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與電磁感應電動勢有關的物理量是什麼

發布時間:2022-08-01 12:17:19

⑴ 電磁感應公式的推導過程

電磁感應(Electromagnetic inction)又稱磁電感應現象,是指閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動,導體中就會產生電流的現象。這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。

電磁感應(Electromagnetic inction)現象是指放在變化磁通量中的導體,會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢,若將此導體閉合成一迴路,則該電動勢會驅使電子流動,形成感應電流(感生電流)邁克爾·法拉第是一般被認定為於1831年發現了電磁感應的人,雖然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能對此有所預見。

電磁感應是指因為磁通量變化產生感應電動勢的現象。電磁感應現象的發現,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和科學技術的發展發揮了重要的作用。

若閉合電路為一個n匝的線圈,則瞬時電動勢又可表示為:ε =n*ΔΦ/Δt(Δt→0)。式中n為線圈匝數,ΔΦ為磁通量變化量,單位Wb(韋伯) ,Δt為發生變化所用時間,單位為s(秒)。ε 為產生的感應電動勢,單位為V(伏特,簡稱伏)。電磁感應俗稱磁生電,多應用於發電機。

瑞士物理學家科拉頓曾設計了一個利用磁鐵在閉合線圈中獲取電流的實驗。他將一塊磁鐵放在螺線管中,試圖在閉合線圈中產生電流,又准備了一個靈敏電流計。為了排除磁鐵放入對「靈敏電流計」小磁針偏轉的影響,為了排除磁鐵放入對「靈敏電流計」指針偏轉的影響,他把「靈敏電流計」放到隔壁房間中去,用長導線把「靈敏電流計」和螺線管連接起來。實驗開始了,科拉頓把磁鐵插到螺線管中去以後,就跑到隔壁房間中去看有沒有電流產生,但他十分痛心地看到「靈敏電流計」的指針靜止在原位。科拉頓在兩個房間之間來回跑,始終沒有看到指針動一下。實驗失敗了!

1831年8月,法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環上,線圈A接直流電源,線圈B接電流表。他想用線圈A里的強磁場來使線圈B產生電流,結果失敗了;但他並不死心,重新做這個實驗,29日他偶然發現,在閉合電鍵的一剎那,電流表指針動了一下,然後又回到了原位,一直靜止不動。法拉第這才明白,以前做實驗的時候都是等閉合電鍵之後才去看電流表的,這時電流已經處於穩定狀態,線圈B的磁場沒有發生變化,也就不會有電流產生了。同時,他還發現,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。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。這一發現進一步揭示了電與磁的內在聯系,為建立完整的電磁理論奠定了堅實的基礎。

電磁感應現象的產生條件有兩點(缺一不可)。

l 閉合電路。

l 穿過閉合電路的磁通量發生變化。

讓磁通量發生變化的方法有兩種,如圖1所示。一種方法是讓閉合電路中的導體在磁場中做切割磁感線的運動;另一種方法是讓磁場在導體內運動。

磁通量

設在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面,磁場的磁感應強度為B,平面的面積為S。(1)定義:在勻強磁場中,磁感應強B與垂直磁場方向的面積S的乘積,叫做穿過這

電磁感應

個面的磁通量,簡稱磁通。

(2)定義式:Φ=BS

當平面與磁場方向不垂直時:

Φ=BS⊥=BScosθ(θ為兩個平面的二面角)

(3)物理意義

垂直穿過某個面的磁感線條數表示穿過這個面的磁通量。

(4)單位:在國際單位制中,磁通量的單位是韋伯,簡稱韋,符號是Wb。

1Wb=1T·1m2=1V·s。

(5)標量性:磁通量是標量,但是有正負之分,

現象

(1)電磁感應現象:閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動,電路中產生感應電流。

(2)感應電流:在電磁感應現象中產生的電流。

電磁灶是應用電磁感應圖片

(3)產生電磁感應現象的條件:

①兩種不同表述

a.閉合電路中的一部分導體與磁場發生相對運動

b.穿過閉合電路的磁場發生變化

②兩種表述的比較和統一

a.兩種情況產生感應電流的根本原因不同

閉合電路中的一部分導體與磁場發生相對運動時,是導體中的自由電子隨導體一起運動,受到的洛倫茲力的一個分力使自由電子發生定向移動形成電流,這種情況產生的電流有時稱為動生電流。

