電磁感應(yīng)與電磁波初步

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步.磁場(chǎng)磁感線練習(xí)與應(yīng)用.音箱中的揚(yáng)聲器、電話、磁盤(pán)、磁卡等生活中的許多器具都利用了磁體的磁性。請(qǐng)選擇一個(gè)你最熟悉的器具，簡(jiǎn)述它是怎樣利用磁體的磁性來(lái)工作的。.日常生活中，磁的應(yīng)用給我們帶來(lái)方便。例如：在柜門(mén)上安裝“門(mén)吸”能方便地把柜門(mén)關(guān)緊；把螺絲刀做成磁性刀頭，可以像手一樣抓住需要安裝的鐵螺釘，還能把掉在狹縫中的鐵螺釘取出來(lái)。請(qǐng)你關(guān)注自己的生活，看看還有哪些地方如果應(yīng)用磁性可以帶來(lái)方便。寫(xiě)出你的創(chuàng)意，并畫(huà)出你設(shè)計(jì)的示意圖。.磁的應(yīng)用非常廣泛，不同的人對(duì)磁應(yīng)用的分類(lèi)也許有不同的方法。請(qǐng)你對(duì)磁的應(yīng)用分類(lèi)，并每類(lèi)舉一個(gè)例子。.通電直導(dǎo)線附近的小磁針如圖13.1-13所示，標(biāo)出導(dǎo)線中的電流方向。013.1-13 13.1-14.如圖13.1-14,當(dāng)導(dǎo)線環(huán)中沿逆時(shí)針?lè)较蛲ㄟ^(guò)電流時(shí)，說(shuō)出小磁針最后靜止時(shí)N極的指向。.通電螺線管內(nèi)部與管□外相比，哪里的磁場(chǎng)比較強(qiáng)？你是根據(jù)什么判斷的？.為解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過(guò)地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在圖13.1-15中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是哪一個(gè)？請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。西東西東西（忑）東西東1 I I 1A B C D圖131-152.2.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量練習(xí)與應(yīng)用.有人根據(jù)B=IlF提出：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的磁場(chǎng)力F成正比，與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積成反比。這種說(shuō)法有什么問(wèn)題?.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根長(zhǎng)0.4m的通電導(dǎo)線中的電流為20A,這條導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，所受的磁場(chǎng)力為0.015N,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。且線段MN、DC相等，長(zhǎng)度為0.4m,SMEFD的磁通量①1、①2、①3各.如圖13.2-8,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為且線段MN、DC相等，長(zhǎng)度為0.4m,SMEFD的磁通量①1、①2、①3各線段NC、EF、MD、NE、CF相等，長(zhǎng)度為0.3m,通過(guò)面積SMNCD、SNEFC、是多少?4.在磁場(chǎng)中放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)方向垂直。先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的是多少?4.在磁場(chǎng)中放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)方向垂直。先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力也不一樣。圖13.2-9中的圖像表現(xiàn)的是導(dǎo)線受力的大小F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系。A、B各代表一組F、I的數(shù)據(jù)。在甲、乙、丙、丁四幅圖中，正確的是哪一幅或哪幾幅？說(shuō)明道理3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用.圖13.3-7所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框。在下列幾種情況下，線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流?（1）保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)（圖13.3-7甲）。（2）保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)（圖13.3-7乙）。（3）線框繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)（圖13.3-7丙）。

.磁場(chǎng)中有一個(gè)閉合的彈簧線圈。先把線圈撐開(kāi)（圖13.3-8甲），然后放手，讓線圈收縮（圖13.3-8乙）。線圈收縮時(shí)，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？3.如圖13.3-9,3.如圖13.3-9,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)局限在虛線框內(nèi)，閉合線圈由位置1穿過(guò)虛線框運(yùn)動(dòng)到位置2。線圖13.3-8圖13.3-9圈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中什么時(shí)候有感應(yīng)電流，什么時(shí)候沒(méi)有感應(yīng)電流？為什么？4.矩形線圈ABCD位于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線附近（圖13.3-10），線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。在這個(gè)平面內(nèi)，線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí)，線圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流？線圈和導(dǎo)線都不動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中的電流I逐漸增大或減小時(shí)，線圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流？為什么？5.把一個(gè)銅環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，使銅環(huán)的平面跟磁場(chǎng)方向垂直（圖13.3-11甲）。如果使銅環(huán)沿著磁場(chǎng)5.把一個(gè)銅環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，使銅環(huán)的平面跟磁場(chǎng)方向垂直（圖13.3-11甲）。如果使銅環(huán)沿著磁場(chǎng)注意：長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流越大，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)；離長(zhǎng)直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，它的磁場(chǎng)越弱。圖13.3-10圖13.3-11的方向移動(dòng)，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？如果磁場(chǎng)是不均勻的（圖13.3-11乙），是否有感應(yīng)電流?為什么？

