高中物理磁場重點知識總結(jié)
高中學(xué)習(xí)容量大,不但要掌握目前的知識,還要把高中的知識與初中的知識溶為一體才能學(xué)好。在讀書、聽課、研習(xí)、總結(jié)這四個環(huán)節(jié)都比初中的學(xué)習(xí)有更高的要求。小編為大家整理了高中物理磁場重點知識總結(jié) ,希望對你有所幫助!
高中物理磁場重點知識總結(jié) 篇1
一、磁場
磁體是通過磁場對鐵一類物質(zhì)發(fā)生作用的,磁場和電場一樣,是物質(zhì)存在的另一種形式,是客觀存在。小磁針的指南指北表明地球是一個大磁體。磁體周圍空間存在磁場;電流周圍空間也存在磁場。電流周圍空間存在磁場,電流是大量運動電荷形成的,所以運動電荷周圍空間也有磁場。靜止電荷周圍空間沒有 磁場。磁場存在于磁體、電流、運動電荷周圍的空間。磁場是物質(zhì)存在的一種形式。磁場對磁體、電流都有磁力作用。與用檢驗電荷檢驗電場存在一樣,可以用小磁針來檢驗磁場的存在。如圖所示為證明通電導(dǎo)線周圍有磁場存在? ?奧斯特實驗,以及磁場對電流有力的作用實驗。
1.地磁場地球本身是一個磁體,附近存在的磁場叫地磁場,地磁的南極在地球北極附近,地磁的北極在地球的南極附近。
2.地磁體周圍的磁場分布 與條形磁鐵周圍的磁場分布情況相似。
3.指南針 放在地球周圍的指南針靜止時能夠指南北,就是受到了地磁場作用的結(jié)果。
4.磁偏角 地球的地理兩極與地磁兩極并不重合,磁針并非準確地指南或指北,其間有一個交角,叫地磁偏角,簡稱磁偏角。 說明: ①地球上不同點的磁偏角的數(shù)值是不同的。 ②磁偏角隨地球磁極緩慢移動而緩慢變化。 ③地磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸的夾角約為 11°。
二、磁場的方向
在電場中,電場方向是人們規(guī)定的,同理,人們也規(guī)定了磁場的方向。 規(guī)定:在磁場中的任意一點小磁針北極受力的方向就是那一點的磁場方向。 確定磁場方向的方法是:將一不受外力的小磁針放入磁場中需測定的位置,當小磁針在該位置靜止時,小磁針 N 極的指向即為該點的磁場 方向。 磁體磁場:可以利用同名磁極相斥,異名磁極相吸的方法來判定磁場方向。
電流磁場: 利用安培定則(也叫右手螺旋定則)判定磁場方向。
三、磁感線
在磁場中畫出有方向的曲線表示磁感線,在這些曲線上,每一點的切線方向都跟該點的磁場方向相同。
1)磁感線上每一點切線方向跟該點磁場方向相同。
2)磁感線特點
1)磁感線的疏密反映磁場的強弱,磁感線越密的地方表示磁場越強,磁感線越疏的地方表示磁場越弱。
2)磁感線上每一點的切線方向就是該點的磁場方向。
3)磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線,在磁體外部由 N 極到 S 極,在磁體內(nèi)部由 S 極到 N 極。以下各圖分別為條形磁體、蹄形磁體、直線電流、環(huán)行電流的磁場
說明: ①磁感線是為了形象地描述磁場而在磁場中假想出來的一組有方向的曲線, 并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。 ②磁感線與電場線類似,在空間不能相交,不能相切,也不能中斷。、
四、幾種常見磁場
1 通電直導(dǎo)線周圍的磁場
1)安培定則:右手握住導(dǎo)線,讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向,這個規(guī)律也叫右手螺旋定則。
2)磁感線分布如圖所示: 說明: ①通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓,實際上電流磁場應(yīng)為空間圖形。 ②直線電流的磁場無磁極。 ③磁場的強弱與距導(dǎo)線的距離有關(guān),離導(dǎo)線越近磁場越強,離導(dǎo)線越遠磁場越弱。 ④圖中的“×”號表示磁場方向垂直進入紙面, ”表示磁場方向垂直離開紙面。 “?
