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与电磁感应电动势有关的物理量是什么

发布时间:2022-08-01 12:17:19

⑴ 电磁感应公式的推导过程

电磁感应(Electromagnetic inction)又称磁电感应现象,是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动,导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。

电磁感应(Electromagnetic inction)现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流(感生电流)迈克尔·法拉第是一般被认定为于1831年发现了电磁感应的人,虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能对此有所预见。

电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。

若闭合电路为一个n匝的线圈,则瞬时电动势又可表示为:ε =n*ΔΦ/Δt(Δt→0)。式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb(韦伯) ,Δt为发生变化所用时间,单位为s(秒)。ε 为产生的感应电动势,单位为V(伏特,简称伏)。电磁感应俗称磁生电,多应用于发电机。

瑞士物理学家科拉顿曾设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验。他将一块磁铁放在螺线管中,试图在闭合线圈中产生电流,又准备了一个灵敏电流计。为了排除磁铁放入对“灵敏电流计”小磁针偏转的影响,为了排除磁铁放入对“灵敏电流计”指针偏转的影响,他把“灵敏电流计”放到隔壁房间中去,用长导线把“灵敏电流计”和螺线管连接起来。实验开始了,科拉顿把磁铁插到螺线管中去以后,就跑到隔壁房间中去看有没有电流产生,但他十分痛心地看到“灵敏电流计”的指针静止在原位。科拉顿在两个房间之间来回跑,始终没有看到指针动一下。实验失败了!

1831年8月,法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接电流表。他想用线圈A里的强磁场来使线圈B产生电流,结果失败了;但他并不死心,重新做这个实验,29日他偶然发现,在闭合电键的一刹那,电流表指针动了一下,然后又回到了原位,一直静止不动。法拉第这才明白,以前做实验的时候都是等闭合电键之后才去看电流表的,这时电流已经处于稳定状态,线圈B的磁场没有发生变化,也就不会有电流产生了。同时,他还发现,铁环并不是必须的。拿走铁环,再做这个实验,上述现象仍然发生,只是线圈B中的电流弱些。

为了透彻研究电磁感应现象,法拉第做了许多实验。1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交的一个报告中,把这种现象定名为“电磁感应现象”,并概括了可以产生感应电流的五种类型:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就,是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念,支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系,为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。

电磁感应现象的产生条件有两点(缺一不可)。

l 闭合电路。

l 穿过闭合电路的磁通量发生变化。

让磁通量发生变化的方法有两种,如图1所示。一种方法是让闭合电路中的导体在磁场中做切割磁感线的运动;另一种方法是让磁场在导体内运动。

磁通量

设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S。(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积,叫做穿过这

电磁感应

个面的磁通量,简称磁通。

(2)定义式:Φ=BS

当平面与磁场方向不垂直时:

Φ=BS⊥=BScosθ(θ为两个平面的二面角)

(3)物理意义

垂直穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。

(4)单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb。

1Wb=1T·1m2=1V·s。

(5)标量性:磁通量是标量,但是有正负之分,

现象

(1)电磁感应现象:闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流。

(2)感应电流:在电磁感应现象中产生的电流。

电磁灶是应用电磁感应图片

(3)产生电磁感应现象的条件:

①两种不同表述

a.闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动

b.穿过闭合电路的磁场发生变化

②两种表述的比较和统一

a.两种情况产生感应电流的根本原因不同

闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动时,是导体中的自由电子随导体一起运动,受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为动生电流。

穿过闭合电路的磁场发生变化时,根据电磁场理论,变化的磁场周围产生电场,电场使导体中的自由电子定向移动形成电流,这种情况产生的电流称为感应电流或感生电流。

b.两种表述的统一

两种表述可统一为穿过闭合电路的磁通量发生变化。

③产生电磁感应现象的条件

不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。

条件:a.闭合电路;b.一部分导体 ; c.做切割磁感线运动

能量的转化

能的转化守恒定律是自然界普遍规律,同样也适用于电磁感应现象。

感应电动势

(1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应电动势。方向是由低电势指向高电势。(2)产生感应电动势的条件:穿过回路的磁通量发生变化。

