如何快速判断电磁学的现象(先有磁还是先有电)
如何快速判断电磁学的现象(先有磁还是先有电)回顾到我们初中所学内容,闭合电路的其中一部分导体做切割磁感线运动,这个回路里面就会产生【感应电流】。首先,研究“利用磁产生电流的条件是什么”我们追寻着教材编写者的思路在这里,我们对电和磁之间的关系进行了一个历史的回顾,让大家知道电和磁的关系是怎样一点一点被发现的,让大家有一个整体轮廓,这也是我们第一节所要讲的内容。这是一个很重要的历史过程,是让你对电磁产生兴趣的很重要的一节,但是大家往往因为这一节不计入考试范围而选择忽视它,这是一件多么令人感觉遗憾的事。
物理的研究是从表象到本质再到运用这样一个逻辑。
上两章节我们研究了物理里的电和磁,同时也知道了电流的磁效应,说明电可以产生磁。
那么这一章节我们反过来思考一下,利用磁是否可以产生电呢?
(仍然延续我们所讲的不纠结于具体的细节,重点在于逻辑的构建)
我们追寻着教材编写者的思路
第一节 划时代的发现在这里,我们对电和磁之间的关系进行了一个历史的回顾,让大家知道电和磁的关系是怎样一点一点被发现的,让大家有一个整体轮廓,这也是我们第一节所要讲的内容。
这是一个很重要的历史过程,是让你对电磁产生兴趣的很重要的一节,但是大家往往因为这一节不计入考试范围而选择忽视它,这是一件多么令人感觉遗憾的事。
第二节起,我们开始深入历史的过程首先,研究“利用磁产生电流的条件是什么”
回顾到我们初中所学内容,闭合电路的其中一部分导体做切割磁感线运动,这个回路里面就会产生【感应电流】。
那么到了高中,我们又应该有一个深入的思考:难道只有这种情况下会产生电流吗?没有其他情况能产生电流了吗?
答案是否定的,这也就是我们高中要再次深入的原因。
除了切割磁感线运动,在闭合回路面积不变(导线没有切割磁感线运动)的情况下,只要磁场的大小发生了变化,也会产生感应电流。
这是与初中最大的区别,希望各位高中生能体会到。
第三节 楞次定律其次,既然利用磁场可以产生电流,随着研究的深入,我们要思考一系列问题:产生电流的方向应该是什么样呢?它到底是顺时针还是逆时针呢?影响它的因素又到底是什么呢?
是伟大的科学家楞次这个人找到了这个因素,给出了楞次定律,帮我们解决了这个问题。
所以,各位学生我们一定要知道【楞次定律】就是为了解决电流方向的问题,而楞次创造了“磁通量”、“阻碍”等这些概念来进行具体阐述。希望大家能体会到这一点。
再次,电流的方向问题既然解决了,如果我们解决不了电流的大小问题那么就是没有意义的,因为它不能为人类所应用。
所以说法拉第这位科学家找到了影响感应电流大小的因素,并把它量化了,还给出了具体的公式,这就是【法拉第电磁感应定律】。
我们应该感谢这个伟大的发现,它让人类的文明前进了一大步。
第五节 电磁感应现象的两种情况不论是【楞次定律】还是【法拉第电磁感应定律】,都是通过大量实验和数据总结出的规律。
那么仍然延续我们提到的物理的研究是从表象到本质再到运用这样一个逻辑:为什么导体切割磁感线运动会产生电流?而又为什么闭合电路面积不变,磁场大小发生变化而产生感应电流?它们的本质是什么?
这就是这一节我们要解决的问题。
我们这边稍作解释:关于导体切割磁感线运动产生电流,因为导体含有大量正负电荷,它们在切割磁感线运动时会受到【洛伦兹力】,促使带电粒子运动形成了电流;
而磁场大小发生变化产生感应电流,本质是磁场大小发生变化时,在它周围会产生闭合电场,而电场会驱动闭合回路中的带点粒子定向移动,从而形成电流。
这就是这一节电磁感应现象的两类情况。
了解本质后,终于到了我们的应用层次至此我们已经知道了电和磁的本质是什么,那么开始到我们的应用层次。
于是有了互感和自感两种情况,同时也有了涡流、电流阻尼和电磁驱动。
关于这几种应用大家一定要从电和磁的本质规律深入理解,因为这就是物理从现象到本质的探究再到应用的逻辑展现。
至此
"从电场到磁场再到电和磁之间的联系逻辑构造"
已经全部完成!
下次
我们会讲法拉第电磁感应定律的一个重要应用——交变电流
(我们目前家庭用电就是交变电流)
那么交变电流到底是怎样产生的?
又有什么规律呢?
请大家
关注我们下次(本周四/下周二)的讲解