物理_磁学

磁基础

  磁铁能够吸引钢铁一类的物质，它的两端吸引钢铁的能力最强，这两个部位叫做磁极。
  悬吊着的磁针，静止时指南的那个磁极叫做南极或S极，指北的那个磁极叫做北极或N极。
  异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥。

磁感线

  磁感线：在磁场中画一些曲线，使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同。

电流磁效应

  电流磁效应：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场。

安培定则

  安培定则：也叫右手螺旋定则，表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系。

• 通电直导线：用右手握住通电直导线，让大拇指指向直导线中电流方向，那么四指指向就是通电导线周围磁场的方向。
• 通电螺线管：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

电磁铁

  电磁铁：利用电流的磁效应，使软铁具有磁性的装置。

电动机

  电动机：把电能转换成机械能的一种设备。

电磁感应

  电磁感应：闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流。

磁感应强度

  磁感应强度：描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量。
  磁感应强度常用符号B表示，国际通用单位为特斯拉，符号为T。
  磁场方向即磁感应强度的方向，判定方法是放入检验小磁针北极所受磁场力的方向。

磁通量

  磁通量：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S，且与磁场方向垂直的平面，而B与S的乘积就是磁通量。
  磁通量是一个标量，符号为$\varphi$。

安培力

  安培力：通电导线在磁场中受到的作用力。
  安培力的计算公式为$F=ILBsin\aleph$：

• B是匀强磁场的大小。
• I是电流的大小。
• L是匀强磁场中导线的长度。
• $\aleph$是电流方向与磁场方向之间的夹角。

  安培力的方向遵循左手定则：

1. 伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内。
2. 让磁感线从手心穿入，四指指向电流方向。
3. 大拇指指向的就是安培力方向。

洛伦兹力

  洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受到的力，即磁场对运动电荷的作用力。

  洛伦兹力的特点如下：

1. 洛伦兹力方向总与运动方向垂直。
2. 洛伦兹力永远不做功。
3. 洛伦兹力不改变运动电荷的速率，只能改变电荷的运动方向，使之发生偏转。

霍尔效应

  霍尔效应：当电流垂直于外磁场通过半导体时：

1. 载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场。
2. 从而在半导体的两端产生电势差。

电磁感应定律

  电磁感应现象：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，所产生的电流称为感应电流。

楞次定律

  楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

感生电动势

  当线圈不动而磁场变化时，穿过回路的磁通量也发生变化，由此在回路中激发的感应电动势。
  感生电动势的计算公式为$\epsilon =n\frac{\Delta \varphi }{\Delta t}$：

• $\epsilon$为产生的感生电动势。
• $n$为线圈匝数。
• $\Delta \varphi$为磁通量变化量。
• $\Delta t$为发生变化所用时间。

动生电动势

  动生电动势：导体以垂直于磁感线的方向在磁场中运动，在同时垂直于磁场和运动方向的两端产生的电动势。

  动生电动势的计算公式为$\epsilon =-Blv$。

反电动势

  反电动势：电动机的转子在切割磁力线时，会产生一个感应电势，其方向与外加电压相反。

  反电动势是让电动机无法永远加速，有一个最大转速的原因：

1. 通电瞬间，电流最大，转子开始转动。
2. 随着转速的提高，反向电动势增加，电流减小。
3. 直到安培力的转动力矩与阻力矩抗衡，电动机达到最大转速。

  反电动势的大小，意味着用电器把电能转化为其他能量本领的强弱。

互感

  互感：当一个线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势。

自感

  自感：由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象。
  自感的分类如下：

• 通电自感：合上电键，LA立即亮，LB逐渐亮。
• 断电自感：断开电键，L先是突然亮一下，然后逐渐熄灭。