(3)物理意义:感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。

电磁感应式

(4)方向规定:内电路中的感应电流方向,为感应电动势方向。

(5)反电动势:在电动机转动时,线圈中也会产生感应电动势,这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用,这个电动势称为反电动势。

电磁感应部分涉及三个方面的知识:

一是电磁感应现象的规律。电磁感应研究的是其

电磁感应式

他形式能转化为电能的特点

电磁感应灯

和规律,其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。

楞次定律表述为:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。即要想获得感应电流(电能)必须克服感应电流产生的安培力做功,需外界做功,将其他形式的能转化为电能。法拉第电磁感应定律是反映外界做功能力的,磁通量的变化率越大,感应电动势越大,外界做功的能力也越大。

二是电路及力学知识。主要讨论电能在电路中传输、分配,并通过用电器转化成其他形式能的特点规律。在实际应用中常常用到电路的三个规律(欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)和力学中的牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律等概念。

三是右手定则。右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中,若磁力线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向N极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向。

电磁学中,右手定则判断的主要是与力无关的方向。为了方便记忆,并与左手定则区分,可以记忆成:左力右电(即左手定则判断力的方向,右手定则判断电流的方向)。或者左力右感、左生力右通电。

1.[感应电动势的大小计算公式]

1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}。

2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。{L:有效长度(m)},一般用于求瞬时感应电动势,但也可求平均电动势。

3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}。

手持式电磁感应

4)E=B(L^2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){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:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)} 计算公式△Φ=Φ1-Φ2 ,△Φ=B△S=BLV△t。

3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}。

4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,Δt:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}。

△特别注意 Φ, △Φ ,△Φ/△t无必然联系,E与电阻无关 E=n△Φ/△t 。 电动势的单位是伏V ,磁通量的单位是韦伯Wb ,时间单位是秒s。

因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部份导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象,不能全面概括电磁感现象:闭合线圈面积不变,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下:因磁通量变化产生感应电动势的现象。

1.电路是闭合且流通的。

电磁感应

2.穿过闭合电路的磁通量发生变化。

3.电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动(切割磁感线运动就是为了保证闭合电路的磁通量发生改变)(只能部分切割,全部切割无效)(如果缺少一个条件,就不会有感应电流产生).。

4.感应电流产生的微观解释:电路的一部分在做切割磁感线运动时,相当于电路的一部分内的自由电子在磁场中作不沿磁感线方向的运动,故自由电子会受洛伦兹力的作用在导体内定向移动,若电路的一部分处在闭合回路中就会形成感应电流,若不是闭合回路,两端就会积聚电荷产生感应电动势。

5.电磁感应现象中之所以强调闭合电路的“一部分导体”,是因为当整个闭合电路切割磁感线时,左右两边产生的感应电流方向分别为逆时针和顺时针,对于整个电路来讲电流抵消了。

6.电磁感应中的能量关系:电磁感应是一个能量转换过程,例如可以将重力势能,动能等转化为电能,热能等。

法拉第的实验表明,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象,所产生的电流称为感应电流。

法拉第根据大量实验事实总结出了如下定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。

感应电动势用ε表示,即ε=nΔΦ/Δt这就是法拉第电磁感应定律。

电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电和磁现象之间的相互联系。法拉第电磁感应定律的重要意义在于,一方面,依据电磁感应的原理,人们制造出了发电机,电能的大规模生产和远距离输送成为可能;另一方面,电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。人类社会从此迈进了电气化时代。

希望我能帮助你解疑释惑。

⑵ 电磁感应的大小与哪些因素有关

跟感应电动势以及电阻有关

1.[感应电动势的大小计算公式]

1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}

2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}

3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}

4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}

以上涉及到的变量,以及和电阻相关的电阻率,电阻长度截面积和感应电流都有关系

⑶ 感应电动势的大小与什么因素有关

感应电动势:E=4.44*f*W*B*S/100000000(V) 其中:f为工作频率(Hz)、W为线圈匝数(与主磁通)为相交联的。B为磁密、S是铁心面积。B*S就是磁通量。 由此,可见感应电动势与频率、匝数以及磁通量成正比。

⑷ 电磁感应这一章节的重点,要详细一点!!

