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电磁感应效应

电磁感应效应

电磁感应效应范文第1篇

【关键词】:疼痛;擦伤;骨折;风湿关节炎;骨质增生

【中图分类号】R454.1【文献标识码】A【文章编号】1007-8517 (2010) 02-130-2

AFT型核电子磁是广州市奥菲特有限公司研制开发的原子核核外电子磁感应的简称。原子核核外电子磁感应是一种与我们常见的磁性材料所表现出来磁感应现象有着根本区别的作用场,它是由组成物质分子的原子核核外电子偏转运动所形成的。对外,象我们日常见到的各种磁卡,并不表现出很强的磁性。但是,经过长期的研究,这种原子核核外电子的偏转运动和我们人体发生的各种生物化学反应具有同样的能量级别,因此能迅速减轻并消除疼痛。

笔者利用广州市奥菲特有限公司生产的磁疗止痛贴(原名:AFT型核电子磁止痛贴,商品名:OK贴,以下简称:OK贴)治疗擦伤、扭伤、挫伤、骨折、风湿性关节炎、骨质增生等引起的疼痛,并与常规的治疗方法如内服消炎止痛药品,外用理疗及其他止痛贴,作为对照进行平行治疗、观察,疗效满意。

1资料与方法

1.1一般资料

105例擦伤、扭伤、挫伤、骨折、风湿性关节炎、骨质增生患者,来自XXX医院门诊和住院病房。随机分为观察组53例和对照组52例。临床试验的试验对象均签署《知情同意书》,观察男16例,女37例;年龄25-80岁,平均年龄60岁,病程最短的1天,最长者60天,平均8.6天。对照组男15例,女37例;年龄27-78岁,平均58岁,病程最短的1天,最长者60天,平均8.4天。主要症状均为疼痛,尤其是夜间为甚,彻夜难眠。部份患者因风湿性关节炎、骨质增生长年不定期复发,发作期间,疼痛难忍,严重影响日常生活。两组患者在性别、年龄、病史、病情方便比差异均无显著性意义(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1观察组:患处擦洗干净后,将OK贴贴在患者疼痛部位,视疼痛部位面积的大小,每个患者一次贴1到2贴,24小时为一个疗程,每个患者四个疗程。

1.2.2对照组:采用常规的治疗方法如内服消炎止痛药品,外用理疗及其他止痛贴作为对照进行平行治疗。

1.3疗效标准

显效:患者使用OK贴之后,感到不疼或有轻微疼痛。

有效:患者使用OK贴之后,疼痛有明显的减轻。

无效:患者使用OK贴之后,疼痛没有明显的减轻。

1.4疗效观察

全部病例治疗后均进行随访,观察病例疼痛部位的变化,询问患者的感受。

2结果与讨论

经1-4个疗程治疗,观察组中,有两例出现过敏和可疑过敏而终止冶疗,另有15例因治疗效果良好,在三个疗程内自行停止治疗,只有一例治疗四个疗程后无效,观察组总有效率98.1%,对照组总有效率为76.9%,观察组总有效率明显一高于对照组(P

我们根据患者的临床表现,进行了统计,结果见下表:

OK贴经临床使用之后,患者普遍反映,消炎止痛速度快,效果明显,不含任何刺激人体的物质和气味,使用简单方便,皮肤干净,无不良反应,反映良好,是广大患者的常备之物。

人体体内的各种生命活动的本质是自由基的产生、转化和消失(淬灭);自由基可以彼此复合成为三重态(自旋相同)或单线态(自旋相反)。在众多物质中,金属茂络合物在激活的状态下,核外电子处于典型三重态或单线态。

电磁感应效应范文第2篇

电磁炉是利用电磁感应原理制成的高效节能的电气烹饪器具,是现代厨房革命的产物.它由高频感应线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成.工作时,励磁线圈中通入交变电流,线圈会在周围产生交变磁场.笔者利用电磁炉的励磁线圈能产生交变磁场这一特性做物理实验,不仅解决了现有器材难于满足教学要求这一问题,而且能更有效地提高教学质量、培养学生的科学素养及创新意识.

一、实验器材

家用电磁炉一台,直径为1 mm漆包线约40米,规格“6 V、0.7 A”灯炮1个,灯座一个,直径为20 cm的不锈钢盘1个,火柴一盒,长10 cm、直径2 cm木棒1根, 长 4 cm、宽4 cm的小铁片1块,厚2 mm、长20 cm、宽2 cm大铁片一块,螺丝若干枚等.