2.環(huán)形電流的磁場
1)安培定則:讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的拇指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁感線的方向。
2)磁感線分布如圖所示:
3)幾種常用的磁感線不同畫法。
說明: ①環(huán)形電流的磁場類似于條形磁鐵的磁場,其兩側(cè)分別是 N 極和 S 極。 ②由于磁感線均為閉合曲線,所以環(huán)內(nèi)、外磁感線條數(shù)相等,故環(huán)內(nèi)磁場強,環(huán)外磁場弱。 ③環(huán)形電流的磁場在微觀上可看成無數(shù)根很短的直線電流的磁場的疊加。
3.通電螺線管的磁場
1)安培定則:用右手握住螺線管,讓彎曲時四指的方向跟電流方向一致,大拇指所指的方向就是螺線管中心軸線上的磁感線方向。
2)磁感線分布:如圖所示。
3)幾種常用的磁感線不同的畫法。
說明: ①通電螺線管的磁場分布:外部與條形磁鐵外部的磁場分布情況相同,兩端分別為 N 極和 S 極。管內(nèi)(邊緣除外)是勻強磁場,磁場分布由 S 極指向 N 極。 ②環(huán)形電流宏觀上其實就是只有一匝的通電螺線管,通電螺線管則是由許多匝環(huán)形電流串聯(lián)而成的。因此,通電螺線管的磁場也就是這些環(huán)形電流磁場的疊加。 ③不管是磁體的磁場還是電流的磁場,其分布都是在立體空間的,要熟練掌握其立體圖、縱截面圖、橫橫面圖的畫法及轉(zhuǎn)換。
四.勻強磁場
1)定義:在磁場的某個區(qū)域內(nèi),如果各點的磁感應(yīng)強度大小和方向都相同,這個區(qū)域內(nèi)的磁場叫做勻強磁場。
2)磁感線分布特點:間距相同的平行直線。
3)產(chǎn)生:距離很近的兩個異名磁極之間的磁場除邊緣部分外可以認為是勻強磁場;相隔一定距離的兩個平行放置的線圈通電時,其中間區(qū)域的磁場也是勻強磁場,如圖所示:
五、磁感應(yīng)強度
1、磁感應(yīng)強度為了表征磁場的強弱和方向,我們引入一個新的物理量:磁感應(yīng)強度。描述磁場強弱和方向的物理量,用符號“B” 表示。通過精確的實驗可以知道,當通電直導(dǎo)線在勻強磁場中與磁場方向垂直時,受到磁場對它的力的作用。對于同一磁場,當電流加倍時,通電導(dǎo)線受到的磁場力也加倍,這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與通過它的電流強度成正比。而當通電導(dǎo)線長度加倍時,它受到的磁場力也加倍,這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與導(dǎo)線長也成正比。對于磁場中某處 來說,通電導(dǎo)線在該處受的磁場力 F 與通電電流強度 I 與導(dǎo)線長度 L 乘積的比值是一個恒量,它與電流強度和導(dǎo)線長度的大小均無關(guān)。在磁場中不同位置,這個比值可能各不相同,因此,這個比值反映了磁場的強弱。
1)磁感應(yīng)強度的定義 電流元 ①定義:物理學(xué)中把很短一段通電導(dǎo)線中的電流 I 與導(dǎo)線長度 L 的乘積 IL 叫做電流元。 ②理解:孤立的電流元是不存在的,因為要使導(dǎo)線中有電流,就必須把它連到電源上。
2)磁場對通電導(dǎo)線的作用力 ①內(nèi)容:通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時,它受力的大小與 I 和 L 的乘積成正比。 ②公式:。
說明: ①B 為比例系數(shù),與導(dǎo)線的長度和電流的大小都無關(guān)。 ②不同的磁場中,B 的值是不同的。 ③B 應(yīng)為與電流垂直的值,即式子成立條件為:B 與 I 垂直。 磁感應(yīng)強度 定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到的安培力的作用 F,跟電流 I 和導(dǎo)線長度 L 的乘積 IL 的比值, 叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁場的磁感應(yīng)強度。 公式:B=F / IL。
3)磁感應(yīng)強度的方向 磁感應(yīng)強度是矢量,不僅有大小,而且有方向,其方向即為該處磁場方向。小磁針靜止時 N 極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度的方向,簡稱為磁場的方向。 B 是矢量,其方向就是磁場方向,即小磁針靜止時 N 極所指的方向。
2、磁通量磁感線和電場線一樣也是一種形象描述磁場強度大小和方向分布的假想的線,磁感線上各點的切線方向即該點的
磁感應(yīng)強度方向,磁感線的密疏,反映磁感應(yīng)強度的大小。為了定量地確定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強度大小的關(guān)系,規(guī)定:在垂直磁場方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感應(yīng)強度大。▎挝皇翘兀⿺(shù)值相同。這里應(yīng)注意的是一般畫磁感線可以按上述規(guī)定的任意數(shù)來畫圖,這種畫法只能幫助我們了解磁感應(yīng)強度大;方向的分布,不能通過每平方米的磁感線數(shù)來得出磁感應(yīng)強度的數(shù)值。
1)磁通量的定義 穿過某一面積的磁感線的條數(shù),叫做穿過這個面積的磁通量,用符號φ表示。
物理意義:穿過某一面的磁感線條數(shù)。