穿過閉合電路的磁場發生變化時,根據電磁場理論,變化的磁場周圍產生電場,電場使導體中的自由電子定向移動形成電流,這種情況產生的電流稱為感應電流或感生電流。

b.兩種表述的統一

兩種表述可統一為穿過閉合電路的磁通量發生變化。

③產生電磁感應現象的條件

不論用什麼方法,只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,閉合電路中就有電流產生。

條件:a.閉合電路;b.一部分導體 ; c.做切割磁感線運動

能量的轉化

能的轉化守恆定律是自然界普遍規律,同樣也適用於電磁感應現象。

感應電動勢

(1)定義:在電磁感應現象中產生的電動勢,叫做感應電動勢。方向是由低電勢指向高電勢。(2)產生感應電動勢的條件:穿過迴路的磁通量發生變化。

(3)物理意義:感應電動勢是反映電磁感應現象本質的物理量。

電磁感應式

(4)方向規定:內電路中的感應電流方向,為感應電動勢方向。

(5)反電動勢:在電動機轉動時,線圈中也會產生感應電動勢,這個感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用,這個電動勢稱為反電動勢。

電磁感應部分涉及三個方面的知識:

一是電磁感應現象的規律。電磁感應研究的是其

電磁感應式

他形式能轉化為電能的特點

電磁感應燈

和規律,其核心是法拉第電磁感應定律和楞次定律。

楞次定律表述為:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。即要想獲得感應電流(電能)必須克服感應電流產生的安培力做功,需外界做功,將其他形式的能轉化為電能。法拉第電磁感應定律是反映外界做功能力的,磁通量的變化率越大,感應電動勢越大,外界做功的能力也越大。

二是電路及力學知識。主要討論電能在電路中傳輸、分配,並通過用電器轉化成其他形式能的特點規律。在實際應用中常常用到電路的三個規律(歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學中的牛頓定律、動量定理、動量守恆定律、動能定理和能量守恆定律等概念。

三是右手定則。右手平展,使大拇指與其餘四指垂直,並且都跟手掌在一個平面內。把右手放入磁場中,若磁力線垂直進入手心(當磁感線為直線時,相當於手心面向N極),大拇指指向導線運動方向,則四指所指方向為導線中感應電流的方向。

電磁學中,右手定則判斷的主要是與力無關的方向。為了方便記憶,並與左手定則區分,可以記憶成:左力右電(即左手定則判斷力的方向,右手定則判斷電流的方向)。或者左力右感、左生力右通電。

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)},一般用於求瞬時感應電動勢,但也可求平均電動勢。

3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢){Em:感應電動勢峰值}。

手持式電磁感應

4)E=B(L^2)ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s),(L^2)指的是L的平方}。

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)} 計算公式△Φ=Φ1-Φ2 ,△Φ=B△S=BLV△t。

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,Δt:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}。

△特別注意 Φ, △Φ ,△Φ/△t無必然聯系,E與電阻無關 E=n△Φ/△t 。 電動勢的單位是伏V ,磁通量的單位是韋伯Wb ,時間單位是秒s。

因磁通量變化產生感應電動勢的現象,閉合電路的一部份導體在磁場里做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫電磁感應。閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動,導體中就會產生電流。這種現象叫電磁感應現象。產生的電流稱為感應電流。這是初中物理課本為便於學生理解所定義的電磁感應現象,不能全面概括電磁感現象:閉合線圈面積不變,改變磁場強度,磁通量也會改變,也會發生電磁感應現象。所以准確的定義如下:因磁通量變化產生感應電動勢的現象。

1.電路是閉合且流通的。

電磁感應

2.穿過閉合電路的磁通量發生變化。

3.電路的一部分在磁場中做切割磁感線運動(切割磁感線運動就是為了保證閉合電路的磁通量發生改變)(只能部分切割,全部切割無效)(如果缺少一個條件,就不會有感應電流產生).。

4.感應電流產生的微觀解釋:電路的一部分在做切割磁感線運動時,相當於電路的一部分內的自由電子在磁場中作不沿磁感線方向的運動,故自由電子會受洛倫茲力的作用在導體內定向移動,若電路的一部分處在閉合迴路中就會形成感應電流,若不是閉合迴路,兩端就會積聚電荷產生感應電動勢。

