电与磁:电流生磁、磁生动电
磁体磁场
N/S极 磁感线
电生磁
奥斯特 安培定则
磁场对电流作用
电动机
磁生电
电磁感应 发电机
开场场景:通电导线旁的小磁针竟然转了——奥斯特 1820 年那一眼,把电和磁连在了一起。原来电流周围自带磁场,电和磁从来不是两家人。
义是什么:电和磁互相转化
大白话:磁体周围有看不见的磁场,用磁感线描述(密的地方磁场强)。地球本身是个大磁体,地磁南极在地理北极附近,所以指南针 N 指北。
电生磁:导线通电,周围就出现环形磁场。螺线管+铁芯=电磁铁,磁性强弱可由电流大小、线圈匝数控制——电磁起重机、电铃、扬声器都用它。
磁场对通电导体有力的作用:通电线圈在磁场里受力转动,这就是电动机(电能→机械能)。
磁生电:闭合电路一部分导体在磁场里切割磁感线,电路中产生感应电流——这就是发电机(机械能→电能)。
路怎么想到:发电机和电动机的区别
电动机:先通电,线圈在磁场中受力转动——电能→机械能,要外接电源。发电机:先靠外力(水流、蒸汽、风)让线圈在磁场里转、切割磁感线,产生电流——机械能→电能,不用外接电源反而对外供电。
感应电流方向跟磁场方向和导体运动方向有关;导体不切割磁感线(顺着磁感线运动)就不产生电流。
例题:判断方向与应用
生活中的物理
生活:扬声器
音频电流通过线圈在磁场里来回受力振动,带动纸盆发声——电→声。
电网:三峡发电机
水流冲击巨大线圈在强磁场中旋转,切割磁感线发出几十万千瓦交流电。
展往哪儿长
初中:电与磁 → 信息传递 → 能源。高中:洛伦兹力、法拉第电磁感应定律定量、交流电。现代:磁悬浮列车、MRI 核磁共振、无线充电。
电动机和发电机别混:看接不接电源——接电源转的是电动机,被外力转而发电的是发电机。切割磁感线才生电,顺着走不生。地磁南北极与地理南北极相反(地磁 S 极在地理北极附近)。
练习
基础:奥斯特实验说明什么?
查看解答
通电导线周围存在磁场(电生磁)。错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
进阶:电磁铁相比永磁体有什么优点?
查看解答
磁性有无可控(通断电)、强弱可调(电流匝数)、磁极可换(电流方向)。错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
奥数:动圈式话筒和动圈式扬声器原理各是什么?
查看解答
话筒:声音振膜带动线圈切割磁感线→电磁感应生电;扬声器:音频电流过线圈在磁场中受力→振动发声。错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
证教材级补充:安培定则两种用法
电磁铁在生活中无处不在:电磁起重机吊废钢铁(通电吸、断电放)、电磁继电器(用弱电流控制强电流开关)、电铃、空气开关脱扣器。电动机里用换向器(两个半铜环)在线圈刚转过平衡位置时自动改变电流方向,让线圈持续朝一个方向转。
例题:通电螺线管旁边小磁针 N 极被吸引,那端是螺线管什么极?
异名相吸,那端是螺线管 S 极。错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
例题:感应电流方向与哪两个因素有关?
磁场方向和导体切割磁感线的运动方向;改变其一,电流方向反向。错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
① 磁体有 N/S,同名相斥异名相吸;磁场用磁感线描述。
② 电生磁(奥斯特/安培定则);通电导体在磁场中受力=电动机。
③ 电磁感应=发电机;机械能⇄电能互变。
- 用自己的话讲:本章核心是「电与磁:电流生磁、磁生动电」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
- 举个反例 / 什么时候最容易错:"为什么话筒能把声音变成电信号?"——你说话推动话筒里的小线圈在永磁铁前来回动,线圈切割磁感线就感应出随声音变化的电流;播放时电流反过来推动线圈带动纸盆振动,又变回声音。
- 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。