2)磁通量與磁感應(yīng)強度的關(guān)系 按前面的規(guī)定,穿過垂直磁場方向單位面積的磁感線條數(shù),等于磁感應(yīng)強度 B,所以在勻強磁場中,垂直于磁場方向的面積 S 上的磁通量φ=BS。 若平面 S 不跟磁場方向垂直,則應(yīng)把 S 平面投影到垂直磁場方向上。 當平面 S 與磁場方向平行時,φ=0。
公式
1)公式:Φ=BS。
2)公式運用的條件: a.勻強磁場;b.磁感線與平面垂直。
3)在勻強磁場 B 中,若磁感線與平面不垂直,公式Φ=BS 中的 S 應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。 此時 ,式中即為面積 S 在垂直于磁感線方向的投影,我們稱為“有效面積” 。
3)磁通量的單位 在國際單位中,磁通量的單位是韋伯(Wb),簡稱韋。磁通量是標量,只有大小沒有方向。
4)磁通密度 磁感線越密的地方,穿過垂直單位面積的磁感線條數(shù)越多,反之越少,因此穿過單位面積的磁通量??磁通密度,它反映了磁感應(yīng)強度的大小,在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強度的大小,B =Φ/S。
六、磁場對電流的作用
1.安培分子電流假說的內(nèi)容安培認為,在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流??分子電流,分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,分子的兩側(cè)相當于兩個磁極。
2.安培假說對有關(guān)磁現(xiàn)象的解釋
1)磁化現(xiàn)象:一根軟鐵棒,在未被磁化時,內(nèi)部各分子電流的取向雜亂無章,它們的磁場互相抵消,對外不顯磁性;當軟磁棒受到外界磁場的作用時,各分子電流取向變得大致相同時,兩端顯示較強的磁性作用,形成磁極,軟鐵棒就被磁化了。
2)磁體的消磁:磁體的高溫或猛烈敲擊,即在激烈的熱運動或機械運動影響下,分子電流取向又變得雜亂無章, 磁體磁性消失。磁現(xiàn)象的電本質(zhì) 磁鐵的磁場和電流的磁場一樣,都是由運動的電荷產(chǎn)生的。 說明:
、俑鶕(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論,原子由原子核和核外電子組成,原子核帶正電,核外電子帶負電,核外電子在庫侖引力作用下繞核高速旋轉(zhuǎn),形成分子電流。在安培生活的時代,由于人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)尚不清楚,所以稱為“假 說” 。但是現(xiàn)在, “假設(shè)”已成為真理。
、诜肿与娏骷僬f揭示了電和磁的本質(zhì)聯(lián)系,指出了磁性的起源:一切磁現(xiàn)象都是由運動的電荷產(chǎn)生的。 安培力通電導(dǎo)線在磁場中受到的力稱為安培力。
3.安培力的方向 左手定則
1)左手定則 伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),把手放入磁場,讓磁感線穿過手心,讓伸開的四指指向電流方向,那么大拇指所指方向即為安培力方向。
2)安培力 F、磁感應(yīng)強度 B、電流 I 三者的方向關(guān)系:
① 即安培力垂直于電流和磁感線所在的平面,但 B 與 I 不一定垂直。
、谂袛嗤妼(dǎo)線在磁場中所受安培力時,注意一定要用左手,并注意各方向間的關(guān)系。
、廴粢阎 B、I 方向,則 方向確定;但若已知 B(或 I)和 方向,則 I(或 B)方向不確定。
七、磁電式電流表
1.電流表的構(gòu)造磁電式電流表的構(gòu)造如圖所示。在蹄形磁鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵芯,鐵芯外面套有一個可以轉(zhuǎn)動的鋁框,在鋁框上繞有線圈,鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針,線圈的兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上,被測電流經(jīng)過這兩個彈簧流入線圈。
高中物理磁場重點知識總結(jié) 篇2
1、磁現(xiàn)象:
磁性:物體能夠吸引鋼鐵、鈷、鎳一類物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性。
磁體:具有磁性的物體,叫做磁體。
磁體的分類:①形狀:條形磁體、蹄形磁體、針形磁體;
、趤碓矗禾烊淮朋w(磁鐵礦石)、人造磁體;
③保持磁性的時間長短:硬磁體(永磁體)、軟磁體。
磁極:磁體上磁性最強的部分叫磁極。磁體兩端的磁性最強,中間的磁性最弱。
磁體的指向性:可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的條形磁體或磁針,靜止后總是一個磁極指南(叫南極,用S表示),另一個磁極指北(叫北極,用N表示)。
磁極間的相互作用:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。
無論磁體被摔碎成幾塊,每一塊都有兩個磁極。
磁化:一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性,這種現(xiàn)象叫做磁化。
鋼和軟鐵都能被磁化:軟鐵被磁化后,磁性很容易消失,稱為軟磁性材料;鋼被磁化后,磁性能長期保持,稱為硬磁性材料。所以鋼是制造永磁體的好材料。
2、磁場:
磁場:磁體周圍的空間存在著一種看不見、摸不著的物質(zhì),我們把它叫做磁場。
磁場的基本性質(zhì):對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。
磁場的方向:物理學(xué)中把小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點磁場的方向。
