻串聯,則有R總=nR
⑤ 分壓作用: = ;計算U1、U2,可用:

⑥ 比例關系:電流:I1∶I2=1∶1
(Q是熱量)
6. 電阻的並聯有以下幾個特點:(指R1,R2並聯)
①電流:I=I1+I2(幹路電流等於各支路電流之和)
②電壓:U=U1=U2(幹路電壓等於各支路電壓)
③電阻: (總電阻的倒數等於各並聯電阻的倒數和)或 。 如果n個阻值相同的電阻並聯,則有R總= R
④分流作用: ;計算I1、I2可用: ;
⑤比例關系:電壓:U1∶U2=1∶1
(Q是熱量)
第九章 電功和電功率
1. 電功(W):電流所做的功叫電功,
2. 電功的單位:國際單位:焦耳。常用單位有:度(千瓦時),1度=1千瓦時=3.6×106焦耳。
3. 測量電功的工具:電能表(電度表)
4. 電功計算公式:W=UIt(式中單位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒)。
5. 利用W=UIt計算電功時注意:①式中的W.U.I和t是在同一段電路;②計算時單位要統一;③已知任意的三個量都可以求出第四個量。
6. 計算電功還可用以下公式:W=I2Rt ;W=Pt;W=UQ(Q是電量);
7. 電功率(P):電流在單位時間內做的功。單位有:瓦特(國際);常用單位有:千瓦
8. 計算電功率公式: (式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V); I→安(A)
9. 利用 計算時單位要統一,①如果W用焦、t用秒,則P的單位是瓦;②如果W用千瓦時、t用小時,則P的單位是千瓦。
10.計算電功率還可用右公式:P=I2R和P=U2/R
11.額定電壓(U0):用電器正常工作的電壓。
12.額定功率(P0):用電器在額定電壓下的功率。
13.實際電壓(U):實際加在用電器兩端的電壓。
14.實際功率(P):用電器在實際電壓下的功率。
當U > U0時,則P > P0 ;燈很亮,易燒壞。
當U < U0時,則P < P0 ;燈很暗,
當U = U0時,則P = P0 ;正常發光。
(同一個電阻或燈炮,接在不同的電壓下使用,則有 ;如:當實際電壓是額定電壓的一半時,則實際功率就是額定功率的1/4。例「220V100W」是表示額定電壓是220伏,額定功率是100瓦的燈泡如果接在110伏的電路中,則實際功率是25瓦。)
15.焦耳定律:電流通過導體產生的熱量跟電流
的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟
通電時間成正比。
16.焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中單位Q→焦;
I→安(A);R→歐(Ω);t→秒。)
17.當電流通過導體做的功(電功)全部用來產生熱
量(電熱),則有W=Q,可用電功公式來計算Q。
(如電熱器,電阻就是這樣的。)
第十章 生活用電
1. 家庭電路由:進戶線→電能表→總開關→保險盒→用電器。
2. 兩根進戶線是火線和零線,它們之間的電壓是220伏,可用測電筆來判別。如果測電筆中氖管發光,則所測的是火線,不發光的是零線。
3. 所有家用電器和插座都是並聯的。而開關則要與它所控制的用電器串聯。
4. 保險絲:是用電阻率大,熔點低的鉛銻合金製成。它的作用是當電路中有過大的電流時,保險產生較多的熱量,使它的溫度達到熔點,從而熔斷,自動切斷電路,起到保險的作用。
5. 引起電路中電流過大的原因有兩個:一是電路發生短路;二是用電器總功率過大。
6. 安全用電的原則是:①不接觸低壓帶電體;②不靠近高壓帶電體。
