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磁生电是英国科学家法拉第发现的。原理:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。

发现和原理

电生磁是奥斯特发现的。原理:通电导体周围存在磁场。 可以判定磁场方向和电流的关系。
电磁感应
电和是不可分割的,它们始终交织在一起。简单地说,就是电生磁磁生电

电生磁

如果一条直的金属导线通过电流,那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大,产生的磁场越强。磁场成圆形,围绕导线周围。磁场的方向可以根据“右手螺旋定则”(又称安培定则)(见图1)来确定:将右手拇指伸出,其余四指并拢弯向掌心。这时,四指的方向为磁场方向,而拇指的方向是电流方向。实际上,这种直导线产生的磁场类似于在导线周围放置了一圈NS极首尾相接的小磁铁的效果。
正电荷的流动给出的电流,跟负电荷的反方向流动给出的电流相同。因此,在测量电流时,流动的电荷的正负值通常可以忽略。根据常规,假设所有流动的电荷都具有正值,称这种流动为 常规电流。常规电流代表电荷流动的净效应,不需顾虑到载子的电荷的正负号是什么。
在固态金属内,正电荷载子不能流动, 只有电子流动。由于电子载有负电荷,在金属内的电子流动方向与常规电流的方向相反。

与磁场的关系

如果将一条长长的金属导线在一个空心筒上沿一个方向缠绕起来,形成的物体我们称为螺线管。如果使这个螺线管通电,那么会怎样?通电以后,螺线管的每一匝都会产生磁场,磁场的方向如图2中的圆形箭头所示。那么,在相邻的两匝之间的位置,由于磁场方向相反,总的磁场相抵消;而在螺线管内部和外部,每一匝线圈产生的磁场互相叠加起来,最终形成了如图2所示的磁场形状。也可以看出,在螺线管外部的磁场形状和一块磁铁产生的磁场形状是相同的。而螺线管内部的磁场刚好与外部的磁场组成闭合的磁力线。在图2中,螺线管表示成了上下两排圆,好像是把螺线管从中间切开来。上面的一排中有叉,表示电流从荧光屏里面流出;下面的一排中有一个黑点,表示电流从外面向荧光屏内部流进。

应用实例

电生磁的一个应用实例是实验室常用的电磁铁。为了进行某些科学实验,经常用到较强的恒定磁场,但只有普通的螺线管是不够的。为此,除了尽可能多地绕制线圈以外,还采用两个相对的螺线管靠近放置,使得它们的N、S极相对,这样两个线包直接就产生了一个较强的磁场。另外,还在线包中间放置纯铁(称为磁轭),以聚集磁力线,增强线包中间的磁场, 对于一个很长的螺线管,其内部的磁场大小用下面的公式计算:H=nI
在这个公式中,I是流过螺线管的电流,n是单位长度内的螺线管圈数。
如果有两条通电的直导线相互靠近,会发生什么现象?我们首先假设两条导线的通电电流方向相反,图5(a)所示。那么,根据上面的说明,两条导线周围都产生圆形磁场,而且磁场的走向相反。在两条导线之间的位置会是说明情况呢?不难想象,在两条导线之间,磁场方向相同。这就好像在两条导线中间放置了两块磁铁,它们的N极和N极相对,S极和S极相对。由于同性相斥,这两条导线会产生排斥的力量。类似地,如果两条导线通过的电流方向相同,它们会互相吸引。
如果一条通电导线处于一个磁场中,由于导线也产生磁场,那么导线产生的磁场和原有磁场就会发生相互作用,使得导线受力。这就是电动机喇叭的基本原理。