磁感線:在磁場中畫一些有方向的曲線,方便形象的描述磁場,這樣的曲線叫做磁感線。對磁感線的認識:
、俅鸥芯是假想的曲線,本身并不存在;
、诖鸥芯切線方向就是磁場方向,就是小磁針靜止時N極指向;
③在磁體外部,磁感線都是從磁體的N極出發(fā),回到S極。在磁體內(nèi)部正好相反。 ④磁感線的疏密可以反應(yīng)磁場的強弱,磁性越強的地方,磁感線越密;
3、地磁場:
地磁場:地球本身是一個巨大的磁體,在地球周圍的空間存在著磁場,叫做地磁場。
指南針:小磁針指南的叫南極(S),指北的叫北極(N),小磁針能夠指南北是因為受到了地磁場的作用。地磁場的北極在地理南極附近;地磁場的南極在地理北極附近。
地磁偏角:地理的兩極和地磁的兩極并不重合,磁針所指的南北方向與地理的南北極方向稍有偏離(地磁偏角),世界上最早記述這一現(xiàn)象的人是我國宋代的學(xué)者沈括。
一、磁場磁極和磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。電流在周圍空間產(chǎn)生磁場,小磁針在該磁場中受到力的作用。磁極和電流之間的相互作用也是通過磁場發(fā)生的。電流和電流之間的相互作用也是通過磁場產(chǎn)生的磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì),磁極或電流在自己的周圍空間產(chǎn)生磁場,而磁場的基本*質(zhì)就是對放入其中的磁極或電流有力的作用。
二、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)1.羅蘭實驗正電荷隨絕緣橡膠圓盤高速旋轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明運動的電荷產(chǎn)生了磁場,小磁針受到磁場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
2.安培分子電流假說法國學(xué)者安培提出,在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在一種環(huán)形電流-分子電流,分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當于兩個磁極。安培是最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的。一根未被磁化的鐵棒,各分子電流的取向是雜亂無章的,它們的磁場互相抵消,對外不顯磁場;當鐵棒被磁化后各分子電流的取向大致相同,兩端對外顯示較強的磁*,形成磁極;注意,當磁體受到高溫或猛烈敲擊會失去磁場。
3.磁現(xiàn)象的電本質(zhì)運動的電荷(電流)產(chǎn)生磁場,磁場對運動電荷(電流)有磁場力的作用,所有的磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷(電流)通過磁場而發(fā)生相互作用。三、磁場的方向規(guī)定:在磁場中任意一點小磁針北極受力的方向亦即小磁針靜止時北極所指的方向就是那一點的磁場方向。四、磁感線1.磁感線的概念:在磁場中畫出一系列有方向的曲線,在這些曲線上,每一點切線方向都跟該點磁場方向一致。
2.磁感線的特點
。1)在磁體外部磁感線由n極到s極,在磁體內(nèi)部磁感線由s極到n極
。2)磁感線是閉合曲線
(3)磁感線不相交
。4)磁感線的疏密程度反映磁場的強弱,磁感線越密的地方磁場越強
3.幾種典型磁場的磁感
(1)條形磁鐵
。2)通電直導(dǎo)線a.安培定則:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流方向一致,彎曲的四指所指的'方向就是磁感線環(huán)繞的方向;b.其磁感線是內(nèi)密外疏的同心圓
。3)環(huán)形電流磁場a.安培定則:讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線的磁感線方向。b.所有磁感線都通過內(nèi)部,內(nèi)密外疏
。4)通電螺線管a.安培定則:讓右手彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺線管內(nèi)部磁場的磁感線方向;b.通電螺線管的磁場相當于條形磁鐵的磁場五、磁感應(yīng)強度
1.定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,所受的磁場力跟電流i和導(dǎo)線長度l的乘積il的比值叫做通電導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強度。
2.定義式:
3.單位:特斯拉(t),1t=1n/a.m4.磁感應(yīng)強度是矢量,其方向就是對應(yīng)處磁場方向。
5.物理意義:磁感應(yīng)強度是反映磁場本身力學(xué)*質(zhì)的物理量,與檢驗通電直導(dǎo)線的電流強度的大小、導(dǎo)線的長短等因素?zé)o關(guān)。
6.磁感應(yīng)強度的大小可用磁感線的疏密程度來表示,規(guī)定:在垂直于磁場方向的1m2面積上的磁感線條數(shù)跟那里的磁感應(yīng)強度一致。
7.勻強磁場
。1)磁感應(yīng)強度的大小和方向處處相等的磁場叫勻強磁場
。2)勻強磁場的磁感線是均勻且平行的一組直線。
六、磁通量
定義:磁感應(yīng)強度b與面積s的乘積,叫做穿過這個面的磁通量。
定義式:φ=bs(b與s垂直)φ=bscosθ(θ為b與s之間的夾角)
3.單位:韋伯(wb)
4.物理意義:表示穿過磁場中某個面的磁感線條數(shù)。
5.b=φ/s,所以磁感應(yīng)強度也叫磁通密度
七、安培力
1.磁場對電流的作用力叫安培力
