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法拉第电磁感应定律是电磁领域中的重要定律,贯穿于整个高中物理学科的学习中,也是历年来高考必考的知识点。扎实掌握电磁感应定律的内涵及其原理,理解电磁感应定律的公式表达,了解它在日常生产生活中的具体应用,能够使我们高中生深刻感受到物理课程中学习电磁感应定律的重要价值,有利于丰富自身的物理知识体系,并逐渐完成从理论知识学习到实践的过渡,真正做到“学以致用”,为今后的物理学习与深入探究奠定有利基础。
高中物理 电磁感应定律 原理 生活应用
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877(2018)35-0090-01
电磁感应现象出现在十九世纪二十年代,由英国物理学家法拉第经过多次电磁感应实验后发现的,并得出结论:当闭合回路的磁通量发生改变时,那么就会有电流在闭合回路内产生,这样正好可以抵消回路中磁通量的变化,而回路中所产生的电流就是感应电流。这就是我们在高中物理学习中所熟悉的法拉第电磁感应定律。电磁感应定律的出现开创了人类利用电气的新时代。因此,作为高中生的我们深入探究电磁感应定律,有利于扎实物理基础知识,提高实际运用能力,对于提升物理成绩和学习效率具有非常重要的现实意义。
1.电磁感应定律
电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
电磁感应现象是一种利用磁场来产生电流的物理现象。回路中的磁通量发生变化是产生电磁感应现象的根本原因。因为,当回路中的磁通量发生变化时,必然会产生感应电动势,如果回路为闭合的,就会有感应电流产生。在此过程中,感应电动势的大小只与线圈匝数n和磁通量的变化有关,而磁通量的变化主要有两种途径,其一是磁场强度不变,垂直于磁场回路面
积发生改变,此时, ;其二是垂直于磁场回路的面积
发生不变,而磁场的强度不发生任何变化。此时, 。
2.电磁感应定律在日常生活中的应用
(1)电磁感应定律在发电机中的应用。发电机是一种将风能、水能、热能、核能等多种形式能源转化为电能的装置,如图1所示,其工作原理是依靠电磁感应定律,构造能够互相进行电磁感应的磁场与交变电流,实现不同能量之间的转换。发电机在工作时首先给转子通入电流,让转子产生磁场,这样带动定子做切割磁感线运动,进而在感应线圈内形成方向、大小周期性变化的电流。
图1 发电机工作原理 图2 变压器工作原理
(2)电磁感应定律在变压器中的应用。目前,在我们的日常生活中所使用的多为220v的交流电压,但由于各个区域和生产生活设备对电压需求存在较大的差异,因此,为了更好的满足用戶需求,需要运用变压器对电压进行调整,这就需要运用到电磁感应定律。变压器的工作原理如图2所示。
交流电源和电流通过变压器的初级线圈L1后,在铁芯中产生交流磁通,同时,在铁芯的引导下经过次级线圈L2,产生感
应电动势: 。
假设变压器在工作过程中不存在任何耗损,则有:
,
变压器的两端参量关系可以表示为: 。
从计算结果可知,初级L1线圈与次级线圈L2的感应电动势比值与线圈的匝数成正比,利用电磁感应的变压原理可以实现交流电压的调高和调低。
(3)电磁感应定律在手机无线充电技术中的应用。在智能化与网络化发展飞速发展的时代,智能手机的发展可谓是日新月异。但随着人们在日常生活中对手机的依赖程度逐渐增加,手机的耗电与充电问题就成为人们在购买手机时首要关心的问题。
(4)电磁感应定律在电磁炉中的应用。电磁炉是我们日常生活中比较常用的一种家用电器。电磁炉在工作过程中也运用了电磁感应定律。电磁的内部安装了大量导线圈,交流电接通后,会通过整流电路转化为直流电,接着再转化为高频交流电,这样交流电通过线圈产生快速变化的磁场,当烹饪器具放置在电磁炉上,交变磁场穿过烹饪器具,进而在器具内产生电磁感应电流,但由于器具的内阻比较高,以至于大部分感应电流产生热效应,从而完成物的烹煮过程,这就是电磁炉的动作原理。根据电磁感应定律,感应电流的大小与感应电动势成正比,这样,通过控制电磁炉内部的电流,实现对磁场强度的控制,这样就使得感应电流随之变大变小,最终实现对电磁炉温度的控制。
高中物理中的法拉第电磁感应定律揭示了电与磁之间的相互转换关系,为人类开拓电气化时代奠定了理论基础,并渗透到人们生活的方方面面。因此,我们高中生应该深入探究法拉第电磁感应定律的原理及其计算方法,并学会在日常生活中灵活应用该定律来解决实际问题,这样才能真正地学以致用,提高自身的物理水平。
参考文献
[1]付仕达电磁感应现象在生活中的应用[J].数字通信世界,2018(01):142.