二、装置制作

1.改装电磁炉.揭开电磁炉面板,可以看到内部有一副平板线圈(即励磁线圈),用螺丝刀把固定线盘的螺丝去掉.以距大铁片一端3 cm处为对折线把铁片折成一个直角,在铁片较短的一端中央用打孔器打上一个小孔,用螺丝穿过小孔固定在电磁炉的塑料底座上.在铁片另一端的边缘处打上另一个小孔,用螺丝把励磁线圈固定在此小孔上.把原本水平放置的励磁线圈竖立起来,目的是让讲台下的学生能够看到线圈,同时着重强调电磁炉线圈的作用.

2.线圈的制作.把直径为1 mm、约30 m漆包线绕成约40匝的线圈,在漆包线两端去除绝缘漆 ,并串联一个灯炮底座,灯炮接在灯座上.

3.金属盘制作.在不锈钢盘的盘缘及小铁片上分别打上两小孔,把小铁片放在盘内侧,用螺丝通过小孔把不锈盘及铁片一起紧固在长10 cm、直径2cm木棒上.把两根火柴夹在不锈盘与铁片中间,有火药的一端紧贴不锈钢盘底.

三、实验方法

1.演示原副线圈中的电磁感应现象.把串有灯炮的线圈靠近励磁线圈,电磁炉工作时,可以观察到灯炮被点亮了这实验现象.说明了线圈内产生了感应电流,满足了产生感应电流的两个条件,即穿过串有灯炮的线圈的磁通量是变化的.

2.探究块状金属内能否产生感应电流.设置最近发展区,从重温线圈中的感应电流到探究块状金属内的感应电流.

3.理论探究块状金属内能否产生感应电流.通过演示原副线圈中的电磁感应实验,学生知道了励磁线圈产生的交变磁场能够使闭合线圈产生感应电流,但在放入励磁线圈产生的交变磁场中的块状金属盘是否也能产生感应电流呢?这对学生来讲是一个难点问题.金属盘处在交变磁场中,穿过金属盘的磁通量是变化的,满足了产生感应电流的一个条件,金属盘内能否产生感应电流关健是看金属盘内能否构成闭合回路.老师应引导学生讨论、分析金属盘能否形成闭合回路,也可以帮助学生用极限思维来推理金属盘内能形成闭合回路:在金属盘内挖一个大洞时,学生能够理解此时的金属盘能形成闭合回路,如果让洞逐渐减小,直至无穷小,通过这一推理过程,学生都认可以金属盘内能形成闭合回路,理论上块状金属内也能产生感应电流.

实验呈现块状金属内的感应电流.金属盘内的感应电流我们看不见摸不着,可以用电流的热效应(即电流通过电阻时会发热)把感应电流呈现出来.实验演示感应电流发热现象,让插有火柴的金属盘靠近工作中的励磁线圈,火柴被点燃.说明金属盘发热了,实验验证了理论探究结果,支持了金属盘内会产生感应电流这一观点.

涡流的热效应.变化的磁场穿过块状金属导体时, 导体内就会产生感应电流,这种电流叫做涡流.通过前面这个实验得知,导体中有涡流时会发热,说明涡流像其他电流一样也具有热效应.涡流的热效应在生活、生产中有重要的应用,如电磁炉、真空冶炼炉都是利用涡流的热效应来工作的.

电磁感应效应范文第3篇

1 电涡流效应的概念

根据法拉第电磁感应定律,块状的金属导体置于变化着的磁场中,或在固定磁场中作切割磁力线运动时,金属导体内就要产生感应电流,该电流流线在金属导体内呈闭合回线,类似水的旋涡形状,故称之为电涡流,这种现象称为电涡流效应.

2 理论解释

电涡流效应示意图如图1所示.根据法拉第电磁感应定律,当激励线圈通以正弦交变电流i1时,线圈周围空间必然产生正弦交变磁场Φ1,从而在附近金属导体平面上激发正弦交变的涡旋电场,金属导体中的自由电子就在该涡旋电场的电场力作用下绕金属平面垂直线往复地作涡旋运动,使置于此磁场中的金属导体中感应电涡流i2,这就是电涡流效应的原理.