7. 在安裝電路時,要把電能表接在幹路上,保險絲應接在火線上(一根已足夠);控制開關也要裝在火線上,螺絲口燈座的螺旋套也要接在火線上。
第十一章 電和磁(一)
1. 磁性:物體吸引鐵、鎳、鈷等物質的性質。
2. 磁體:具有磁性的物體叫磁體。它有指向性:指南北。
3. 磁極:磁體上磁性最強的部分叫磁極。
①. 任何磁體都有兩個磁極,一個是北極(N極);另一個是南極(S極)
②. 磁極間的作用:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。
4. 磁化:使原來沒有磁性的物體帶上磁性的過程。
5. 磁體周圍存在著磁場,磁極間的相互作用就是通過磁場發生的。
6. 磁場的基本性質:對入其中的磁體產生磁力的作用。
7. 磁場的方向:在磁場中的某一點,小磁針靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向。
8. 磁感線:描述磁場的強弱和方向而假想的曲線。磁體周圍的磁感線是從它北極出來,回到南極。(磁感線是不存在的,用虛線表示,且不相交)
9. 磁場中某點的磁場方向、磁感線方向、小磁針靜止時北極指的方向相同。
10.地磁的北極在地理位置的南極附近;而地磁的
南極則在地理位置的北極附近。(地磁的南北極
與地理的南北極並不重合,它們的交角稱磁偏
角,這是我國學者:沈括最早記述這一現象。)
11.奧斯特實驗證明:通電導線周圍存在磁場。
12.安培定則:用右手握螺線管,讓四指彎向螺線
管中電流方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極(N極)。
13.安培定則的易記易用:入線見,手正握;入線不見,手反握。大拇指指的一端是北極(N極)。
(注意:入的電流方向應由下至上放置)如
14.通電螺線管的性質:①通過電流越大,磁性越強;②線圈匝數越多,磁性越強;③插入軟鐵芯,磁性大大增強;④通電螺線管的極性可用電流方向來改變。
15.電磁鐵:內部帶有鐵芯的螺線管就構成電磁鐵。
16.電磁鐵的特點:①磁性的有無可由電流的通斷來控制;②磁性的強弱可由改變電流大小和線圈的匝數來調節;③磁極可由電流方向來改變。
17.電磁繼電器:實質上是一個利用電磁鐵來控制的開關。它的作用可實現遠距離操作,利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強電流。還可實現自動控制。
18.電話基本原理:振動→強弱變化電流→振動。
第十二章 電和磁(二)
1. 電磁感應:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生電流,這種現象叫電磁感應,產生的電流叫感應電流。
2. 產生感生電流的條件:①電路必須閉合;②只是電路的一部分導體在磁場中;③這部分導體做切割磁感線運動。
3. 感生電流的方向:跟導體運動方向和磁感線方向有關。(右手定則)
4. 電磁感應現象中是機械能轉化為電能。
5. 發電機的原理是根據電磁感應現象製成的。交流發電機主要由定子和轉子。
6. 高壓輸電的原理:保持輸出功率不變,提高輸電電壓,同時減小電流,從而減小電能的損失。
7. 磁場對電流的作用:通電導線在磁場中要受到磁力的作用。是由電能轉化為機械能。應用是製成電動機。
8. 通電導體在磁場中受力方向:跟電流方向和磁感線方向有關。(左手定則)
9. 直流電動機原理:是利用通電線圈在磁場里受力轉動的原理製成的。
10.交流電:周期性改變電流方向的電流。
11.直流電:電流方向不改變的電流。