6.某實(shí)驗(yàn)裝置如圖13.3-12所示，在鐵芯P上繞著兩個(gè)線圈A和B。如果線圈A中電流i與時(shí)間t的關(guān)系這段時(shí)間內(nèi)，哪情況可以觀察到線圈B中有有圖13.3-13這段時(shí)間內(nèi)，哪情況可以觀察到線圈B中有感應(yīng)電流?：引1：引11女12 圖］13-134.電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用.家用微波爐的微波頻率為2450MHz，它的波長(zhǎng)是多少？.變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)形成不可分割的統(tǒng)一體一一電磁場(chǎng)，它會(huì)由近及遠(yuǎn)地向外傳播，它的傳播需要介質(zhì)嗎？它傳播的速度是多少？.中國(guó)航天員在天宮一號(hào)上成功進(jìn)行了太空授課（圖13.4-7）。已知天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室軌道半徑為6740km，地球半徑為6400km,試計(jì)算航天員講課的實(shí)時(shí)畫(huà)面從天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)至地面接收站，最少需要多少時(shí)間？要多少時(shí)間？.電焊作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的電焊弧光。焊接電弧溫度在3000℃時(shí)，輻射出大量頻率為1.0X1015Hz的電磁波。根據(jù)波長(zhǎng)判斷，它屬于哪種電磁波？電焊工人作業(yè)時(shí)，需要佩戴專(zhuān)業(yè)的防護(hù)頭盔（圖13.4-8）,這是為什么？.能量量子化練習(xí)與應(yīng)用.對(duì)應(yīng)于7.4X10-19J的能量子，其電磁輻射的頻率和波長(zhǎng)各是多少？.氮氖激光器發(fā)射波長(zhǎng)為632.8nm的單色光，這種光的一個(gè)光子的能量為多少？若該激光器的發(fā)光功率為18mW,則每秒發(fā)射多少個(gè)光子？.晴朗的夜空繁星閃爍（圖13.5-3）,有的恒星顏色偏紅，有的恒星顏色偏藍(lán)。對(duì)于“紅星”和“藍(lán)星”，你能判斷出哪種恒星的表面溫度更高么？說(shuō)出你的道理。圖13.5-3復(fù)習(xí)與提高A組.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)示意圖如圖13-1所示。他將導(dǎo)線沿南北方向放置在小磁針的上方時(shí)，磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了。請(qǐng)簡(jiǎn)述磁針能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。圖13-1圖13-1圖13-2.一個(gè)電子在平行于紙面的平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，在垂直于圓軌道所在平面并穿過(guò)圓心的直線上有一點(diǎn)A,試確定并繪圖表示A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。.圖13-2是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，若它們的電流大小都相同，方向垂直紙面向里。如果VB=AC=AD,則A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向怎樣？.下列有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法錯(cuò)在哪里？(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量；(2)若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為)；(3)若有一小段長(zhǎng)為1、通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為F,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是B=I1F。.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流是2.54，導(dǎo)線長(zhǎng)1cm,它受到的磁場(chǎng)力為5.0X10-2N。(1)求這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)把通電導(dǎo)線中的電流增大到5A時(shí)，這一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化嗎？.如圖13-3,線圈面積為S,線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)線圈的磁通量是多少？若線圈繞00,轉(zhuǎn)過(guò)60°角，則穿過(guò)線圈的磁通量是多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90°角，則穿過(guò)線圈的磁通量是多少？.如圖13-4,邊長(zhǎng)為l的n匝正方形線框內(nèi)部有一邊長(zhǎng)為2l的正方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則穿過(guò)線框的磁通量是多少？.圖13-5是一種利用電磁原理制作的充氣泵的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)電磁鐵通入電流時(shí)，可吸引或排斥上部的小磁體，從而帶動(dòng)彈性金屬片對(duì)橡皮碗下面的氣室施加力的作用，達(dá)到充氣的目的。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）當(dāng)電流從電磁鐵的接線柱A流入時(shí)，發(fā)現(xiàn)吸引小磁體向下運(yùn)動(dòng)，則電磁鐵的上端為極，小磁體的下端為極。（2）電磁鐵用的鐵芯可分為硬磁性材料和軟磁性材料。硬磁性材料在磁場(chǎng)撤去后還會(huì)有很強(qiáng)的磁性，而軟磁性材料在磁場(chǎng)撤去后就沒(méi)有明顯的磁性了。你認(rèn)為這種鐵芯應(yīng)該用哪種材料制作？.如圖13-6,條形磁體豎直放置，一個(gè)水平圓環(huán)從條形磁體上方位置A向下運(yùn)動(dòng)，先到達(dá)磁體上端位置B，然后到達(dá)磁體中部P，再到達(dá)磁體下端位置Q，最后到達(dá)下方L。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量如何變化？.如圖13-7,線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上。（1）當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線圈P里是否有感應(yīng)電流？（2）當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線圈P里是否有感應(yīng)電流？圖13-7 圖15-S.鐵環(huán)上繞有絕緣的通電導(dǎo)線，電流方向