3 电涡流效应的主要应用—电涡流传感器

因该电涡流i2又产生新的交变磁场Φ2,根据愣次定律,Φ2的作用将反抗原磁场Φ1,由于磁场Φ2的作用,涡流要消耗一部分能量,导致激励线圈的等效阻抗发生变化.由上可知,激励线圈阻抗的变化完全取决于附近金属导体的电涡流效应.电涡流效应既与被测体的电阻率ρ、磁导率μ以及几何形状有关,还与线圈与被测体的尺寸因子r、线圈中激励电流i的幅值、频率ω有关,同时还与线圈与导体间的距离x有关.因此,激励线圈受电涡流影响时的等效阻抗为Z=f(μ,ρ,x,i1,ω,r).如果保持上式中其它参数不变,而只改变其中一个参数,激励线圈阻抗Z就仅仅是这个参数的单值函数.通过与之配用的测量电路测出阻抗Z的变化量,即可实现对该参数的测量,这样就组成电涡流传感器.

4 电涡流传感器的应用领域

电涡流传感器的应用领域大致有以下4个方面:

(1)利用位移作为变换量,可以做成测量位移、厚度、振幅、转速等传感器;

(2)利用材料电阻率为变换量,可以做成温度测量、材料判别等传感器;

(3)利用磁导率作变换量,可以做成测量应力等传感器;

(4)利用变换量的综合影响,可以做成探伤装置等.

5 电涡流传感器的应用实例

电磁感应效应范文第4篇

1 公式E=n[SX(]ΔΦ[]Δt[SX)]和E=Blv的区别与联系问题

极限思想方法 极限思想方法是将问题推向极端状态的过程中,着眼一些物理量在连续变化过程中的变化趋势及一般规律在极限值下的表现或者说极限值下一般规律的表现,从而对问题进行分析和推理的一种思维方法。

(1)研究对象不同。E=n[SX(]ΔΦ[]Δt[SX)]的研究对象是一个回路,而E=Blv的研究对象是磁场中运动的一段导体。

(2)物理意义不同。E=n[SX(]ΔΦ[]Δt[SX)]表示的是Δt时间内的平均感应电动势,当Δt0时,则E为瞬时感应电动势;而E=Blv,如果v是某时刻的瞬时速度,则E也是该时刻的瞬时感应电动势;若v为平均速度,则E为平均感应电动势。

(3)由极限思想知E=n[SX(]ΔΦ[]Δt[SX)]和E=Blv本质上是统一的。前者是一般规律,后者是前者的一种特殊情况。在中学阶段,前者一般用于求平均值,后者用于求瞬时值。

2 不规则导体切割磁感线时的有效长度的理解问题

微元法 “微元法”通俗地说就是把研究对象或研究过程分为无限多个无限小的部分,取出有代表性的极小的一部分进行分析处理,再从局部到全体综合起来加以考虑的科学思维方法。在使用微元法处理问题时,需将其分解为众多微小的“微元”,而且每个“微元”所遵循的规律是相同的,这样,我们只需分析这些“微元”,然后再将“微元”进行必要的数学方法或物理思想处理,就可以求解该问题了。

[TP12GW50。TIF,Y#]

公式E=Blv中的l应理解为导体切割磁感线时的有效长度,如图1所示,半圆弧形的导体切割磁感线的情况应取与B和v垂直的有效直线长度,即ab的弦长。理解如下:

对于切割形状不规则的导体,由微元法将曲线导体分割成无数小段的直线导体,每一小段直线导体的长度可分解为与v垂直的有效直线长度,然后将所有的小段有效长度累加起来正好为弦长。

3 导体的转动切割问题

平均思想方法: 物理学中,有些物理量是某个物理量对另一物理量的积累,若某个物理量是变化的,则在求解积累量时,可把变化的这个物理量在整个积累过程看作是恒定的一个值――平均值,从而通过求积的方法来求积累量。这种方法叫平均思想方法。

[TP12GW51。TIF,Y#]

公式E=Blv一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况,若导线各部分切割磁感线的速度不同,可取其平均速度求电动势。如图2所示,长为L的导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度ω匀速转动,磁感应强度为B,因为从 AC,各点的线速度是均匀变化的,由平均思想故可取棒中点的速度代表棒的平均速度,得

