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1、磁场,电磁感应的学法指导李元湘 磁场和电磁感应的教学内容在物理学的电学教学中占有相当重要的位置。说它重要,是因为它离我们的生产生活实在太近了。可以说,没有磁场和电磁感应的基础知识为理论指导,就没有今天的高速发展的科技现代化,就没有今天的这样的舒适而丰富的生活。如果你不相信,就去体验一下没有点的滋味吧! 但是,磁场和电磁感应的学习又是相当的困难的,三维抽象,空间相连,立体交叉,正负相反。时而伸出左手判断受力,时而需要用右手决定磁场方向或电流的方向,磁场中的正负离子的受力问题,判断起来截然相反。那么,怎样克
2、服困难,把这一部分只是学好呢?如果以下的一些问题你都搞清楚了,那么只要认真地分析,一般的习题你就不会做错了。一磁感应强度和磁通量 磁感应强度B是描述磁场存在的强度大小和方向的客观的物理量，是矢量。对于恒磁体或恒定电流形成磁场来说，其周围空间的某一点的磁感应强度是一个固定不变的值。大小可用公式B=来计算，公式中的B、F、IL三者互相垂直。方向则用该处的小磁针的N极的受力方向来确定。为了更加形象地描述磁场周围的磁感应强度我们引入了磁感线，它的疏密和方向就反映了磁感应强度B的大小和方向。磁通量则反映了空间某一面
3、积的磁感线的多少。在匀强磁场中，如果磁感应强度和给出的面积不是互相垂直，计算磁通量时就必需用下面的公式Φ=BS⊥=BScosθ式中θ为矢量B和矢量S的夹角。磁通量虽然是标量，但对于某一特定的面积来说，也有进入和穿出的区别。而且，由于磁感线是闭和的曲线，那么对于空间的一个封闭的曲面，它的总磁通一定是零。二安培力 安培力是磁场对于通电导线的作用力。F=ILBsinθ。我们主要掌握F、IL、B三者互相垂直的情况，也就是θ=90º。如果题目中的B和IL并不垂直，我们只要将B按照和IL垂直的方向和与IL平行的方向
4、分解为B1、B2就可以了。对于平行IL方向的分量B2来说，磁场对于通电导线的作用力为零。对于垂直IL方向的分量B1来说，磁场对于通电导线的作用力为F=ILB1也就是说：我们只考虑垂直IL方向的分量B1对通电导线的作用力。在各类习题中，安培力总是和静力学和动力学等联系起来：如求静力平衡问题，加速运动问题，动量变化问题......我们判断通电导线在磁场里受到的安培力的方向时必须用左手。三洛仑兹力 洛仑兹力是磁场对运动的带电粒子的作用力。只要求掌握B和qv垂直时带电粒子的作用力。力的大小用公式f=qvB来计算。
5、力的方向用左手定则来判断。注意：带电粒子运动的方向如果和磁感应强度的方向平行，那么带电粒子就不受洛仑兹力的作用。另外，正、负不同的带电粒子在同一个磁场中所受的电场力是相反的。还有，由于带电粒子所受的洛仑兹力总是和速度的方向垂直，所以洛仑兹力只能改变粒子的速度的方向，不能改变速度的大小；也就是说，洛仑兹力只能改变动量的方向，不能改变动量和动能的大小，不能对带电粒子做功。对于垂直磁感线进入匀强磁场的带电粒子，如果只受洛仑兹力时，可以做匀速圆周运动，满足下面的规律qvB=mv2／R则，轨道半径R=，运动周期Ｔ＝。四
6、 法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律告诉我们ε＝n式中的 △φ表示磁通量的变化量，而则表示磁通量的变化率，n为匝数。 我们利用法拉第电磁感应定律公式ε＝ｎ算出来的是平均感应电动势。对于一根导体棒切割磁感线而产生的电动势则常常用公式ε＝BLvsinθ来表示。公式中的v如果是平均速度，则算出的电动势就是平均感应电动势，公式中的v如果是瞬时速度，则算出的电动势就是瞬时感应电动势。θ则表示B、Lv之间的夹角。如果是一根导体棒在绕平行磁感线的轴做垂直磁感线的旋转，可以推导出ε＝Br2ω/2。 我们知道产
7、生感应电动势的导体相当于电源，如果电路是闭和的，电路中就会有电流产生。电流或路端电压的计算就用到了全电路的欧姆定律。如果电路不是闭和的，那么电路中只有感应电动势而无电流。五自感现象 自感现象可分为通电自感和断电自感两种，是由于线圈本身的电流变化而引起的电磁感应现象。通电自感是通电瞬间产生的自感现象，这时候线圈中的电流变大，但产生的自感现象有阻止电流突然变大的作用，于是线圈中的电流缓慢变大。需要说明的是最终电流还是要变大而趋于稳定的。断电自感是断电瞬间产生的自感现象，这时候线圈中的电流要变小，但产生的自感现
8、象有阻止电流突然变小的作用，于是线圈中的电流缓慢变小，最终电流还是变小而趋于稳定或者消失。典型的电路是右边的两个图：通电瞬间左图中的甲灯缓慢变亮而乙灯马上就亮了。断电瞬间右图中的丙灯缓慢变暗而丁灯马上就灭了。请看下面的例题： 例题一把一个面积为S，总电阻为R的圆形金属环放在水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下，把环翻转180º时，圆形金属环中的磁通量变化为______，流过环截面的电量为_