2.安培力大小安培力的大小等于電流i、導(dǎo)線長度l、磁感應(yīng)強度b以及i和b間的夾角的正弦sinθ的乘積,即f=bilsinθ。注意:公式只適用于勻強磁場。
3.安培力的方向安培力的方向可利用左手定則判斷左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么拇指方向就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向。安培力方向一定垂直于b、i所確定的平面,即f一定和b、i垂直,但b、i不一定垂直。
高中物理磁場重點知識總結(jié) 篇3
1、麥克斯韋的電磁場理論
。1)變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。
。2)隨時間均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場。隨時間不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場。隨時間均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場,隨時間不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場。
(3)變化的電場和變化的磁場總是相互關(guān)系著,形成一個不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場。
2、電磁波
。1)周期變化的電場和磁場總是互相轉(zhuǎn)化,互相激勵,交替產(chǎn)生,由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播,形成電磁波。
。2)電磁波是橫波
。3)電磁波可以在真空中傳播,電磁波從一種介質(zhì)進入另一介質(zhì),頻率不變、波速和波長均發(fā)生變化,電磁波傳播速度v等于波長λ和頻率f的乘積,即v=λf,任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于真空中的光速c=3。00×108m/s。下面為大家介紹的是2012年高考物理知識點總結(jié)電磁感應(yīng),希望對大家會有所幫助。
1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
。1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0。
。2)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當于電源。
。2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,回路不閉合,則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。
2、磁通量
。1)定義:磁感應(yīng)強度b與垂直磁場方向的面積s的乘積叫做穿過這個面的磁通量,定義式:Φ=bs。如果面積s與b不垂直,應(yīng)以b乘以在垂直于磁場方向上的投影面積s′,即Φ=bs′,*單位:wb求磁通量時應(yīng)該是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù)。任何一個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時,穿過該面的磁通量為正。反之,磁通量為負。所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和。
3、楞次定律
。1)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場,總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定,而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運動的情況,此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便。
。2)對楞次定律的理解①誰阻礙誰———感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量。②阻礙什么———阻礙的是穿過回路的磁通量的變化,而不是磁通量本身。③如何阻礙———原磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反;當原磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,即“增反減同”。④阻礙的結(jié)果———阻礙并不是阻止,結(jié)果是增加的還增加,減少的還減少。
。3)楞次定律的另一種表述:感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個原因,表現(xiàn)形式有三種:①阻礙原磁通量的變化;②阻礙物體間的相對運動;③阻礙原電流的變化(自感)。
4。法拉第電磁感應(yīng)定律
電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。表達式e=nΔΦ/Δt當導(dǎo)體做切割磁感線運動時,其感應(yīng)電動勢的計算公式為e=blvsinθ。當b、l、v三者兩兩垂直時,感應(yīng)電動勢e=blv。
。1)兩個公式的選用方法e=nΔΦ/Δt計算的是在Δt時間內(nèi)的平均電動勢,只有當磁通量的變化率是恒定不變時,它算出的才是瞬時電動勢。e=blvsinθ中的v若為瞬時速度,則算出的就是瞬時電動勢:若v為平均速度,算出的就是平均電動勢。