[JZ]E=BLv中=BL・[SX(]ωL[]2[SX)]=[SX(]BL2ω[]2[SX)]。

4 电磁感应中的电路问题

等效转化法 等效法就是把陌生、复杂的物理现象、物理过程在保证某种效果、特性或关系相同的前提下,转化为简单、熟悉的物理现象、物理过程来研究,从而认识研究对象本质和规律的一种思想方法。其基本特征为等效替代。

电磁感应中的电路问题,实际上是电磁感应和恒定电流问题的综合。涉及电路的等效转化,是解决此类问题的关键。

(1)切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路等效为电源,电路中的其余部分等效为外电路。

(2)解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法:

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)确定感应电动势的大小和方向;

②画等效电路图;

③运用闭合电路的欧姆定律,串、并联电路的性质等求解。

例题 把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图3所示,一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:

(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN;

(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率。

[TP12GW52。TIF,BP#]

解析 本题关键是要分析清楚电路结构,画出等效电路图。

(1)把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R,电源电动势为E的电源,两个半圆环看成两个并联电阻,画出等效电路如图4所示。

等效电源电动势为:E=Blv=2Bav,

外电路的总电阻为:R外=[SX(]R1R2[]R1+R2[SX)]=[SX(]1[]2[SX)]R。

棒上电流大小为:I=[SX(]E[]R总[SX)]=[SX(]2Bav[][SX(]1[]2[SX)]R+R[SX)]=[SX(]4Bav[]3R[SX)],

电流方向从N流向M。根据分压原理,棒两端的电压为:

[JZ]UMN=[SX(]R外[]R外+R[SX)]・E=[SX(]2[]3[SX)]Bav。

(2)圆环和金属棒上消耗的总热功率为:

[JZ]P=IE=[SX(]8B2a2v2[]3R[SX)]。

5 电磁感应的本质问题

寻找守恒量法 守恒,意思是研究数量时总量不变的一种现象。物理学中的守恒,是指在物理变化过程或物质的转化迁移过程中一些物理量的总量不变的现象或事实。守恒,已是物理学中最基本的规律(有动量守恒、能量守恒、电荷守恒、质量守恒),也是一种解决物理问题的基本思想方法。并且应用起来简练、快捷。

(1)电磁感应现象中的能量守恒

能量守恒定律是自然界中的一条基本规律,电磁感应现象 当[HJ1。54mm]然也不例外。电磁感应现象中,从磁通量变化的角度来看,感应电流总要阻碍原磁通量的变化;从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍它们的相对运动。电磁感应现象中的“阻碍”正是能量守恒的具体体现,在这种“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能。

(2)电磁感应现象中的能量转化

①与感生电动势有关的电磁感应现象中,磁场能转化为电能,若电路是纯电阻电路,转化过来的电能将全部转化为电路的内能。

电磁感应效应范文第5篇

关键词:电磁感应定律;物理学史;运用

电磁感应定律是物理学的关键内容,它展示了电和磁之间的联系。当大学生在学习物理电磁理论时,由于中学的重要基础,因此会比较熟悉教材中的电磁感应现象和规律。这样一来,学生在上课过程中就有可能轻视电磁感应的相关问题,而一旦涉及应用,学生往往又会感觉到力不从心。这说明,学生对电磁感应定律的内涵理解还不够深刻和透彻。因此,加强对电磁感应定律的运用是本次研究的重点。

一、从物理学史认识电磁感应定律

1.借助直觉思维,实现新突破

电流磁效应于1820年被丹麦物理学家发现,这一发现充分展现了电和磁之间的关系,突破了长久以来对电和磁在认识上的局限性,这一巨大的科学浪潮证明了电和磁是密切相关的。在直觉思维的推动下,科学家认为因为电可以生成磁,所以磁也是可以生成电的。19世纪20年代,法拉第仔细观察了磁铁之间存在的相互作用问题,以及电流之间产生作用等一系列的电磁现象,在经过严格的分析和比对之后,法拉第猜测,磁铁能够使影响范围内的铁感应具有磁性,而电荷可以让近处的导体在感应上带有电荷,所以电流也是同理,一样可以让附近的线圈因受到磁感应而产生电流。之后,法拉第对电和磁之间的关系问题展开了持久的探索工作,并于1825年将导线的回路放置在另一通以强电流的回路附近,他希望通过这样的布置能够使导线回路产生感应电流,但这次的试验以失败告终。到19世纪末,法拉第再次设计出专门的装置,让导线的回路和磁铁不在同一位置上,但结果仍然不理想。这段时期,不仅法拉第,其他物理学家也在进行相应的尝试,但均以失败告终。

