巧用自感规律解物理竞赛题

由于回路中电流变化引起的磁场的变化,又会在回路自身激起感生电动势和感应电流,称为自感现象.因回路磁场由自身电流引起,故Φ=LI,其中L称为自感系数,由法拉第电磁感应定律ε     

跳圈实验分析

跳圈实验是电磁感应现象的一个典型演示实验,在普通物理的教学中人们常常演示这一现象.但是,如何正确地分析这一现象却值得我们注意.若考虑不周,很容易出现差错.人们通常在演示这一现象以后,仅仅用楞次定律来解释跳圈现象──闭合回路中感应电流方向,总是使得它所激发的磁场阻止引起感应电流的磁通量的变化. 如:设有一铁心线圈通以正弦交流电i1,i1某一时刻的方向如图一所示,此刻由il激发的磁场方向向上,相当于铁心上端出现N极,当i1增加时,由i1在铝矿中所激发的磁场同时增强,即磁通量;增大,根据楞决定律,铝环中的感应电流i2沿顺时针方向,感…     

高频通电导线间电磁感应及趋肤效应系列实验研究

设计一组通电导体间电磁感应及趋肤效应实验,可观测通电导线间和同轴电缆线的共模干扰现象;利用自制的高频电磁感应综合实验仪观测高频载流导线的趋肤效应,并利用串联谐振测量因趋肤效应引起的良导体损耗电阻随频率增大的特性,证实趋肤效应是由电磁感应现象引起的,并对电磁感应能量无线传输进行验证,上述系列实验有利加深对电磁感应原理及作用的理解.     

运用电磁感应定律第二种表述的两个误解

电磁感应定律第二种表述告诉我们,磁场变化要引起感生电动势,导体运动要引起动生电动势。运用这个关系时,存在两个误解:①关于“磁场变化”,只注意了磁场所在区域的B是否随时间变化,没有注意到它也包括磁场分布区域在空间的位置是否随时间变化。②关于“导体运动”,只注意了它相对于磁场的运动速度,没有注意到更本质的是相对于观察者的速度, 在关于“电磁感应佯谬”的讨论中,一些作者曾多次提到永磁体从弹簧夹中拉出的实验[1]。在图一中,磁体被拉出时,感应电动势为零。这个结论是怎样得到的呢?一般认为,根据电磁感应定律的第二种表述:第一,…     

关于电磁感应中感应电动势的探讨

关于电磁感应中感应电动势的探讨王立前（河北轻工业学校唐山０６３０２０）电磁感应现象可分为两大类，一种是在稳恒磁场中导体运动而产生的感应电动势，叫作动生电动势．另一种是导体不动，因磁场变化而产生的感应电动势，叫作感生电动势．它们的表达式分别是这两个电动...     

楞次定律综合显示器

用电子技术所作的楞次定律综合显示器主要特征是用条形磁铁与两个感应线圈发生相对运动,先后产生两信脉冲,经原磁场磁通量增减和方向判断电路,可产生原磁能量增减、原磁场方向和感生电流方向的信号,去控制由循环脉冲电流驱动的显示电路。由发光二极管显示的动态模拟图形,形象、生动地模拟显示原磁通量增减、原磁场方向、感生电流的磁场方向和感生电流的流动。它可广泛用于中学和中专物理教学。以加深学生对电磁感应现象的掌握与理解。     

与磁铁运动有关的电磁感应现象

磁铁相对于线圈运动,在线圈中产生感生电流是电磁感应的基本实验之一(图一),也是法拉弟电磁感应定律的实验基础,有关书籍对此实验都有介绍,但在解释实验现象时,不能简单地把图一等效地看作磁铁静止,线图运动,把磁场和电场作为不变量来处理,得出线圈中的感生电流来源于洛仑兹力(磁力).因为电磁现象不服从伽利略的相对性原理,即使在磁铁低速(υ　c)运动时,也不能使用林利略变换,因为这里涉及磁场和电场在不同参考系中的变换,本文对此作较深刻的分析,以期对这类感应现象有进一步的认识和理解. 由于电磁感应只服从爱因斯坦的相对性原理,因此正确…     

弄清电磁感应相关问题的四原则

在电磁感应现象中,总是同时存在相互关联的诸多因素,如磁生电与电生磁、原电流与感应电流、原磁场与感应磁场、原磁场力与感应磁场力、导线切割磁感线的外力与感应电流的安培力、回路总的感应电动势与局部感应电动势等等．如何建立正确的物理模型进行分析,哪是主要因素？哪是次要因素？     

Matlab与实验相结合测量载流圆线圈磁场的新方法探究

通过搭建RLC串联谐振与电磁感应法测量载流圆线圈磁场的理想化模型,利用Matlab编程仿真,模拟不同电容与载流圆线圈串联达到谐振时,具有串联电容C越小,感应电动势U_m越大的分布规律.Matlab仿真结果说明RLC串联谐振改进电磁感应法测量载流圆线圈磁场科学可行,并对实际实验提供指导.实际实验效果最佳的3种电容即0.099 μF、0.100 μF、0.11 μF中,U_m实测结果符合Matlab仿真规律.最小电容即电容为0.099 μF时,圆线圈中心磁场测量误差仅为2.23%,精确度最高,远远高于传统电磁感应法测量误差15.67%.基于Matlab与实验相结合设计了一种测量载流圆线圈磁场的新方法,操作简便,现象明显,精确可靠,可推广到其他不同类型的线圈激发的弱磁场测量.     