电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。 电磁灶是应用电磁感应
电磁感应现象的发现,乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb ,Δt为发生变化所用时间,单位为s.ε 为产生的感 设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S。(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积,叫做穿过这 电磁感应
个面的磁通量。 (2)公式:Φ=BS 当平面与磁场方向不垂直时: Φ=BS⊥=BScosθ(θ为两个平面的二面角) (3)物理意义 穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。 (4)单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb。 1Wb=1T·1m2=1V·s。
电磁感应现象
(1)电磁感应现象:闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动。 (2)感应电流:在电磁感应现象中产生的电流。 (3)产生电磁感应现象的条件: ①两种不同表述 a.闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动 b.穿过闭合电路的磁场发生变化 ②两种表述的比较和统一 a.两种情况产生感应电流的根本原因不同 闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动时,是导体中的自由电子随导体一起运动,受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为动生电流。 穿过闭合电路的磁场发生变化时,根据电磁场理论,变化的磁场周围产生电场,电场使导体中的自由电子定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为感应电流。 b.两种表述的统一 两种表述可统一为穿过闭合电路的磁通量发生变化。 ③产生电磁感应现象的条件 不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。 条件:a.闭合电路;b.做切割磁感线运动。
电磁感应现象中能量的转化
能的转化守恒定律是自然界普遍规律,同样也适用于电磁感应现象。
感应电动势
(1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应电动势。从低电势位置指向高电势位置。(2)产生感应电动势的条件:穿过回路的磁通量发生变化。 (3)物理意义:感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。 电磁感应式
(4)方向规定:内电路中的感应电流方向,为感应电动势方向。 5、反电动势:在电动机转动时,线圈中也会产生感应电动势,这个感应电动势总要削弱电源电动势的的作用,这个电动势称为反电动势。应电动势,单位为V。

⑸ 常用物理公式大全的电磁感应

1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,∆t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
交变电流(正弦式交变电流)
1.电压瞬时值e=Emsinωt 电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;(P损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)〔见第二册P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);
S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;
(5)其它相关内容:正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变
电流的作用〔见第二册P193〕。

⑹ 磁通量和感应电动势的关系公式

1、感应电动势与磁通量的关系公式:

(6)与电磁感应电动势有关的物理量是什么扩展阅读:

电磁感应现象:

1、定义

电磁感应又称磁电感应现象,是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动,导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。

2、产生条件

(1)闭合回路;

(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化。

注意如果缺少一个条件,就不会有感应电流产生。

3、相关定则

(1)右手定则

右手定则简单展示了载流导线如何产生一个磁场。伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体运动的方向,那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。

(2)左手定则

左手定则反映了带电粒子在磁场中的受力情况。伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指指向带电粒子运动方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向。

