《電磁感應(yīng)》知識要點小結(jié)
【知識構(gòu)建】
【新知歸納】
● 電流的磁效應(yīng)：
把一根導(dǎo)線平行地放在磁場上方，給導(dǎo)線通電時，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，就好像磁針受到磁鐵的作用一樣。這說明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場，電流也能產(chǎn)生磁場，這個現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。
● 電流磁效應(yīng)現(xiàn)象：
磁鐵對通電導(dǎo)線的作用，磁鐵會對通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用，使導(dǎo)體棒偏轉(zhuǎn)。電流和電流間的相互作用，有相互平行而且距離較近的兩條導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中分別通以方向相同和方向相反的電流時，觀察到發(fā)生的現(xiàn)象是：同向電流相吸，異向電流相斥。
● 電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的意義：
�、匐姶鸥袘�(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。
②電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們找到了磁生電的條件，開辟了人類的電器化時代。
③電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，推動了經(jīng)濟和社會的發(fā)展，也體現(xiàn)了自然規(guī)律的和諧的對稱美。
● 對電磁感應(yīng)的理解：
電和磁之間有著必然的聯(lián)系，電能生磁，磁也一定能夠生電，但磁生電是有條件的，只有變化的磁場或相對位置的變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁生電表現(xiàn)為磁場的“變化”和“運動”。
引起電流的原因概括為五類：
① 變化的電流。
�、� 變化的磁場。
�、� 運動的恒定電流。
�、� 運動的磁場。
�、� 在磁場中運動的導(dǎo)體。
● 磁通量：
閉合電路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強度的乘積叫磁通量，即Φ，θ為磁感線與線圈平面的夾角。
對磁通量Φ的說明：
雖然閉合電路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強度的乘積叫磁通量，但是當(dāng)磁場與閉合電路的面積不垂直時，磁感應(yīng)強度也有垂直閉合電路的分量磁感應(yīng)強度垂直閉合電路面積的分量。
● 產(chǎn)生感應(yīng)電流的.條件：
一是電路閉合。
二是磁通量變化。
● 楞次定律：
內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
● 楞次定律的理解：
① 感應(yīng)電流的磁場不一定與原磁場方向相反，只是在原磁場的磁通量增大時兩者才相反;在磁通量減小時，兩者是同樣。
�、� “阻礙”并不是“阻止”如原磁通量要增加，感應(yīng)電流的磁場只能“阻礙”其增加，而不能阻止其增加，即原磁通量還是要增加。
�、鄱杀旧聿]有直接給定感應(yīng)電流的方向，只是給定感應(yīng)電流的磁場與原磁場間存在“阻礙”關(guān)系，要注意區(qū)分這兩個磁場及其間的相互關(guān)系。
● 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟：
①明確所研究的閉合回路。
②判斷原磁場方向。
�、� 判斷閉合回路內(nèi)原磁場的磁通量變化。
�、芤罁�(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向。
利用安培定則(右手螺旋定則)根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向，判斷出感應(yīng)電流方向。
● 右手定則：
內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在一個平面內(nèi)讓磁感線從手心進入，并使拇指指向?qū)Ь�運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。
● 楞次定律與右手定則的關(guān)系：
導(dǎo)體運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例，所以判斷感應(yīng)電流方向的右手定則也是楞次定律的特例能用右手定則判斷的，一定也能用楞次定律判斷，只是不少情況下不如右手定則來得方便簡單。反過來，用楞次定律能判斷的，并不是用右手定則都能判斷出來。
注意適用范圍：
①楞次定律可應(yīng)用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況，右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場中切割磁感線運動的情況，導(dǎo)體不動時不能用。
�、谧⒁庋芯繉ο螅豪愦味裳芯康氖钦麄�閉合電路，右手定則研究的是閉合電路的一部分即一段導(dǎo)體做切割磁感線運動。
● 感應(yīng)電動勢：
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。
● 法拉第電磁感應(yīng)定律：
內(nèi)容：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感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，與磁通量和磁通量的變化量沒有關(guān)系。
