文档介绍：实验6-5 电磁感应与磁悬浮力
实验目的、意义和要求
电磁学之所以迅速发展为物理学中的一个重要学科,在于它的强大生命力,在于它在经济生活中有丰富的回报率。电磁感应原理不但在传统的电机工程、变压器效应、无线通讯等领域中独领风骚,在现代医学、现代交通、信息产业等领域中也有许多应用。
本实验就是要通过一些电磁感应现象的揭示,悟出其中的原理和奥妙,并研究它的现象和磁力对各种材料的影响,探讨其在现实生活中的应用和发展,这对电磁感应从理论到实际的联系,对电磁感应的成因,性质、效应和规律的理解,都有很大的收益。
黄铜的电导率和磁导率分别为
s = ´ 107 (S/m) 和 m0 = 4p ´ 10-7 (H/m)
趋腹深度(穿透深度)为
实验前应回答的问题
?其产生的电流、电动势和电磁场如何定义?
解答通过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时,回路中产生电流的现象叫电磁感应。由电磁感应产生的电动势称感生电动势,由电磁感应产生的电流称感生电流。电磁场是一种物理场,是相互依存的电场和磁场的总称。电流随时间变化而引起磁场,磁场随时间变化产生电场,二者互为因果,形成电磁场。
?此实验中电能可能转化为何种能量?
解答是确定感生电流方向的定律,即感生电流的方向,总是使其产生的磁场阻碍原来磁场的变化。在此实验中电能有可能转化为热能和机械能等。
?它和安培定律有什么关系?
解答磁力也称为安培力它表述通电导线在磁场中受力的情况,其公式为F=BILsina。a为磁场方向与电流方向的夹角B为磁感应强度,I为导线中的电流,L为导线长度。作用力F的方向可用左手定则确定。此公式也可称为安培定律。
?
解答磁场强度是描写磁介质中磁场的一个辅助量。磁介质中的磁场不仅与磁介质中的磁化电流有关,更和场源的电流有关,磁场强度定义为。(M为磁场强度) 。
?其原理是什么?
解答变压器是利用电磁感应原理来改变电压和电流的一种电气设备,其原理为原线圈和付线圈中感生电动势之比等于它们的匝数之比,即。
?它在电磁感应中起了什么作用?
解答停电阻率是表征物质导电性能的物理量,它是随温度变化而变化的。电阻率和电阻成正比,而导体内电阻的大小直接影响了电磁感应中感生电流的大小,从而影响电磁感应的效果。
?什么叫磁化? 它们都有什么作用?
解答利用电流使磁芯磁化的装置叫电磁铁。它是软磁材料制成的铁芯和激磁线圈共同组成。而使原来不带磁的物体在磁场中获得磁性的过程叫磁化,最容易磁化的物质是铁磁物质(如软铁、硅钢等。由于电流能引起很强的磁场并便于控制,所以常用电流产生的磁场使铁磁物质磁化而制成永磁铁或电磁铁,它们都在电工和电子技术方面得到广泛的应用。
?什么叫感应电场?
解答涡流也称付科流。即迅速变化的磁场在导体内产生的感生电流,是在垂直于磁场方向的平面内沿环流流通的电流(其形状象水的涡流)。变化的磁场产生的电场称为感应电场。
实验室可提供的主要器材
,主要器件有线圈和软铁棒,组成如图1所示。
图 1 电磁感应仪图 2 电磁感应电源面板接线
-1