H. 電生磁與磁生電的區別

一、原理不同

1、電生磁:通電導體周圍存在磁場。 可以判定磁場方向和回電流的關系。

2、磁生電:閉合電路的答一部分導體做切割磁感線運動時,在導體上就會產生電流的現象叫電磁感應現象。

二、發現的科學家不同

1、電生磁:電生磁是奧斯特發現的。

2、磁生電:磁生電是英國科學家法拉第發現的。


(8)電與磁電路擴展閱讀:

電生磁的磁場的方向:

如果一根直的金屬線通過電流,就會在金屬線周圍的空間產生圓形磁場。流過導線的電流越大,產生的磁場就越強。磁場是圓形的,環繞著導線。

磁場的方向可以根據「右手螺旋定則」(又稱安培定則)來確定:右手拇指伸出,其它四個手指折疊在一起,朝手掌中心彎曲。此時,四個手指的方向是磁場的方向,拇指的方向是電流的方向。事實上,由直線產生的磁場類似於在導線周圍放置一圈小磁鐵,並在末端連接NS極。

I. 關於電與磁的問題!!!

電磁感應現象
電磁感應現象的發現
1831年8月,法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環上(如圖所示),線圈A接直流電源,線圈B接電流表,他發現,當線圈A的電路接通或斷開的瞬間,線圈B中產生瞬時電流。法拉第發現,鐵環並不是必須的。拿走鐵環,再做這個實驗,上述現象仍然發生。只是線圈B中的電流弱些。 為了透徹研究,電磁感應現象法拉第做了許多實驗。1831年11月24日,法拉第向皇家學會提交的一個報告中,把這種現象定名為「電磁感應現象」,並概括了可以產生感應電流的五種類型:變化著的電流、變化著的磁場、運動的穩恆電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。法拉第之所以能夠取得這一卓越成就,是同他關於各種自然力的統一和轉化的思想密切相關的。正是這種對於自然界各種現象普遍聯系的堅強信念,支持著法拉第始終不渝地為從實驗上證實磁向電的轉化而探索不已。
右手定則:伸開右手,使大拇指跟其餘四個手指垂直,並且都跟手掌在一個平面內,把右手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,大拇指指向導體運動的方向,那麼其餘四個手指所指的方向就是感應電流的方向。
因磁通量變化產生感應電動勢的現象(閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁力線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫電磁感應)。1820年H.C.奧斯特發現電流磁效應後,許多物理學家便試圖尋找它的逆效應,提出了磁能否產生電,磁能否對電作用的問題,1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測量地磁強度時,偶然發現金屬對附近磁針的振盪有阻尼作用。1824年,阿喇戈根據這個現象做了銅盤實驗,發現轉動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉,但磁針的旋轉與銅盤不同步,稍滯後。電磁阻尼和電磁驅動是最早發現的電磁感應現象,但由於沒有直接表現為感應電流,當時未能予以說明。
1831年8月,M.法拉第在軟鐵環兩側分別繞兩個線圈 ,其一為閉合迴路,在導線下端附近平行放置一磁針,另一與電池組相連,接開關,形成有電源的閉合迴路。實驗發現,合上開關,磁針偏轉;切斷開關,磁針反向偏轉,這表明在無電池組的線圈中出現了感應電流。法拉第立即意識到,這是一種非恆定的暫態效應。緊接著他做了幾十個實驗,把產生感應電流的情形概括為 5 類 :變化的電流 , 變化的磁場,運動的恆定電流,運動的磁鐵,在磁場中運動的導體,並把這些現象正式定名為電磁感應。進而,法拉第發現,在相同條件下不同金屬導體迴路中產生的感應電流與導體的導電能力成正比,他由此認識到,感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的,即使沒有迴路沒有感應電流,感應電動勢依然存在。
後來,給出了確定感應電流方向的楞次定律以及描述電磁感應定量規律的法拉第電磁感應定律。並按產生原因的不同,把感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種,前者起源於洛倫茲力,後者起源於變化磁場產生的有旋電場。
電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一,它顯示了電、磁現象之間的相互聯系和轉化,對其本質的深入研究所揭示的電、磁場之間的聯系,對麥克斯韋電磁場理論的建立具有重大意義。電磁感應現象在電工技術、電子技術以及電磁測量等方面都有廣泛的應用。
若閉合電路為一個n匝的線圈,則又可表示為:式中n為線圈匝數,Δ為磁通量變化量,單位Wb ,Δt為發生變化所用時間,單位為s.ε 為產生的感應電動勢,單位為V.
1.[感應電動勢的大小計算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數,ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLVsinA(切割磁感線運動) E=BLV中的v和L不可以和磁感線平行,但可以不和磁感線垂直,其中sinA為v或L與磁感線的夾角。 {L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢) {Em:感應電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:由負極流向正極}
*4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),ΔI:變化電流,∆t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
感應電流產生的條件
1.電路是閉合且通的
2.穿過閉合電路的磁通量發生變化
3應是閉合電路中的一部分做切割磁感線運動
**(如果缺少一個條件,就不會有感應電流產生).

J. 電和磁的關系

磁生電
電生磁是奧斯特發現的。原理:通電導體周圍存在磁場。
磁生電是英國科學家法拉第發現的。原理:閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時,在導體上就會產生電流的現象叫電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。
電磁感應
電和磁是不可分割的,它們始終交織在一起。簡單地說,就是電生磁、磁生電。
電生磁
如果一條直的金屬導線通過電流,那麼在導線周圍的空間將產生圓形磁場。導線中流過的電流越大,產生的磁場越強。磁場成圓形,圍繞導線周圍。磁場的方向可以根據「右手定則來確定:將右手拇指伸出,其餘四指並攏彎向掌心。這時,拇指的方向為電流方向,而其餘四指的方向是磁場的方向。實際上,這種直導線產生的磁場類似於在導線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果。
如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來,形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電,那麼會怎樣?通電以後,螺線管的每一匝都會產生磁場,磁場的方向如圖2中的圓形箭頭所示。那麼,在相鄰的兩匝之間的位置,由於磁場方向相反,總的磁場相抵消;而在螺線管內部和外部,每一匝線圈產生的磁場互相疊加起來,也可以看出,在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產生的磁場形狀是相同的。而螺線管內部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。電生磁的一個應用實例是實驗室常用的電磁鐵。為了進行某些科學實驗,經常用到較強的恆定磁場,但只有普通的螺線管是不夠的。為此,除了盡可能多地繞制線圈以外,還採用兩個相對的螺線管靠近放置,使得它們的N、S極相對,這樣兩個線包直接就產生了一個較強的磁場。另外,還在線包中間放置純鐵(稱為磁軛),以聚集磁力線,增強線包中間的磁場,

