磁感應(yīng)與電磁感應(yīng)的應(yīng)用

磁感應(yīng)與電磁感應(yīng)的應(yīng)用磁感應(yīng)現(xiàn)象：磁體周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁鐵產(chǎn)生磁力作用。磁場(chǎng)：磁體周圍的空間存在的一種特殊物質(zhì)，磁場(chǎng)具有方向和強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度：描述磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理量，單位為特斯拉（T）。磁通量：磁場(chǎng)穿過(guò)某一面積的總量，單位為韋伯（Wb）。磁感線：用來(lái)表示磁場(chǎng)分布的虛擬線條，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極。磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分，分為N極和S極。磁化：物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生磁性的過(guò)程。磁化強(qiáng)度：描述物質(zhì)磁化程度的物理量，單位為安培/米（A/m）。磁滯現(xiàn)象：磁體在反復(fù)磁化過(guò)程中，磁化強(qiáng)度不能完全恢復(fù)的現(xiàn)象。磁阻：磁場(chǎng)對(duì)磁體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的阻力。二、電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合回路中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)變化會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。法拉第電磁感應(yīng)定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化率成正比，方向與磁通量變化率方向相反。楞次定律：感應(yīng)電流的方向總是要使它的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。電磁感應(yīng)強(qiáng)度：描述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的物理量，單位為伏特（V）。自感：電路本身產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象?；ジ校簝蓚€(gè)電路相互產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電感：描述電路中電磁感應(yīng)現(xiàn)象的物理量，單位為亨利（H）。電感器：利用電磁感應(yīng)原理制成的電子元件。變壓器：利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電壓變換的裝置。感應(yīng)電流：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流。磁懸浮列車：利用磁感應(yīng)原理，使列車懸浮在軌道上方，減小摩擦，提高速度。電機(jī)：利用電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。發(fā)電機(jī)：利用電磁感應(yīng)原理，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電磁鐵：利用電磁感應(yīng)原理，產(chǎn)生磁性，用于吸引鐵磁性物質(zhì)。電磁繼電器：利用電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制。磁盤存儲(chǔ)器：利用磁感應(yīng)原理，將信息存儲(chǔ)在磁盤上。銀行卡、地鐵卡：利用磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)電子支付和身份識(shí)別。磁性材料：應(yīng)用于磁懸浮列車、電機(jī)、揚(yáng)聲器等設(shè)備。電磁兼容性：確保電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作，不互相干擾。電磁防護(hù)：采取措施，減少電磁輻射對(duì)人和設(shè)備的影響。習(xí)題及方法：習(xí)題：一個(gè)磁鐵的N極指向地理北極附近，那么它的S極指向哪里？解題思路：根據(jù)磁極的定義，磁鐵有兩個(gè)極，N極和S極，它們互相吸引。地理北極實(shí)際上是地球磁場(chǎng)的S極，因此磁鐵的N極會(huì)指向地理北極附近，那么它的S極就會(huì)指向地理南極附近。答案：地理南極附近。習(xí)題：一個(gè)長(zhǎng)直導(dǎo)線通以電流I，距離導(dǎo)線距離為d的點(diǎn)P處，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是多少？解題思路：根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，導(dǎo)線通以電流I時(shí)，距離導(dǎo)線距離為d的點(diǎn)P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L和點(diǎn)P到導(dǎo)線的距離d有關(guān)系。當(dāng)導(dǎo)線長(zhǎng)度L趨于無(wú)窮大時(shí)，B的大小為B=(μ?I)/(2πd)。答案：B=(μ?I)/(2πd)。習(xí)題：一個(gè)條形磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T，長(zhǎng)度L為10cm，將一個(gè)面積為20cm2、厚度為1cm的鐵磁材料放在條形磁鐵中間，那么鐵磁材料兩端的磁化強(qiáng)度M是多少？解題思路：根據(jù)磁化強(qiáng)度的定義，M=BM/L。將已知數(shù)值代入公式，得到M=(0.5T×20cm2)/(10cm×1cm)=10T/cm。答案：M=10T/cm。習(xí)題：一個(gè)半徑為R的圓環(huán)形電流I，圓環(huán)平面與z軸平行，求距離圓環(huán)中心點(diǎn)O距離為r的點(diǎn)P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。解題思路：根據(jù)安培環(huán)路定律，可以得到圓環(huán)電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與距離r有關(guān)系。當(dāng)r<R時(shí)，B的大小為B=(μ?I)/(2πr)；當(dāng)r>R時(shí)，B的大小為B=(μ?I)/(4πr)。