磁生电

磁生电是法拉第发现的。原理:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流
导体的两端接在电流表的两个接线柱上,组成闭合电路,当导体在磁场中向左或向右运动,切割磁力线时,电流表的指针就发生偏转,表明电路中产生了电流.这样产生的电流叫感应电流。我们知道,穿过某一面积的磁力线条数,叫做穿过这个面积的磁通量。当导体向左或向右做切割磁力线的运动时,闭合电路所包围的面积发生变化,因而穿过这个面积的磁通量也发生了变化。导体中产生感应电流的原因,可以归结为穿过闭合电路的磁通量发生了变化。可见,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。这就是产生感应电流的条件。感应电流的方向:导体向左或向右运动时,电流表指针的偏转方向不同,这表明感应电流的方向跟导体运动的方向有关系。如果保持导体运动的方向不变,而把两个磁极对调过来,即改变磁力线的方向,可以看到,感应电流的方向也改变。可见,感应电流的方向跟导体运动的方向和磁力线的方向都有关系.感应电流的方向可以用右手定则来判定: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,让磁力线垂直穿入手心,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。

感应电流的产生

感应电流究竟是如何产生的呢?设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面,导体平放在纸面上,方向正南正北,移动方向为西方。(用右手定则判感应电流方向为南方)。当导体向西移动时,可视为导体中的电荷也向西移动,而电荷在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电荷运动方向之间的关系,可以用左手定则来判定: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,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电荷的运动方向(西方),那么,拇指所指的方向(南方),就是电荷在磁场中的受力方向。所以电流方向应是南方。
把线圈的两端接在电流表上,组成闭合电路.当向线圈中插入或拔出磁铁时,电流表的指针偏转,表明电路中产生了感应电流。这是因为向线圈中插入磁铁时,穿过线圈的磁通量增大,从线圈中拔出磁铁时,穿过线圈的磁通量减小。穿过线圈的磁通量发生了变化,因而产生了感应电流。向线圈中插入或拔出磁铁的过程可以等效为导体切割磁力线的过程。磁通量的变化只是产生感应电流的表层的原因,真正的原因还是线圈中的电荷受洛仑兹力运动。

知识要点

感应电流的条件

产生感应电流的条件是:①一部分导体在磁场中做切割磁感线运动.即导体在磁场中的运动方向和磁感线的方向不平行;②电路闭合.在磁场中做切割磁感线运动的导体两端产生感应电压,是一个电源.若电路闭合,电路中就会产生感应电流.若电路不闭合,电路两端有感应电压,但电路中没有感应电流

感应电流的方向

导体中感应电流的方向,跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线(磁场)的方向有关.(1)磁感线(磁场)的方向不变,闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动方向改变时,感应电流的方向也会发生改变;(2)导体切割磁感线的运动方向不变,磁感线的方向改变,导体中的感应电流方向也发生改变;(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都改变时,导体中的感应电流方向不变.

交流发电机原理

如图所示.放在磁场中的矩形线圈,两端各连一个铜环K和L,它们分别跟电刷 A 和B接触,并跟电流表组成闭合电路.让线圈在磁场中转动,由于ab边和cd边做切割磁感线的运动,电路中就有了感应电流.在线圈转动的前半周,线圈都从一个方向切割磁感线,因此电流方向从A经电流表到B不改变;在后半周,线圈从相反方向切割磁感线,电流方向和前半周相反,由B经电流表流向A.线圈继续转动,电流方向将周期性地重复上述变化.线圈在磁场里转动一周,电路中的感应电流的方向和大小就发生一个周期性变化.线圈在磁场中持续转动,线圈就向外部电路提供方向和大小都作周期性变化的交变电流.-

应用举例

动 脑
地磁发电:将长约50m的铜芯双绞线做成5的长3米、宽2米的矩形线框,两端接在灵敏电流计上。两个同学面对面站立将线框拉开,形成一个长回路,脚踏着线框的一边,两位同学将另一边像甩跳绳那样以每秒4到5圈的频率摇线框,甚至可以找个同学在线框中跳绳。随着导线切割地磁场,回路中就有感生电流产生,电流计指针指示的电流最大值可达30mA,这就是利用地磁发电。请你说明这种发电的原理,怎样才能获得更大的电流呢?
答案:增大磁体体积使摇线框的频率加快或增加铜芯的匝数
简要提示:
可以从提高每秒钟转动的次数增加这两个方面来考虑,当然你通过自己的动手实验,看还有没有其他的因素,可一定要动手试一试哟.。
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- 来自原声例句
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