高中物理 电磁感应定律 原理 生活应用
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877(2018)35-0090-01
电磁感应现象出现在十九世纪二十年代,由英国物理学家法拉第经过多次电磁感应实验后发现的,并得出结论:当闭合回路的磁通量发生改变时,那么就会有电流在闭合回路内产生,这样正好可以抵消回路中磁通量的变化,而回路中所产生的电流就是感应电流。这就是我们在高中物理学习中所熟悉的法拉第电磁感应定律。电磁感应定律的出现开创了人类利用电气的新时代。因此,作为高中生的我们深入探究电磁感应定律,有利于扎实物理基础知识,提高实际运用能力,对于提升物理成绩和学习效率具有非常重要的现实意义。
1.电磁感应定律
电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
电磁感应现象是一种利用磁场来产生电流的物理现象。回路中的磁通量发生变化是产生电磁感应现象的根本原因。因为,当回路中的磁通量发生变化时,必然会产生感应电动势,如果回路为闭合的,就会有感应电流产生。在此过程中,感应电动势的大小只与线圈匝数n和磁通量的变化有关,而磁通量的变化主要有两种途径,其一是磁场强度不变,垂直于磁场回路面
积发生改变,此时, ;其二是垂直于磁场回路的面积
发生不变,而磁场的强度不发生任何变化。此时, 。
2.电磁感应定律在日常生活中的应用
(1)电磁感应定律在发电机中的应用。发电机是一种将风能、水能、热能、核能等多种形式能源转化为电能的装置,如图1所示,其工作原理是依靠电磁感应定律,构造能够互相进行电磁感应的磁场与交变电流,实现不同能量之间的转换。发电机在工作时首先给转子通入电流,让转子产生磁场,这样带动定子做切割磁感线运动,进而在感应线圈内形成方向、大小周期性变化的电流。
图1 发电机工作原理 图2 变压器工作原理
(2)电磁感应定律在变压器中的应用。目前,在我们的日常生活中所使用的多为220v的交流电压,但由于各个区域和生产生活设备对电压需求存在较大的差异,因此,为了更好的满足用戶需求,需要运用变压器对电压进行调整,这就需要运用到电磁感应定律。变压器的工作原理如图2所示。
交流电源和电流通过变压器的初级线圈L1后,在铁芯中产生交流磁通,同时,在铁芯的引导下经过次级线圈L2,产生感
应电动势: 。
假设变压器在工作过程中不存在任何耗损,则有:
,
变压器的两端参量关系可以表示为: 。
从计算结果可知,初级L1线圈与次级线圈L2的感应电动势比值与线圈的匝数成正比,利用电磁感应的变压原理可以实现交流电压的调高和调低。
(3)电磁感应定律在手机无线充电技术中的应用。在智能化与网络化发展飞速发展的时代,智能手机的发展可谓是日新月异。但随着人们在日常生活中对手机的依赖程度逐渐增加,手机的耗电与充电问题就成为人们在购买手机时首要关心的问题。
(4)电磁感应定律在电磁炉中的应用。电磁炉是我们日常生活中比较常用的一种家用电器。电磁炉在工作过程中也运用了电磁感应定律。电磁的内部安装了大量导线圈,交流电接通后,会通过整流电路转化为直流电,接着再转化为高频交流电,这样交流电通过线圈产生快速变化的磁场,当烹饪器具放置在电磁炉上,交变磁场穿过烹饪器具,进而在器具内产生电磁感应电流,但由于器具的内阻比较高,以至于大部分感应电流产生热效应,从而完成物的烹煮过程,这就是电磁炉的动作原理。根据电磁感应定律,感应电流的大小与感应电动势成正比,这样,通过控制电磁炉内部的电流,实现对磁场强度的控制,这样就使得感应电流随之变大变小,最终实现对电磁炉温度的控制。
高中物理中的法拉第电磁感应定律揭示了电与磁之间的相互转换关系,为人类开拓电气化时代奠定了理论基础,并渗透到人们生活的方方面面。因此,我们高中生应该深入探究法拉第电磁感应定律的原理及其计算方法,并学会在日常生活中灵活应用该定律来解决实际问题,这样才能真正地学以致用,提高自身的物理水平。
参考文献
[1]付仕达电磁感应现象在生活中的应用[J].数字通信世界,2018(01):142.