。2)公式的變形①當線圈垂直磁場方向放置,線圈的面積s保持不變,只是磁場的磁感強度均勻變化時,感應(yīng)電動勢:e=nsΔb/Δt。②如果磁感強度不變,而線圈面積均勻變化時,感應(yīng)電動勢e=nbδs/Δt。
5。自感現(xiàn)象
。1)自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
。2)自感電動勢:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。自感電動勢的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢,自感電動勢方向總是阻礙電流的變化。
6。日光燈工作原理
。1)起動器的作用:利用動觸片和靜觸片的接通與斷開起一個自動開關(guān)的作用,起動的關(guān)鍵就在于斷開的瞬間。
。2)鎮(zhèn)流器的作用:日光燈點燃時,利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時高壓;日光燈正常發(fā)光時,利用自感現(xiàn)象,對燈管起到降壓限流作用。
7。電磁感應(yīng)中的電路問題
在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路就相當于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器,便可對用電器供電,在回路中形成電流。因此,電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起。解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是:
。1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。
。2)畫等效電路。
(3)運用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路*質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解。
8。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題
。1)通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用,電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起,基本方法是:①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向。②求回路中電流強度。③分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向)。④列動力學(xué)方程或平衡方程求解。
(2)電磁感應(yīng)力學(xué)問題中,要抓好受力情況,運動情況的動態(tài)分析,導(dǎo)體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán),循環(huán)結(jié)束時,加速度等于零,導(dǎo)體達穩(wěn)定運動狀態(tài),抓住a=0時,速度v達最大值的特點。
9。電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題
導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化,在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,機械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能,具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱,又可使電能轉(zhuǎn)化為機械能或電阻的內(nèi)能,因此,電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化,用能量轉(zhuǎn)化觀點研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運動(勻速直線運動或勻速轉(zhuǎn)動),對應(yīng)的受力特點是合外力為零,能量轉(zhuǎn)化過程常常是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,解決這類問題的基本方法是:
。1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。
。2)畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率表達式。
(3)分析導(dǎo)體機械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。
10。電磁感應(yīng)中圖像問題
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應(yīng)電動勢(電流)大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應(yīng)電動勢(或電流)的方向,從而確定其正負,以及在坐標中的范圍。另外,要正確解決圖像問題,必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實際過程中去,又能根據(jù)實際過程的抽象規(guī)律對應(yīng)到圖像中去,最終根據(jù)實際過程的物理規(guī)律進行判斷。
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