5.電磁感應現象中之所以強調閉合電路的「一部分導體」,是因為當整個閉合電路切割磁感線時,左右兩邊產生的感應電流方向分別為逆時針和順時針,對於整個電路來講電流抵消了。

6.電磁感應中的能量關系:電磁感應是一個能量轉換過程,例如可以將重力勢能,動能等轉化為電能,熱能等。

法拉第的實驗表明,只要穿過閉合電路的磁通量發生變化就有電流產生。這種現象稱為電磁感應現象,所產生的電流稱為感應電流。

法拉第根據大量實驗事實總結出了如下定律:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通變化率成正比。

感應電動勢用ε表示,即ε=nΔΦ/Δt這就是法拉第電磁感應定律。

電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一,它揭示了電和磁現象之間的相互聯系。法拉第電磁感應定律的重要意義在於,一方面,依據電磁感應的原理,人們製造出了發電機,電能的大規模生產和遠距離輸送成為可能;另一方面,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。人類社會從此邁進了電氣化時代。

希望我能幫助你解疑釋惑。

⑵ 電磁感應的大小與哪些因素有關

跟感應電動勢以及電阻有關

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=BLV垂(切割磁感線運動) {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)}

以上涉及到的變數,以及和電阻相關的電阻率,電阻長度截面積和感應電流都有關系

⑶ 感應電動勢的大小與什麼因素有關

感應電動勢:E=4.44*f*W*B*S/100000000(V) 其中:f為工作頻率(Hz)、W為線圈匝數(與主磁通)為相交聯的。B為磁密、S是鐵心面積。B*S就是磁通量。 由此,可見感應電動勢與頻率、匝數以及磁通量成正比。

⑷ 電磁感應這一章節的重點,要詳細一點!!

電磁感應是指因磁通量變化產生感應電動勢的現象。 電磁灶是應用電磁感應
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和科學技術的發展發揮了重要的作用。 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,ΔΦ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 設在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面,磁場的磁感應強度為B,平面的面積為S。(1)定義:在勻強磁場中,磁感應強B與垂直磁場方向的面積S的乘積,叫做穿過這 電磁感應
個面的磁通量。 (2)公式:Φ=BS 當平面與磁場方向不垂直時: Φ=BS⊥=BScosθ(θ為兩個平面的二面角) (3)物理意義 穿過某個面的磁感線條數表示穿過這個面的磁通量。 (4)單位:在國際單位制中,磁通量的單位是韋伯,簡稱韋,符號是Wb。 1Wb=1T·1m2=1V·s。
電磁感應現象
(1)電磁感應現象:閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動。 (2)感應電流:在電磁感應現象中產生的電流。 (3)產生電磁感應現象的條件: ①兩種不同表述 a.閉合電路中的一部分導體與磁場發生相對運動 b.穿過閉合電路的磁場發生變化 ②兩種表述的比較和統一 a.兩種情況產生感應電流的根本原因不同 閉合電路中的一部分導體與磁場發生相對運動時,是導體中的自由電子隨導體一起運動,受到的洛倫茲力的一個分力使自由電子發生定向移動形成電流,這種情況產生的電流有時稱為動生電流。 穿過閉合電路的磁場發生變化時,根據電磁場理論,變化的磁場周圍產生電場,電場使導體中的自由電子定向移動形成電流,這種情況產生的電流有時稱為感應電流。 b.兩種表述的統一 兩種表述可統一為穿過閉合電路的磁通量發生變化。 ③產生電磁感應現象的條件 不論用什麼方法,只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,閉合電路中就有電流產生。 條件:a.閉合電路;b.做切割磁感線運動。
電磁感應現象中能量的轉化
能的轉化守恆定律是自然界普遍規律,同樣也適用於電磁感應現象。
感應電動勢
(1)定義:在電磁感應現象中產生的電動勢,叫做感應電動勢。從低電勢位置指向高電勢位置。(2)產生感應電動勢的條件:穿過迴路的磁通量發生變化。 (3)物理意義:感應電動勢是反映電磁感應現象本質的物理量。 電磁感應式
(4)方向規定:內電路中的感應電流方向,為感應電動勢方向。 5、反電動勢:在電動機轉動時,線圈中也會產生感應電動勢,這個感應電動勢總要削弱電源電動勢的的作用,這個電動勢稱為反電動勢。應電動勢,單位為V。

