高中物理知识点总结:磁场 电磁感应

磁场

1磁场:磁场是存在于磁体、电流周围的一种物质

(1)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流有力的作用.

(2)磁场方向的三种判断方法:a.小磁针N极受力的方向。b.小磁针静止时N极的指向。c.磁感线的切线方向.

 

2.磁感线

(1)在磁场中人为地画出一系列曲线,磁感线上某一点的切线方向也表示该点的磁场方向。曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线.

(2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交,不相切。 

(3)几种典型磁场的磁感线的分布: 右手螺旋定则判定通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁场分布

① 直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.

② 通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场.

③ 环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱.  

④ 匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.

 

3.磁感应强度

(1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL.单位T,1T=1N/(A·m).

(2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向。

(3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比。

(4)磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向。 

 

4. 磁场力:

F=BILsinθ(θ为B与I的夹角),只要求B∥I,B⊥I两种情况;

注意:只有电流和磁场之间有一定夹角时,磁场力才不为0。磁场力F一定垂直于磁场B,也一定垂直于电流I,即垂直于电荷和磁场所在的平面,但电流I不一定垂直于磁场B,可以有一夹角θ。磁场力的方向可以用左手定则来判断。

 

5. 地磁场

地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:

(1) 地磁场的N极在地球南极附近,S极在地球北极附近.

(2) 地磁场的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极,而竖直分量(By)则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下

(3) 在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北.

 

6、理解利用磁传感器测定通电螺线管内部磁感应强度的操作过程及其测量结果(重点)

1)将磁传感器的端部移近通电螺线管的过程中,观察B-x图像特点。

2)图像:前面一段是曲线B增大,中间一段几乎是水平线B不变,最后一段也是曲线B减小

测量结果说明:在通电螺线管内部(不包括边缘部分)的磁场可近似看作匀强磁场。

 

7、直流电动机工作原理:

1. 电动机的转子为什么会运动?向什么方向运动?

2. 电动机的转子为什么会持续不断的转动电动机会不会停在跟磁场方向平行或垂直的位置?(换向器的作用)

电动机的效率的计算及其实验(包括器材、连线,所测的物理量,效率的表达式)

 

8、几个实例:扬声器原理:磁场对通电导线的作用力,

动圈式话筒的原理:电磁感应现象。

电磁炮的发射原理。

磁电式仪表的原理-磁场对通电导线有作用力。

磁悬浮列车原理两种类型。

原始电动机原理。

原始的发电机原理。


电磁感应

1. 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流. 产生感应电流的条件: 1.闭合回路,2磁通量发生变化。


2. 掌握感应电流产生条件的实验(包括器材、连接、现象)

3. 磁通量

(1)公式:高中物理知识点总结:磁场 电磁感应  第1张 ,θ为B与S的夹角;只要求B∥S,B⊥S两种情况;国际单位:Wb

(2)求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正.反之,磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.

1. 闭合电路中部分导体做切割磁感线运动时,也有感应电流产生。感应电流的方向可以用右手定则来判断。其实在这种情况下,闭合回路的磁通量也发生了变化,所以会有电磁感应现象。


2. 几个定则的区别:

右手螺旋定则:判定电流和磁场关系;

左手定则:判断磁场对通电导线作用力;

右手定则:判定闭合电路中的一部分导体切割磁感线时产生的感应电流的方向。

另外,判定用左手定则,还是右手定则的关键是看导体中的电流是由电源提供的,还是作切割磁感线运动而产生的。


3. 从2种角度理解:当闭合回路的一部分导体切割磁感线时,导体所受的磁场力方向总是和导体运动方向是相反的。

方法1:先用右手定则判别感应电流方向,再用左手定则判定安培力方向。因为在闭合电路中,由于部分导体切割磁感线而产生感应电流后,会受到磁场对电流的作用力,用左手定则判断可知,由于左手、右手的手心都向上或都向下时,大拇指的指向相反,因此,磁场力方向一定跟导体运动方向相反。


方法2:从能量转换的角度:当闭合回路中的一部分导体切割磁感线运动时,外力做功将机械能转变成电能,运动导体必定克服磁场力做功。因此,磁场力方向一定跟导体相对运动的方向相反。


4. 几个实例:卫星导电缆绳切割磁感线产生的感应电流方向;推窗时产生的感应电流方向

电磁波(麦克斯韦的电磁场理论),电磁波在真空中传播的速度是光速,电磁波中波长λ,波速v,频率f的关系:高中物理知识点总结:磁场 电磁感应  第2张(要会计算)


5. 掌握电磁波的组成:电磁波谱(按波长从长到短的顺序或从频率从高导低的顺序,可见光中按波长从长到短的顺序或从频率从高导低的顺序)及不同电磁波的主要用途。

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