电磁现象与电磁感应
电流周围有磁场(电磁铁),运动的导体切割磁感线会产生电(电磁感应,发电机原理);通电导体在磁场中受力(电动机原理)。
这一块记住三句话就全串起来了:电生磁、磁生电、通电受力动。①电生磁:电流周围有磁场,把导线绕成螺线管、插入铁芯就成了电磁铁;它磁性的强弱只看两样——电流越大、线圈匝数越多,磁性越强,极性则用右手安培定则判断。②磁生电(电磁感应):闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,就会产生感应电流,这是发电机的原理,把机械能转化为电能。特别注意"动"还得是"切割"才行,如果导体沿着磁感线方向运动,就不产生电流。③通电受力:通电导体在磁场中会受力而运动,这是电动机的原理,把电能转化为机械能。同学们最容易把电动机和发电机搞反,记住口诀"通电动、动生电",它俩的能量转化方向正好相反。
🧩 典型例题3 道
小明探究"电磁铁磁性强弱与什么因素有关"。甲电磁铁线圈为 匝,乙为 匝,两者串联在同一电路中;闭合开关后,甲吸引 枚大头针,乙吸引 枚。(1)两电磁铁为什么要串联?(2)此实验能得到什么结论?
比较磁性强弱用"吸引大头针数目"(转换法);要探究匝数的影响,必须让电流相同(控制变量法),所以串联。
① 把甲、乙串联,是为了保证通过它们的电流 相等,即控制"电流"这一变量相同;
② 甲、乙电流相同而匝数不同( 匝与 匝),乙吸引的大头针更多();
③ 说明在电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
本实验既用了"控制变量法",又用了"转换法"(用大头针数目反映磁性强弱)。
把导体 接入含灵敏电流计的闭合电路,将 水平放在蹄形磁铁两极之间,此处磁感线沿竖直方向。让 分别做三种运动:(甲)竖直方向上下运动;(乙)水平方向左右运动;(丙)保持静止。哪种情况下电流计指针会偏转?请说明理由。
产生感应电流的条件是"闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动",关键看运动方向是否与磁感线相交。
① 电路已经闭合,只需判断 是否切割磁感线;
② 甲: 沿竖直方向运动,与竖直的磁感线平行,不切割,无感应电流;丙:静止不动,也无电流;
③ 乙: 水平运动,垂直穿过竖直磁感线,属于切割磁感线运动,产生感应电流,指针偏转。
导体"动"不等于有电流,必须"切割"磁感线才行;沿磁感线方向运动不产生电流。
同一装置有两种用法。用法一:把线圈接到电源上,线圈在磁场中转动;用法二:把线圈接到灵敏电流计上,用手转动线圈,指针左右摆动。(1)用法一、用法二分别是什么机的原理?各自的能量转化怎样?(2)用法二中指针"左右摆动"说明产生的是什么电流?
通电导体在磁场中受力转动是电动机;导体切割磁感线产生电是发电机(电磁感应);再据"谁输入、谁输出"判断能量转化。
① 用法一:线圈通电后在磁场中受力转动,是电动机原理,把电能转化为机械能;
② 用法二:用手转动线圈使它切割磁感线而生电,是发电机原理(电磁感应),把机械能转化为电能;
③ 线圈每转半圈,切割磁感线的方向改变一次,感应电流方向随之改变,故指针左右摆动,产生的是交流电。
电动机"通电动"、发电机"动生电",二者能量转化正好相反,切勿把电动机与电磁感应混淆。
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电动机让风扇转、发电机把水/风的动能变电、门铃扬声器都靠电磁。
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