虽然经历了大量的失败,但在一次次的失败中,法拉第已经通过直觉和经验感觉到磁能够生成电,因此他更加坚信这一理念,至19世纪30年代,法拉第再次进行了实验。他通过铁环和线圈验证了自己观点的正确性。在继续试验的过程中,法拉第也逐渐意识到,如果保持通电,磁针就不会有反应。通过长期的研究观察,法拉第更加坚信自己的理论,并突然意识到,电磁感应是一种在变化和运动过程中出现的非恒定暂态效应。在接下来的探索和试验中,法拉第终于向世人揭示了电磁感应现象。从这一点上来看,借助直觉思维并不断进行试验,就能够有效突破魍彻勰畹氖缚,虽然未必能够实现自己的目标,但可能因此产生新的收获。

2.抓住本质形象,建立电磁感应定律

法拉第在发现了电磁感应规律之后,又紧接着进行了多项此类试验,并总结规律,将产生感应电流的实验情形归纳为运动恒定电流、变化电流、运动磁铁、变化磁场以及在磁场中运动的导体五类。19世纪30年代初,法拉第认识到,在同样的条件之下,不同金属导体中所产生的感应电流和导体的导电能力成正比,这说明感应电势会在一定条件下形成,而感应电流则是因和导体性质无关的感应电势产生的,因此产生感应电流的原因就是感应电势。

上述的五种情况都可以产生感应电势,闭合导体中的自由电荷也就因此定向移动。法拉第认为,感应电势产生的原因主要是由于磁铁及电流会产生张力,使物质处于张力状态下,这样的状态从出现到消失,整个过程都会产生电势。为了直观地描述这样的状态,法拉第以其丰富的想象力将力线创造性地引入概念以解释电紧张的状态。法拉第力线是由于物质产生的,它会充满整个空间,而两个磁极的相互作用也是通过力线进行传递。力线的源头不变,力线的分布就不会改变。等到通过导体回路的磁力线发生数量上的变化时,感应电动势就会在回路中产生,感应电流也就因此形成。

二、电磁感应定律的表述

电磁学的重要规律就包括电磁感应定律,它主要有两种表达方式,第一种可以表述为:

①ε=-d/dt

这是电磁感应在宏观上的表现形式。在进一步分析电磁通量变化的原因后,可以得到第二种表述:

②ε=L(v×b)*dl-*ds

这两种表述是否等价,目前不好下定论,很多文献均处于探讨阶段。

三、电磁感应定律的运用

根据公式②可以看出,它在揭示电磁感应现象时,是通过微观机理出发揭示的,不仅将电磁感应的微观本质展现出来,并且也更有利于日后对电磁感应理论的应用。根据公式②,不仅能够对非闭合的导体进行方便的计算,计算其在进行切割磁感线运动时所产生的电势;也方便了对净值闭合导体的相关数据的计算,计算出其在磁场的变化状态中自身产生的感应电势。

在论证公式①时,根据当前的教材可知:在对ε的正负值进行讨论之前,应统一回路的绕向,以其边界的曲面矢量n为统一的右手螺旋定理。以下四种情况如图1所示,统一规定绕向,以右手为标准。当φ>0并且φ增加时,d/dt>0,因此ε

虽然按照这样的方式判断电势是准确的,但还不够简洁,因此就建议采用如图2的方法进行分析,具体如下:规定n的方向和φ的方向一致,得到φ>0,d/dt的正负也就很好判定,简化了分析判断的过程,并且不易出错。

四、结语

物理是一门重视实践的课程,因此通过实践运用的方式学习物理学中电磁感应定律也是非常有效的。通过物理学史,学生们首先认识电磁感应定律的基本含义和原理,再通过改变课程实验设计的方式简化判断,在充分运用电磁感应定律的同时,也简化了分析研究的步骤。

参考文献:

1.康良溪.电磁感应定律实验的研究[J].物理教师,2016,37(9):48-50.

2.刘礼全.电磁感应定律的几类题型及解题技巧[J].新课程学习:上旬,2014(5):50-51.