电生磁和磁生电

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一、电生磁

带电体和磁体有一些相似的性质,这些相似是一种巧合还是它们之间存在着某些联系呢?科学家们基于这种想法,一次又一次地寻找电与磁的联系.1820年丹麦物理学家奥斯特终于用实验证实通电导体的周围存在着磁场.这一重大发现轰动了科学界,使电磁学进入一个新的发展时期.
1、奥斯特实验

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丹麦物理学家奥斯特发现的电流磁效应,是科学史上的重大发现.揭开了物理学史上的一个新纪元.奥斯特不只是一位著名的物理学家,还是一位优秀的教师.他的讲课有表演,有分析.他非常重视实验,他说过“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课,因为归根到底,所有的科学进展都是从实验开始

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物理现象:通电时小磁针发生偏转;断电时小磁针转回到指南北的方向;通电电流方向相反,小磁针偏转方向也相反.

规律:通电导线周围存在磁场.

磁场方向与电流方向有关.

总结奥斯特实验:

 现象:导线通电,周围小磁针发生偏转;通电电流方向改变,小磁针偏转方向相反.

  规律:通电导线周围存在磁场;磁场方向与电流方向有关.
2、通电螺线管的磁场

(一)实验观察

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1、通电后,轻轻敲板,铁屑为什么会产生规则排列?铁屑的排列与什么现象一样.(铁屑磁化变成“小磁针”,轻敲使铁屑可自由转动.使铁屑按磁场进行排列.其排列与条形磁体的排列相同,通电螺线管相当于条形磁体)

2、通电前小磁针如何指向,通电后发生什么现象.(原指南北,通电后磁针偏转)

3、改变通电方向,小磁针的指向有什么不同,说明什么?(小磁针指向相反,说明通电螺线管两端的极性与通电电流有关)

(二)通电螺线管的极性和电流关系——安培定则

通电螺线管相当于一个条形磁体,其极性和电流方向的关系符合安培定则——右手螺旋定则.用右手握螺线管,让四指弯向螺线管电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极.

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3、电磁铁及应用

铁芯插入螺线管,通电后能获得较强的磁场.我们把插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁.

电磁铁与永磁体相比,有些什么特点呢?它的磁性强弱与哪些因素有关呢?

电磁铁的磁性是由螺线管通入电流后获得的,电磁铁通电有磁性,断电时无磁性;电磁铁的磁性强弱和电流大小、匝数多少有关.电流大,磁性强;相同外形的螺线管,匝数多,磁性强.

电磁铁的优点:

1、磁性能快显快消.

2、磁性强弱可以调节.

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电磁起重机

1、用于冶金、矿山、机械、交通运输等导磁性材料.

2、用作电磁机械手,夹持钢铁等导磁性材料.

二、磁生电

电流的周围存在着磁场.既然电可以生磁,那么很可能磁也会生电.什么情况下磁场中的导线能够产生电流?

1、电磁感应

1、电磁感应:当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象称为电磁感应.

2、感应电流:由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)闭合电路(2)一部分导体在磁场中作切割磁感线运动.

在电磁感应现象中能量的转化:机械能转化成电能.

电磁感应现象在生产生活中有哪些应用?

2、发电机

在一定条件下,磁可以生电.根据这一原理可以制作出发电机.那么发电机是怎样发电的呢?

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图1是发电机的原理图,放在磁场里的线圈,两端各连一个铜环KL,它们分别跟电刷A、B接触,并跟电流表组成闭合电路.

在线圈从图甲经图乙向图丙转的半周过程中,ab边向下运动,cd边向上运动,ab边向下切割磁感线,ab边中的电流由ba cd边向上切割磁感线,cd边中的电流由dc ,外部电路中的电流方向一直是从A流向B

当线圈转到丙位置时,导线ab边,cd边不切割磁感线,导线中没有电流.

在线圈从图丙经图丁又回到图甲位置转过后半周的过程中,ab边向上运动,cd边向下运动,它们又都切割磁感线,线圈和外部电路中就又有了电流.外电路电流方向是由B流向A

线圈继续转动,电流方向将周期性地重复上述变化.每秒钟线圈转一周,电流变化周期就是1秒.这种周期性地改变方向和大小的电流,叫做交流电.能产生交流电的装置叫交流发电机.它是根据电磁感应现象制成的.

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3、实际发电机构造

实际的交流发电机,结构比较复杂,但主要由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成.大型发电机发出很高的电压和很强的电流,要采用线圈不动、磁极旋转的方式发电.这种发电机叫做旋转磁极式发电机.为了得到较强的磁场,要把线圈嵌在定子铁心槽里,还要用电磁铁代替永久磁铁作转子.大型旋转磁极式发电机,能够提供几千伏到上万伏的电压,功率可达几十万千瓦,甚至百万千瓦以上.

实际发电机的转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动.

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