● 反電動勢：
定義：電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢總要削弱電源電動勢的作用，我們把這個電動勢稱為反電動勢。
● 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用：
感生電動勢的產(chǎn)生由感應(yīng)電場使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢，感生電動勢在電路中的作用就是充當(dāng)電源，其電路就是內(nèi)電路，當(dāng)它與外電路連接后就會對外電路供電變化的磁場在閉合導(dǎo)體所在空間產(chǎn)生電場，導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，由此可見，感生電場就相當(dāng)于電源內(nèi)部的所謂的非靜電力，對電荷產(chǎn)生力的作用。
● 感生電場的應(yīng)用：
電子感應(yīng)加速器是應(yīng)用感生電場對電子的作用來加速電子的一種裝置，主要用于核反應(yīng)研究。
● 互感和自感：
互感現(xiàn)象：兩個線圈之間并沒有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。
● 對互感的三點理解：
�、�、互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間。
②、互感現(xiàn)象可以把能量由一個電路傳到另一個電路，變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。
③、在電力工程和電子電路中，互感現(xiàn)象有時會影響電路的正常工作，這時要求設(shè)法減小電路間的互感。
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，叫做自感現(xiàn)象。
互感現(xiàn)象是一種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不僅僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間，而且可以發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間，由于是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以可以用安培定則、楞次定律去分析。
自感電流的方向可用楞次定律判斷，當(dāng)導(dǎo)體中電流增加時，自感電流的方向與原來的方向相反;當(dāng)電流減小時，自感電流的方向與原來電流的方向相同，在分析自感現(xiàn)象時，除了要定性分析通電和斷電自感現(xiàn)象外，還應(yīng)半定量地分析電路中的電流變化，分析時主要抓住通過自感線圈的電流不能突變這一特點，其次是要注意電路結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定和不穩(wěn)定時的變化。
● 渦流：
把塊狀的金屬放在變化的磁場中，或者讓它在磁場中運動時金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬塊內(nèi)組成閉合回路，很像水的漩渦，因此叫做渦流。整塊金屬電阻很小，所以渦流常常很大。
● 渦流的熱效應(yīng)：
線圈接入反復(fù)變化的電流，某段時間內(nèi)，若電流變大，則其磁場變強，根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場激發(fā)出感生電場，導(dǎo)體可以看成是由許多閉合線圈組成的，在感生電場作用下，這些線圈中產(chǎn)生了感生電動勢，從而產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流，由于導(dǎo)體存在電阻，當(dāng)電流在導(dǎo)體中流動時，就會產(chǎn)生電熱，這就是渦流的熱效應(yīng)。
● 電磁阻尼和電磁驅(qū)動：
電磁阻尼：導(dǎo)體與磁場相對運動時，感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙它們的相對運動，利用安培力阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運動就是電磁阻尼，磁電式儀表的指針能夠很快停下，就是利用了電磁阻尼。
電磁驅(qū)動：導(dǎo)體與磁場相對運動時，感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙它們的相對運動，應(yīng)該知道安培力阻礙磁場與導(dǎo)體的相對運動的方式是多種多樣的，當(dāng)磁場以某種方式運動時導(dǎo)體中的安培力為阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運動使導(dǎo)體跟著磁場動起來(跟著轉(zhuǎn)動)，這就是電磁驅(qū)動。
● 電磁驅(qū)動與磁懸浮列車：
磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體產(chǎn)生抗磁作用使列車向上浮起而離開軌道，利用周期性地變換磁極方向產(chǎn)生運動的磁場，從而使車獲得推動力，磁懸浮列車是目前世界上技術(shù)最先進、已經(jīng)投入使用階段的新型列車，具有的優(yōu)點有：
�、偎俣雀�。
�、诎踩�、平衡、舒適。
�、哿熊嚺c軌道間沖擊小，壽命長，節(jié)能。
�、芑旧蠠o噪音和空氣污染。
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