低温金属抗磁演示实验

基于电磁感应定律,设计了金属跳环抗磁演示实验装置,实验可演示铜、铝、不锈钢、塑料等材料的圆环在变化螺线管磁场中因电磁感应电流而上跳的实验现象,且结合液氮低温环境演示低温下金属环的环跳,可比对两种条件下的环跳高度,拓展了电磁感应实验内容,现象直观、明显。     

基于摆和亥姆霍兹线圈磁场的电磁感应定律实验装置研究

法拉第电磁感应定律及其应用是电磁学中的重要内容.本文设计制作了一种新型电磁感应定律实验装置,该装置主要由摆、亥姆霍兹线圈、探测线圈、数据采集电路组成,利用LabVIEW虚拟仪器技术进行数据的采集、存储与实时显示,利用Matlab软件编程对产生的周期性感应电动势脉冲信号进行分析,为定量验证电磁感应定律和磁场测量实验提供了...     

探究电磁驱动现象组合教具的研发与自制

高中物理<选修3-2>第四章电磁感应第七节讲到电磁驱动:当磁场以某种方式运动时,导体中的安培力阻碍导体与磁场间的相对运动.本人通过对比法、实验法,用轴承制作旋转的磁场,用强磁铁代替U型磁铁,用易拉罐做不同形状不同厚度的铝框,在摸索中自制了探究电磁驱动现象的组合教具,它具有现象明显、直观、物美价廉的优点.     

电磁感应中能量转化与守恒的理论解析

感应电流产生的磁场通常比外磁场小得多,在讨论电磁感应基本规律时,一般不计感应电流产生的磁场.本文针对电磁感应的一个功能关系实例,通过对导线向两个相反方向切割磁感线运动的讨论,解析了考虑感应电流产生磁场时的能量转化与守恒.结果表明:一种情况的结果是外力消耗的功率一部分转化为电功率,另一部分转化为磁场能的增长率；另一种情况是外力消耗的功率和磁场能的变化率一起转化为电功率.     

基于亥姆霍兹线圈的电磁感应实验仪设计制作与教学示例

基于亥姆霍兹线圈提供匀强磁场,研制出一种既能定性演示电磁感应现象,又能半定量探究电磁感应定律的实验仪.实验仪的设计涉及电生磁、磁场叠加、磁生电、能量转化等基本物理原理的综合应用.仪器设计有明显的创新点,富有趣味性和启发性,实验现象明显,操作方便且成功率高,在中学物理教学中有很好的推广价值.     

电磁感应定律两种表述的等价性

在《大学物理》上读到两个有关电磁感应佯谬的例子(见《大学物理》)1982, 2, p21图1及图2),涉及到电磁感应定律两种表述的适用条件和所受的限制是否相同、两种表述是否等价问题。我们知道,电磁感应有两大类型──切割磁力线型和磁场变化型。切割型的感应电流是磁场中随导体运动的电荷在洛仑兹力的作用下形成的。导体中的动生电动势为场变型的感应电流是在变化的磁场激发的电场作用下形成的。回路中的感生电动势为 任一种类型的电磁感应都可使回路的磁通量发生变化。切割型和场变型的电磁感应定律可分别写作若两种类型的电磁感应同时存在,电…     

固体介质中的电磁感应透明效应及其应用

电磁感应透明技术不仅能够改变物质对光场的响应,而且能够调控光场本身的性质.文章介绍了电磁感应透明效应的基本原理,电磁感应透明现象在各种固体介质中的实现,比较了这些固体介质的特性,并讨论了由电磁感应透明现象所产生的各种效应及其应用.     

例谈对楞次定律的四种理解

楞次定律表明,感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.它的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现,核心字眼是"阻碍".感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因.在解决具体问题时可以将楞次定律"阻碍"含义加以推广,得到四种理解,有时应用推广含义解题比用其本身直接解题要方便得多.以下举例说明.     

楞次定律中“阻碍”的形式和原因分析

楞次定律是电磁感应教学的重点和难点。其内容"感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化"的关键词是"阻碍"。笔者以人教版高中物理教材《选修3-2》第四章第3节《楞次定律》为例,通过实验探究和理论探究相结合的方式重点阐述"感应磁场是怎样阻碍引起感应电流的磁通量的变化",以及"感应磁场为什么阻碍引起感应电流的磁通量的变化",将"阻碍"的本质归结于"能量守恒"这一核心思想。从而在中学物理课堂教学中体现出物理学科核心素养。     

自制灵敏电流计

灵敏电流计在学校物理实验室里对许多实验是一件不可缺少的仪器,特别是在需要显示出微安级电流的时候。用这种仪器能够很好的显示导体在磁场中运动时的电磁感应现象,温差电动势的产生,光电效应等等。     

固体介质中的电磁感应透明效应及其应用

电磁感应透明技术不仅能够改变物质对光场的响应，而且能够调控光场本身的性质．文章介绍了电磁感应透明效应的基本原理，电磁感应透明现象在各种固体介质中的实现，比较了这些固体介质的特性，并讨论了由电磁感应透明现象所产生的各种效应及其应用．