❶ 高中物理電磁學知識點整理
高中物理電磁學公式
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?m
2.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(注V⊥B); {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=mr(2π/T)2=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。
電磁感應
1.1)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}
高中物理電磁學知識點
一、磁現象
最早的指南針叫司南。
磁性:磁體能夠吸收鋼鐵一類的物質。
磁極:磁體上磁性最強的部分叫磁極。磁體兩端的磁性最強,中間最弱。水平面自由轉動的磁體,靜止時指南的磁極叫南極(S極),指北的磁極叫北極(N極)。
磁極間的作用規律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。一個永磁體分成多部分後,每一部分仍存在兩個磁極。
磁化:使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。
鋼和軟鐵的磁化:軟鐵被磁化後,磁性容易消失,稱為軟磁材料。鋼被磁化後,磁性能長期保持,稱為硬磁性材料。所以製造永磁體使用鋼,製造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵。磁鐵之所以吸引鐵釘是因為鐵釘被磁化後,鐵釘與磁鐵的接觸部分間形成異名磁極,異名磁極相互吸引的結果。
物體是否具有磁性的判斷方法:
①根據磁體的吸鐵性判斷。
②根據磁體的指向性判斷。
③根據磁體相互作用規律判斷。
④根據磁極的磁性最強判斷。磁性材料在現代生活中已經得到廣泛應用,音像磁帶、計算機軟盤上的磁性材料就具有硬磁性。
二、磁場
磁場:磁體周圍存在著的物質,它是一種看不見、摸不著的特殊物質。磁場看不見、摸不著我們可以根據它對其他物體的作用來認識它。這里使用的是轉換法。(認識電流也運用了這種方法。)
磁場對放入其中的磁體產生力的作用。磁極間的相互作用是通過磁場而發生的。
磁場的方向規定:在磁場中的某一點,小磁針靜止時北極所指的方向,就是該點磁場的方向。
磁感線:在磁場中畫一些有方向的曲線。任何一點的曲線方向都跟放在該點的磁針北極所指的方向一致。磁感線的方向:在用磁感線描述磁場時,磁感線都是從磁體的N極出發,回到磁體的S極。
說明:
①磁感線是為了直觀、形象地描述磁場而引入的帶方向的曲線,不是客觀存在的。但磁場客觀存在.
②磁感線是封閉的曲線。
③磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。
④磁感線立體的分布在磁體周圍,而不是平面的。
⑤磁感線不相交。
地磁場:在地球周圍的空間里存在的磁場,磁針指南北是因為受到地磁場的作用。地磁極:地磁場的北極在地理的南極附近,地磁場的南極在地理的北極附近。磁偏角:地理的兩極和地磁的兩極並不不重合,這個現象最先由我國宋代的沈括發現。
三、電生磁
電流的磁效應通電導線的周圍存在磁場,磁場的方向跟電流的方向有關,這種現象稱為電流的磁效應。該現象在1820年被丹麥的物理學家奧斯特發現。奧斯特是世界上第一個發現電與磁之間有聯系的人。
通電螺線管的磁場通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場一樣。其兩端的極性跟電流方向有關,電流方向與磁極間的關系可由安培定則來判斷。
安培定則:用右手握螺線管,讓四指指向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。
四、電磁鐵
電磁鐵在螺線管內插入軟鐵芯,當有電流通過時有磁性,沒有電流時就失去磁性。這種磁體叫做電磁鐵。
工作原理:電流的磁效應。
影響電磁鐵磁性強弱的因素:電流越大,電磁鐵的磁性越強;線圈匝數越多,電磁鐵的磁性越強;插入鐵芯,電磁鐵的磁性會更強。
特點:其磁性的有無可由通斷電流來控制;其磁極方向可以通過改變電流方向來改變;其磁性強弱與電流大小、線圈匝數、有無鐵芯有關。
電磁鐵的應用:電磁起重機、電磁繼電器。
五、電磁繼電器、揚聲器
電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷,來間接地控制高電壓、強電流電路的裝置。
電磁繼電器:實質是由電磁鐵控制的開關。應用:用低電壓弱電流控制高電壓強電流,進行遠距離操作和自動控制。
揚聲器是把電信號轉換成聲信號的一種裝置。它主要由永久磁體、線圈和錐形紙盆組成。
六、電動機
磁場對通電導線的作用通電導線在磁場中要受到力的作用,力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關系。當電流的方向或者磁感線的方向變得相反時,通電導線受力的方向也變得相反。
電動機主要由轉子和定子組成。電動機是利用通電線圈在磁場里受力而轉動的原理製成的。電動機在工作時,線圈轉到平衡位置的瞬間,線圈中的電流斷開,但由於線圈的慣性,線圈還可以繼續轉動,轉過此位置後,線圈中的電流方向靠換向器的作用而發生改變。
電動機工作時,把電能轉化為機械能。電動機構造簡單控制方便、體積小、效率高、功率可大可小。
七、磁生電
電磁感應由於導體在磁場中運動而產生電流的現象,叫做電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。英國物理學家法拉第於1831年發現了利用磁場產生電流的條件和規律。產生感應電流的條件:閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線的運動。
導體中感應電流的方向:跟導體運動的方向和磁感線的方向有關。
發電機主要由轉子和定子組成。發電機的工作原理:電磁感應現象。發電機在發電的過程中,把機械能轉化為電能。方向不斷變化的電流叫交變電流,簡稱交流(AC)。我國電網以交流供電,頻率是50Hz,周期0.02s,電流方向1s改變100次。
❷ 電流的磁效應
電流的磁效應(通電導線會產生磁)是:任何通有電流的導線,都可以在其周圍產生磁場的現象,稱為電流的磁效應。
非磁性金屬通以電流,卻可產生磁場,其效果與磁鐵建立的磁場相同慧滑咐。
通有電流的長直導線周圍產生的磁場:在通電流的長直導線周圍,會有磁場產生,其磁感線的形狀為以導線為圓心一封閉的同心圓,且磁場的方向與電流的方向互相垂直。
手螺旋定則是:
我們已經知道,通電導線周圍會產生磁場,那麼,所產生的磁場方向和電流方向之間有什麼關系呢?這要由右手螺旋定則(安培定則)來決定。
右手螺旋定則是:用右手握住導線,大拇指指向電流的方向(所以電流必須是直流電,電流的方向,在導線中是由正極到負極),其餘四指所指的讓鄭方向,即為磁場的方向或者磁感應線的方向或者小磁針N極所前純受磁力的方向。
右手螺旋定則是:用右手握住通電線圈,四指指向通電線圈上電流的方向,則大拇所指的方向即為磁場的方向或者磁感應線的方向或者小磁針N極所受磁力的方向。
❸ 電流的磁效應方向
電流的磁凳談坦效應,就是指電流能產生磁場。而磁場是有方向的。電流產棗桐生的磁場方向,我們是用右手螺旋定則來判斷的。對於直線電流:用右手握住導線,伸直大拇指。大拇指指向電流方向,彎曲的四指就是磁場的方向。
至於通電螺旋管,我們讓彎曲侍罩的四指表示電流的繞行方向,伸直的大拇指指的方向,就是通電螺線管內部的磁場方向。大拇指所指的那一端,就相當於通電螺旋管的N極。螺旋管的外部,磁感線是從N極到S極的。
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