⑸ 常用物理公式大全的電磁感應

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=BLV垂(切割磁感線運動) {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)}
註:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點〔見第二冊P173〕;(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;(3)單位換算:1H=103mH=106μH。(4)其它相關內容:自感〔見第二冊P178〕/日光燈〔見第二冊P180〕。
交變電流(正弦式交變電流)
1.電壓瞬時值e=Emsinωt 電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5.在遠距離輸電中,採用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及單位:ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數;B:磁感強度(T);
S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交變電流的變化頻率與發電機中線圈的轉動的頻率相同即:ω電=ω線,f電=f線;
(2)發電機中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應電動勢為零,過中性面電流方向就改變;
(3)有效值是根據電流熱效應定義的,沒有特別說明的交流數值都指有效值;
(4)理想變壓器的匝數比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定,輸入功率等於輸出功率,當負載的消耗的功率增大時輸入功率也增大,即P出決定P入;
(5)其它相關內容:正弦交流電圖象〔見第二冊P190〕/電阻、電感和電容對交變
電流的作用〔見第二冊P193〕。

⑹ 磁通量和感應電動勢的關系公式

1、感應電動勢與磁通量的關系公式:

(6)與電磁感應電動勢有關的物理量是什麼擴展閱讀:

電磁感應現象:

1、定義

電磁感應又稱磁電感應現象,是指閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動,導體中就會產生電流的現象。這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。

2、產生條件

(1)閉合迴路;

(2)穿過閉合電路的磁通量發生變化。

注意如果缺少一個條件,就不會有感應電流產生。

3、相關定則

(1)右手定則

右手定則簡單展示了載流導線如何產生一個磁場。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。

(2)左手定則

左手定則反映了帶電粒子在磁場中的受力情況。伸開左手,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,把左手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,四指指向帶電粒子運動方向,則大拇指的方向就是導體受力的方向。