答案：當(dāng)r<R時(shí)，B=(μ?I)/(2πr)；當(dāng)r>R時(shí)，B=(μ?I)/(4πr)。習(xí)題：一個(gè)螺線管通以電流I，每圈匝數(shù)N為1000，螺線管長(zhǎng)度L為20cm，直徑D為40cm，將一個(gè)面積為10cm2、厚度為0.5cm的鐵磁材料放在螺線管中間，那么鐵磁材料兩端的磁化強(qiáng)度M是多少？解題思路：首先計(jì)算螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，根據(jù)公式B=(μ?NI)/L，代入數(shù)值得到B=(4π×10^-7T·m/A×1000×I)/(0.2m)=2π×10^-4T·m/A×I。然后根據(jù)磁化強(qiáng)度的定義，M=BM/L，代入數(shù)值得到M=(2π×10^-4T·m/A×I×10cm2)/(0.5cm)=4π×10^-3T·m/A×I。答案：M=4π×10^-3T·m/A×I。習(xí)題：一個(gè)線圈通以電流I，線圈匝數(shù)為N，面積為S，將線圈平鋪在一個(gè)長(zhǎng)直導(dǎo)線上，導(dǎo)線通以電流I’，距離線圈中心點(diǎn)O距離為d，那么線圈中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是多少？解題思路：根據(jù)安培環(huán)路定律，可以得到線圈中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I、電流I’、線圈匝數(shù)N、面積S和距離d有關(guān)系。根據(jù)公式B=(μ?NI)/(2πd)，代入數(shù)值得到B=(4π×10^-7T·m/A×N×S)/(2πd)=(2×10^-7T·m/A×N×S)/d。答案：B=(2×10^-7T·m/A×N×S)/d。習(xí)題：一個(gè)磁盤存儲(chǔ)器中的磁道寬度為w，磁道間距為Δw，磁盤轉(zhuǎn)速為n，求磁盤讀取一次數(shù)據(jù)其他相關(guān)知識(shí)及習(xí)題：一、磁場(chǎng)分布磁力線：用來(lái)表示磁場(chǎng)分布的虛擬線條，磁力線從磁體的N極出發(fā)，回到S極。磁通量密度：描述磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理量，單位為特斯拉（T）。磁偶極子：由兩個(gè)等量但相反的磁極組成的系統(tǒng)，如地球的磁偶極子。磁極化：物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生磁性的過(guò)程。磁各向異性：物質(zhì)在不同方向上的磁化強(qiáng)度不同的性質(zhì)。磁滯：磁體在反復(fù)磁化過(guò)程中，磁化強(qiáng)度不能完全恢復(fù)的現(xiàn)象。磁阻：磁場(chǎng)對(duì)磁體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的阻力。二、電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化率成正比，方向與磁通量變化率方向相反。楞次定律：感應(yīng)電流的方向總是要使它的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。電磁感應(yīng)強(qiáng)度：描述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的物理量，單位為伏特（V）。自感：電路本身產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象?；ジ校簝蓚€(gè)電路相互產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電感：描述電路中電磁感應(yīng)現(xiàn)象的物理量，單位為亨利（H）。電感器：利用電磁感應(yīng)原理制成的電子元件。變壓器：利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電壓變換的裝置。感應(yīng)電流：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流。磁懸浮列車：利用磁感應(yīng)原理，使列車懸浮在軌道上方，減小摩擦，提高速度。電機(jī)：利用電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。發(fā)電機(jī)：利用電磁感應(yīng)原理，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電磁鐵：利用電磁感應(yīng)原理，產(chǎn)生磁性，用于吸引鐵磁性物質(zhì)。電磁繼電器：利用電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制。磁盤存儲(chǔ)器：利用磁感應(yīng)原理，將信息存儲(chǔ)在磁盤上。銀行卡、地鐵卡：利用磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)電子支付和身份識(shí)別。磁性材料：應(yīng)用于磁懸浮列車、電機(jī)、揚(yáng)聲器等設(shè)備。電磁兼容性：確保電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作，不互相干擾。電磁防護(hù)：采取措施，減少電磁輻射對(duì)人和設(shè)備的影響。四、練習(xí)題及解題思路習(xí)題：在直導(dǎo)線下方垂直放置一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為W的鐵磁材料板，導(dǎo)線通以電流I，求鐵磁材料板中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。解題思路：根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，可以得到鐵磁材料板中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L和鐵磁材料板寬度W有關(guān)系。由于導(dǎo)線和鐵磁材料板相互垂直，可以直接使用公式B=(μ?I)/(2πd)，其中d為導(dǎo)線到鐵磁材料板的距離。答案：B=(μ?I)/(2πd)。習(xí)題：一個(gè)螺線管通以電流I，每圈匝數(shù)N為1000，螺線管長(zhǎng)度L為20cm，直徑D為40cm，求螺線管中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。解題思路：首先計(jì)算螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，根據(jù)公式B=(μ?NI)/L，代入數(shù)值得到B=(4π×10^-7T·m/A×1000×I)/(0.2m)=2π