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1、 淺析高中物理電磁感應(yīng)定律的學(xué)習(xí) 林慧摘 要:高中物理是一門一實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的思維邏輯強(qiáng)、較為抽象的學(xué)科,一直是我們高中生整個(gè)高中生涯物理學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)。尤其是法拉第電磁感應(yīng)定律,是非常重要的考點(diǎn),經(jīng)常入選高考物理壓軸題,難度可見一斑。我們?cè)趯W(xué)習(xí)這部分知識(shí)點(diǎn)時(shí)要加以注意。關(guān)鍵詞:高中物理;電磁感應(yīng)定律;實(shí)驗(yàn);應(yīng)用隨著電與磁的發(fā)展,越來越多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)將電與磁聯(lián)系在一起,電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一,它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面,它的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)上和技術(shù)上都具有劃時(shí)代的意義,它不僅豐富了人類對(duì)于電磁現(xiàn)象本質(zhì)的了解,也推動(dòng)了電磁學(xué)理
2、論的發(fā)展,而且在實(shí)踐上開拓了廣泛應(yīng)用的前途。一、電磁感應(yīng)定律背景隨著物理實(shí)驗(yàn)的深入研究,物理中電生磁現(xiàn)象已經(jīng)得到證實(shí),從而引起他們的思考,是否磁也可以產(chǎn)生電,奧斯特,法拉第等眾多科學(xué)家開始實(shí)驗(yàn),經(jīng)過一次又一次的失敗,堅(jiān)持不懈,終于在1831年,法拉第在通電導(dǎo)線中插入磁棒時(shí),發(fā)展指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),且只有一瞬間的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,當(dāng)磁棒穩(wěn)定時(shí),觀察不到偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,當(dāng)拿走小磁棒時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)又觀察到磁針又發(fā)生偏轉(zhuǎn),第一次觀察到電流變化時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)現(xiàn)象,揭示了感應(yīng)現(xiàn)象的奧秘,同時(shí)也將物理推向了一個(gè)高層次領(lǐng)域,最終這一榮譽(yù)也實(shí)至名歸。二、電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一:將線圈a的兩端接在電流計(jì)上,回路中沒接電源時(shí),電流計(jì)不會(huì)發(fā)生偏
3、轉(zhuǎn),而當(dāng)一根磁棒插入線圈時(shí),在插入的過程中電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),即線圈中產(chǎn)生了電流,即感應(yīng)電流,當(dāng)磁棒在線圈中不動(dòng)時(shí),電流的指針就不再偏轉(zhuǎn),這時(shí)線圈中沒有感應(yīng)電流,在磁棒從線圈內(nèi)拔出,在拔出的過程中電流計(jì)指針又發(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的方向與插入磁棒時(shí)相反,這表明感應(yīng)電流與前面相反。在實(shí)驗(yàn)中磁棒插入或拔出的速度越快,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大,也就是說磁感應(yīng)電流越大。實(shí)驗(yàn)二:取另一個(gè)線圈與直流電源相連,用這個(gè)通電線圈重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn),可以觀察到同樣的現(xiàn)象,也就是說在通電線圈和另一個(gè)線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度越快,感應(yīng)電流越大,相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向不同,感應(yīng)電流的方向也不同。通過兩個(gè)
4、實(shí)驗(yàn),當(dāng)穿過閉合回路,線圈a和電流計(jì)組成的回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,也就是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。三、實(shí)驗(yàn)公式e=d/dt,d產(chǎn)生磁通量,導(dǎo)體回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過回路的磁通量的變化率成正比,這個(gè)結(jié)論叫做法拉第電磁感應(yīng)定律。即無論回路的繞行方向怎么選擇,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)總是與磁通量變化率的正負(fù)相反。e=bil,這是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),表明電動(dòng)勢(shì)的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)度,通電導(dǎo)線電流的大小,通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度有關(guān)。四、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用通過電磁感應(yīng)定律現(xiàn)象可以引出楞次定律,即閉合回路中感應(yīng)電流的方向,它所激發(fā)的磁場(chǎng)來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。線圈的n級(jí)出
5、現(xiàn)在上端,與磁棒的n級(jí)相反,兩者互相排斥,其效果是反抗磁棒的插入,同樣線圈的s級(jí)出現(xiàn)在上端,它和糍棒的n極互相吸引,其效果是阻止磁棒的拔出。即感應(yīng)電流的效果總是反抗,引起感應(yīng)電流的原因。同樣渦電流和電磁阻尼,以及趨膚效應(yīng)都是電磁感應(yīng)定律的宏觀表現(xiàn),楞次定律也是電磁效應(yīng)的一個(gè)宏觀表現(xiàn),當(dāng)外部磁場(chǎng)增大時(shí),電流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)減小,當(dāng)外部磁場(chǎng)減小時(shí),電流磁場(chǎng)會(huì)增加,即阻礙外界磁場(chǎng)的變化,同時(shí)也會(huì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。再者在電線旁放一個(gè)小磁針,未通電時(shí)發(fā)現(xiàn)小磁針并沒有偏轉(zhuǎn),沒有任何轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象,當(dāng)給電線通上電流時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),當(dāng)通上相反方向的電流時(shí),發(fā)現(xiàn)小磁針的偏轉(zhuǎn)方向相反,這一現(xiàn)象同樣是電生磁的宏觀表現(xiàn),小磁針在磁場(chǎng)的作用下受力發(fā)生運(yùn)動(dòng)。將電磁現(xiàn)象運(yùn)用到生活中的現(xiàn)象還有很多,如繼電器等等。五、總結(jié)電磁感應(yīng)定律在電與磁之間起到了很好的轉(zhuǎn)化作用,解釋了電流周圍磁場(chǎng)的現(xiàn)象,同時(shí)也在電流產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)引起電流的產(chǎn)生起到了至關(guān)重要的作用,將物理電磁方面的發(fā)展推向了一個(gè)全新的高度,同時(shí)在日常生活中也廣泛應(yīng)用。如今,物理屆中對(duì)電磁電流方面的研究仍未結(jié)束,也不會(huì)結(jié)束,隨著不斷的發(fā)展,在不久的將來,會(huì)迎來一個(gè)全新的物理層面。參考文獻(xiàn)1陳麗珊,陳?;诟咧?/p>
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