探究高中物理中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象

尹雨卓

(雅禮中學(xué)，湖南 長沙 410007)

探究高中物理中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象

尹雨卓

(雅禮中學(xué)，湖南 長沙 410007)

電磁感應(yīng)是高中物理學(xué)習(xí)過程的重要內(nèi)容，在多個(gè)知識點(diǎn)中皆可以用其進(jìn)行解題.同時(shí)，電磁感應(yīng)內(nèi)容是高中學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)，很多同學(xué)都對這部分知識點(diǎn)有較多的不理解，導(dǎo)致其在做題過程中就經(jīng)常會遇到瓶頸.我在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程中是從初步的了解再到深入研究，將其中的知識進(jìn)行全面的整理和總結(jié).本文就以筆者學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行簡要的介紹，希望同學(xué)們能夠有更加深刻的理解.

高中物理；電磁感應(yīng)現(xiàn)象

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中包括的知識點(diǎn)內(nèi)容比較多，作為高中物理中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，其在各種考試中出現(xiàn)的頻率也是比較高的，因此學(xué)好電磁感應(yīng)現(xiàn)象的相關(guān)知識，理解其原理，并且對其進(jìn)行靈活運(yùn)用在高中物理學(xué)習(xí)中就非常重要.

一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

1831年，法拉第在一個(gè)鐵環(huán)上繞了兩個(gè)線圈，然后將其中一個(gè)線圈接直流電源，另一個(gè)線圈接電流表，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中當(dāng)接直流電源的線圈的電路在接通或者斷開的瞬間，另一個(gè)線圈都會產(chǎn)生電流，這種電流也是瞬時(shí)的.在完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，他就想鐵環(huán)在其中的作用可能不大，甚至是這個(gè)實(shí)驗(yàn)是可以不用鐵環(huán)的.因此，法拉第就拿掉了鐵環(huán)，只用兩個(gè)線圈完成實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就是相同的現(xiàn)象仍然發(fā)生，只是產(chǎn)生的電流相對比較弱.由此，法拉第就執(zhí)著于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的名稱也是他取的.在接下來的很長時(shí)間里，法拉第都在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，然后他發(fā)現(xiàn)了物種可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的類型，并將其進(jìn)行概括，分別是：變化的電流、變化的磁場、運(yùn)動的恒定電流、運(yùn)動的磁鐵以及在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體.有了法拉第的潛心研究，才有現(xiàn)在我們在高中物理學(xué)習(xí)過程中的電磁感應(yīng)內(nèi)容，可以說，法拉第是在物理電與磁的轉(zhuǎn)換中最杰出的物理學(xué)家，為建立完整的電磁理論奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象具體內(nèi)容

1.右手定則

右手定則在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用是比較廣泛的，在很多與電磁感應(yīng)相關(guān)的物理題中都需要利用右手定則進(jìn)行解題.其具體內(nèi)容就是伸開右手，所有的手指都保持在同一個(gè)水平面，讓大拇指與其他四只手指垂直，右手就相當(dāng)于在磁場之中，磁感線是垂直穿過手心的，大拇指的指向就是導(dǎo)體運(yùn)動的方向，其他手指則指向感應(yīng)電流的方向，這種導(dǎo)體運(yùn)動和感應(yīng)電流的判斷方式在解答物理題的過程是非常有用的.

2.左手定則

左手定則也是保持所有手指在同一水平面，然后大拇指與其他手指是垂直狀態(tài)，只是這是手指的指向表示的內(nèi)容是不同的.左手代表整個(gè)磁場，磁感線垂直穿過手心，這時(shí)，大拇指是指向?qū)w受力的方向的，而其余的手指則是指向電流的方向.

3.感應(yīng)電動勢

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中是必然會在電磁感應(yīng)的閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的，因此，其中就會有電動勢的產(chǎn)生，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感應(yīng)電動勢.閉合電路中需要有電源做支撐才能產(chǎn)生電流，而電流的產(chǎn)生就是電源的電動勢引起的.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的根本原因是穿過線圈回路的磁通量發(fā)生變化，因此線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.計(jì)算感應(yīng)電動勢的方式是比較多的，其中普遍適用的就是E=nΔΦ/Δt，這是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得出的計(jì)算公式，其中E表示感應(yīng)電動勢(V)，n表示感應(yīng)線圈匝數(shù)，ΔΦ/Δt表示磁通量的變化率.當(dāng)物體做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，就需要用E=BLVsinA，其中V和L的方向與磁感線的方向是不能平行的，其中sinA為v或L與磁感線的夾角.在計(jì)算交流發(fā)電機(jī)最大的感應(yīng)電動勢時(shí)，應(yīng)用的是Em=nBSω，就是計(jì)算感應(yīng)電動勢的峰值.當(dāng)導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)切割時(shí)，使用E=BLLω/2就可以求出感應(yīng)電動勢的值，其中ω是角速度(rad/s)，V是速度( m/s).

4.產(chǎn)生條件

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生電流的條件是需要明確的，首先，實(shí)驗(yàn)一定是處于閉合回路中的，然后要確保穿過閉合電路的磁通量發(fā)生一定的變化，這時(shí)才可能產(chǎn)生感應(yīng)電流，這兩個(gè)條件都是必要的，缺一不可.

綜上所述，高中物理中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象對于我們的生活是有較大的用處的，在學(xué)習(xí)過程中要明確其原理，并且弄清公式的用法，從而提升我們對這種現(xiàn)象的理解和應(yīng)用.

[1]王紅華.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量分析[J].科技信息，2009(18).

[責(zé)任編輯：閆久毅]

2017-07-01

尹雨卓,出生年月:2001.01.01，性別:女，雅禮中學(xué)，湖南長沙

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1008-0333(2017)28-0066-01