如果有兩條通電的直導線相互靠近,會發生什麼現象?我們首先假設兩條導線的通電電流方向相反,。那麼,根據上面的說明,兩條導線周圍都產生圓形磁場,而且磁場的走向相反。在兩條導線之間的位置會是說明情況呢?不難想像,在兩條導線之間,磁場方向相同。這就好象在兩條導線中間放置了兩塊磁鐵,它們的N極和N極相對,S極和S極相對。由於同性相斥,這兩條導線會產生排斥的力量。類似地,如果兩條導線通過的電流方向相同,它們會互相吸引。
如果一條通電導線處於一個磁場中,由於導線也產生磁場,那麼導線產生的磁場和原有磁場就會發生相互作用,使得導線受力。這就是電動機和喇叭的基本原理。
1 磁生電
磁生電是法拉第發現的。原理:閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時,在導體上就會產生電流的現象叫電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。
知識要點
1、產生感應電流的條件
產生感應電流的條件是:①一部分導體在磁場中做切割磁感線運動.即導體在磁場中的運動方向和磁感線的方向不平行;②電路閉合.在磁場中做切割磁感線運動的導體兩端產生感應電壓,是一個電源.若電路閉合,電路中就會產生感應電流.若電路不閉合,電路兩端有感應電壓,但電路中沒有感應電流.
2、感應電流的方向
導體中感應電流的方向,跟導體切割磁感線的運動方向和磁感線(磁場)的方向有關.(1)磁感線(磁場)的方向不變,閉合電路中的一部分導體做切割磁感線的運動方向改變時,感應電流的方向也會發生改變;(2)導體切割磁感線的運動方向不變,磁感線的方向改變,導體中的感應電流方向也發生改變;(3)導體切割磁感線的運動方向和磁感線的方向都改變時,導體中的感應電流方向不變.
3、交流發電機的工作原理
如圖所示.放在磁場中的矩形線圈,兩端各連一個銅環K和L,它們分別跟電刷 A 和B接觸,並跟電流表組成閉合電路.讓線圈在磁場中轉動,由於ab邊和cd邊做切割磁感線的運動,電路中就有了感應電流.在線圈轉動的前半周,線圈都從一個方向切割磁感線,因此電流方向從A經電流表到B不改變;在後半周,線圈從相反方向切割磁感線,電流方向和前半周相反,由B經電流表流向A.線圈繼續轉動,電流方向將周期性地重復上述變化.線圈在磁場里轉動一周,電路中的感應電流的方向和大小就發生一個周期性變化.線圈在磁場中持續轉動,線圈就向外部電路提供方向和大小都作周期性變化的交變電流 表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關系的定則,也叫右手螺旋定則。
(1)通電直導線中的安培定則(安培定則一):用右手握住通電直導線,讓大拇指指向電流的方向,那麼四指的指向就是磁感線的環繞方向
(2)通電螺線管中的安培定則(安培定則二):用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與電流方向一致,那麼大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極
性質
直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環形電流可看成許多小段直線電流組成,對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環形電流中心軸線上磁感強度的方向。疊加起來就得到環形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導出直線電流的安培定則對電荷作直線運動產生的磁場也適用,這時電流方向與正電荷運動方向相同,與負電荷運動方向相反。
在H.C.奧斯特電流磁效應實驗及其他一系列實驗的啟發下 ,A.-M.安培認識到磁現象的本質是電流 ,把涉及電流 、磁體的各種相互作用歸結為電流之間的相互作用,提出了尋找電流元相互作用規律的基本問題。為了克服孤立電流元無法直接測量的困難 ,安培精心設計了4個示零實驗並伴以縝密的理論分析,得出了結果。但由於安培對電磁作用持超距作用觀念,曾在理論分析中強加了兩電流元之間作用力沿連線的假設,期望遵守牛頓第三定律,使結論有誤。上述公式是拋棄錯誤的作用力沿連線的假設,經修正後的結果。應按近距作用觀點理解為,電流元產生磁場,磁場對其中的另一電流元施以作用力。

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