大学物理·电磁学

电磁感应

10 分钟

法拉第的追问:磁能不能生电

奥斯特证明电生磁之后,法拉第反过来想:磁能不能生电?他试了近十年,1831 年终于发现关键——静止的磁铁不行,「变化」的磁场才行。让磁铁穿过线圈,或让线圈在磁场中转动,导线里就会感应出电流。这叫电磁感应。

核心一句话:穿过线圈的磁通量发生变化,就会产生感应电压;变化越快,电压越大。

楞次定律:感应总是「唱反调」

感应电流的效果,总是阻碍那个引起它的变化——磁铁靠近线圈,线圈就「推开」它;磁铁离开,线圈又「挽留」它。这正是能量守恒的体现:你想发电,就必须付出推磁铁的力气。

例子遍地都是:发电站里,水流或水蒸气推着巨型磁体转动,机械能变成电能;变压器靠交变磁场升压降压;电磁炉用高频变化的磁场直接在锅底感应出电流来加热;手机无线充电,也是两个线圈之间的隔空传电。

常见误区:不是「有磁场就有电」——磁场不变,线圈放再久也没有电流。关键词永远是「变化」。

练一练:摇一摇手摇发电手电筒(或试试自行车的摩电灯),体会「用力才能发电」。

小纸条

摇动或踩踏一个发电装置,感受发电力气与灯亮度的关系。

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