参考资料来源:网络-感应电动势

⑺ 高中物理电场部分各个物理量的表示以及公式

因为电场力,电磁学,交流电在高中物理中是紧密相连的,所以我都给你写下来了

常见的力静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N·m2/C2,方向在它们的连线上)电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)
物理量符号及单位:B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s), q:带电粒子(带电体)电量(C);电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}4.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平均=Fv平均 {P:瞬时功率,P<sub>平均</sub>:平均功率}7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)}9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}12.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2 (在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式) {E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能: EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd (S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数) 常见电容器14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK 或 qU=mVt2/2, Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平抛 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012pF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽 / 示波管、示波器及其应用 / 等势面。恒定电流1.电流强度:I=q/t {I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S {ρ:电阻率(Ω·m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I =E /(r+R) 或 E=Ir + IR 也可以是E =U内 + U外 {I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI {W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中: 由于I=U/R , W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总 {I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3 功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻测量原理:两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E /(r + Rg + Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E /(r+Rg+Ro+Rx)由于Ix与Rx对应。3)使用方法:机械调零、选择量程短接欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}拨off(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中 央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。11.伏安法测电阻电流表内接法: 电流表外接法:电压表示数:U=UR+UA 电流表示数:I=IR+IaRx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 选用电路条件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2] 12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
限流接法 分压接法电压调节范围小,电路简单,功耗小 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大便于调节电压的选择条件Rp > Rx 便于调节电压的选择条件Rp < Rx注:(1)单位换算:1A=103mA=106μA; 1kV=103V=106mA; 1MΩ=103kΩ=106Ω(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);(6)其它相关内容:电阻率与温度的关系 / 半导体及其应用 / 超导及其应用。
磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位:(T),1T=1N/A·m2.安培力F=BIL (注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3.洛仑兹力f=qVB(注:V⊥B); 质谱仪 {f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下: (a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=m (2π/T)2r=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB; (b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下); (c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负; (2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见图〕; (3)其它相关内容:地磁场 / 磁电式电表原理 / 回旋加速器 / 磁性材料分子电流假说。
电磁感应1.感应电动势的大小计算公式1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率} 2)E=BLVsinθ (切割磁感线运动) {L:有效长度(m),θ:L 和v的夹角} 3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值} 4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}2.磁通量Φ=BS sinθ {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2), θ:B和S的夹角}3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定 {电源内部的电流方向:由负极流向正极}*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt {L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,�6�2t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点; (2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化; (3)单位换算:1H=103mH=106μH。 (4)其它相关内容:自感 / 日光灯。
交变电流(正弦式交变电流)1.电压瞬时值e=Emsinωt 电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/24.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损�0�7=(P/U)2R; (P损�0�7:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻);6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T); S:线圈的面积(m2);U:(输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;(5)其它相关内容:正弦交流电图象 / 电阻、电感和电容对交变电流的作用。
电磁振荡和电磁波1.LC振荡电路T=2π(LC)1/2;f=1/T {f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量(H),C:电容量(F)}2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f {λ:电磁波的波长(m),f:电磁波频率}注:(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时,振荡电流为零;电容器电量为零时,振荡电流最大;(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场;(3)其它相关内容:电磁场 / 电磁波 / 无线电波的发射与接收 / 电视、雷达。

⑻ 电磁 之奥

电磁感应(Electromagnetic inction)现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流(感生电流)迈克尔·法拉第是一般被认定为于1831年发现了电磁感应的人,虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能对此有所预见。
电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。
若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb(韦伯) ,Δt为发生变化所用时间,单位为s.ε 为产生的感应电动势,单位为V(伏特,简称伏)。电磁感应俗称磁生电,多应用于发电机。

现象
(1)电磁感应现象:闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流。
(2)感应电流:在电磁感应现象中产生的电流。

能量的转化
能的转化守恒定律是自然界普遍规律,同样也适用于电磁感应现象。
感应电动势
(1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应电动势。方向是由低电势指向高电势。(2)产生感应电动势的条件:穿过回路的磁通量发生变化。
(3)物理意义:感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。(4)方向规定:内电路中的感应电流方向,为感应电动势方向。

定律
发现
1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后,许多物理学家便试图寻找它的逆效应,提出了磁能否产生电,磁能否对电作用的问题,1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在测量地磁强度时,偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年,阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验,发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转,但磁针的旋转与铜盘不同步,稍滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象,但由于没有直接表现为感应电流,当时未能予以说明。

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