參考資料來源:網路-感應電動勢

⑺ 高中物理電場部分各個物理量的表示以及公式

因為電場力,電磁學,交流電在高中物理中是緊密相連的,所以我都給你寫下來了

常見的力靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N·m2/C2,方向在它們的連線上)電場力F=Eq (E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
物理量符號及單位:B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s), q:帶電粒子(帶電體)電量(C);電場力做功:Wab=qUab {q:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb}4.電功:W=UIt(普適式) {U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)}5.功率:P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)],W:t時間內所做的功(J),t:做功所用時間(s)}6.汽車牽引力的功率:P=Fv;P平均=Fv平均 {P:瞬時功率,P<sub>平均</sub>:平均功率}7.汽車以恆定功率啟動、以恆定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)8.電功率:P=UI(普適式) {U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.動能:Ek=mv2/2 {Ek:動能(J),m:物體質量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}12.重力勢能:EP=mgh {EP :重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}電場1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等於元電荷的整數倍2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2 (在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式) {E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}5.勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}9.電勢能: EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值)12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd (S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數) 常見電容器14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK 或 qU=mVt2/2, Vt=(2qU/m)1/215.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)類平拋 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分;(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;(3)常見電場的電場線分布要求熟記;(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面,導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面;(6)電容單位換算:1F=106μF=1012pF;(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相關內容:靜電屏蔽 / 示波管、示波器及其應用 / 等勢面。恆定電流1.電流強度:I=q/t {I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)}2.歐姆定律:I=U/R {I:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)}3.電阻、電阻定律:R=ρL/S {ρ:電阻率(Ω·m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2)}4.閉合電路歐姆定律:I =E /(r+R) 或 E=Ir + IR 也可以是E =U內 + U外 {I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內阻(Ω)}5.電功與電功率:W=UIt,P=UI {W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}7.純電阻電路中: 由於I=U/R , W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總 {I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比) 電阻關系 R串=R1+R2+R3+ 1/R並=1/R1+1/R2+1/R3+ 電流關系 I總=I1=I2=I3 I並=I1+I2+I3+ 電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3 功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻測量原理:兩表筆短接後,調節Ro使電表指針滿偏,得 Ig=E /(r + Rg + Ro) 接入被測電阻Rx後通過電表的電流為 Ix=E /(r+Rg+Ro+Rx)由於Ix與Rx對應。3)使用方法:機械調零、選擇量程短接歐姆調零、測量讀數{注意擋位(倍率)}撥off(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中 央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。11.伏安法測電阻電流表內接法: 電流表外接法:電壓表示數:U=UR+UA 電流表示數:I=IR+IaRx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 選用電路條件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2] 12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法 分壓接法電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小 電壓調節范圍大,電路復雜,功耗較大便於調節電壓的選擇條件Rp > Rx 便於調節電壓的選擇條件Rp < Rx注:(1)單位換算:1A=103mA=106μA; 1kV=103V=106mA; 1MΩ=103kΩ=106Ω(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;(3)串聯總電阻大於任何一個分電阻,並聯總電阻小於任何一個分電阻;(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;(5)當外電路電阻等於電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);(6)其它相關內容:電阻率與溫度的關系 / 半導體及其應用 / 超導及其應用。
磁場1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量,單位:(T),1T=1N/A·m2.安培力F=BIL (註:L⊥B) {B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}3.洛侖茲力f=qVB(註:V⊥B); 質譜儀 {f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種):(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=V0(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下: (a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=m (2π/T)2r=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB; (b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下); (c)解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。註:(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負; (2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖〕; (3)其它相關內容:地磁場 / 磁電式電表原理 / 迴旋加速器 / 磁性材料分子電流假說。
電磁感應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=BLVsinθ (切割磁感線運動) {L:有效長度(m),θ:L 和v的夾角} 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 sinθ {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2), θ:B和S的夾角}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,�6�2t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}註:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點; (2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化; (3)單位換算:1H=103mH=106μH。 (4)其它相關內容:自感 / 日光燈。
交變電流(正弦式交變電流)1.電壓瞬時值e=Emsinωt 電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總3.正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/24.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關系U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出5.在遠距離輸電中,採用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失:P損�0�7=(P/U)2R; (P損�0�7:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻);6.公式1、2、3、4中物理量及單位:ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數;B:磁感強度(T); S:線圈的面積(m2);U:(輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。注:(1)交變電流的變化頻率與發電機中線圈的轉動的頻率相同即:ω電=ω線,f電=f線;(2)發電機中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應電動勢為零,過中性面電流方向就改變;(3)有效值是根據電流熱效應定義的,沒有特別說明的交流數值都指有效值;(4)理想變壓器的匝數比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定,輸入功率等於輸出功率,當負載的消耗的功率增大時輸入功率也增大,即P出決定P入;(5)其它相關內容:正弦交流電圖象 / 電阻、電感和電容對交變電流的作用。
電磁振盪和電磁波1.LC振盪電路T=2π(LC)1/2;f=1/T {f:頻率(Hz),T:周期(s),L:電感量(H),C:電容量(F)}2.電磁波在真空中傳播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f {λ:電磁波的波長(m),f:電磁波頻率}注:(1)在LC振盪過程中,電容器電量最大時,振盪電流為零;電容器電量為零時,振盪電流最大;(2)麥克斯韋電磁場理論:變化的電(磁)場產生磁(電)場;(3)其它相關內容:電磁場 / 電磁波 / 無線電波的發射與接收 / 電視、雷達。

⑻ 電磁 之奧

電磁感應(Electromagnetic inction)現象是指放在變化磁通量中的導體,會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢,若將此導體閉合成一迴路,則該電動勢會驅使電子流動,形成感應電流(感生電流)邁克爾·法拉第是一般被認定為於1831年發現了電磁感應的人,雖然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能對此有所預見。
電磁感應是指因為磁通量變化產生感應電動勢的現象。電磁感應現象的發現,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和科學技術的發展發揮了重要的作用。
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,ΔΦ為磁通量變化量,單位Wb(韋伯) ,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(伏特,簡稱伏)。電磁感應俗稱磁生電,多應用於發電機。

現象
(1)電磁感應現象:閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動,電路中產生感應電流。
(2)感應電流:在電磁感應現象中產生的電流。

能量的轉化
能的轉化守恆定律是自然界普遍規律,同樣也適用於電磁感應現象。
感應電動勢
(1)定義:在電磁感應現象中產生的電動勢,叫做感應電動勢。方向是由低電勢指向高電勢。(2)產生感應電動勢的條件:穿過迴路的磁通量發生變化。
(3)物理意義:感應電動勢是反映電磁感應現象本質的物理量。(4)方向規定:內電路中的感應電流方向,為感應電動勢方向。

定律
發現
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。

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