双鱼座科学家:楞次
楞次(1804~1865)俄国物理学家。1804年2月24日生于德尔帕特(今爱沙尼亚共和国的塔尔都)。1820年入德尔帕特大学;在大学二年级时由校长推荐参加1823~1826年“企业号”单桅炮舰的全球考察旅行;他设计了海水测深仪等仪器并卓越地完成了海上物理考察,1834年起当选为科学院院士;1836~1865年任彼得堡大学教授,1840年任数理系主任,1863年任校长。其间还在海军和师范学院任教。1865年2月10日在罗马逝世。
冷慈在物理学上的主要成就是发现了电磁感应的楞次定律和电热效应的焦耳-楞次定律。
1833年,冷慈读了他的书《名为& ldquo圣彼得堡科学院。用电动力学确定感应电流的方向& rdquo本文提出了楞次定律。亥姆霍兹证明了楞次定律是电磁现象的能量守恒定律。
在电加热方面,1843年冷慈在不知道焦耳发现电流热作用定律(1841年)的情况下,独立发现了这个定律。他通过改进实验方法,使用酒精作为传热介质,提高了实验的准确性。
1831年,冷慈基于感应电流的瞬时和类冲击效应,用冲击法对电磁现象进行了定量研究,确定线圈中的感应电动势等于每匝电动势之和,与所用导线的粗细和类型无关。1838年,冷慈还研究了电动机与发电机之间的转换,并用楞次定律解释了其转换原理。1844年,冷慈在研究任意电动势和电阻的并联时,提出了分流电流定律,比基尔霍夫发表更普遍的电路定律早了4年。
1865年寒假,冷慈在意大利罗马因中风去世。
物理学的重要贡献& mdash& mdash楞次定律
楞次定律是电磁学的一个定律,由电磁感应得到感应电动势的方向。
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
注意:& ldquo阻碍& rdquo否& ldquo相反& rdquo当原始磁通量增加时,方向相反,但当原始磁通量减少时,方向相同;& ldquo阻碍& rdquo它不会停止。电路中的磁通量仍在变化。
其公式为:
其中e为感应电动势,n为线圈匝数,& Phi是磁通量。
1833年,冷慈在总结大量实验事实的基础上,总结出一条判断感应电流方向的规律,称为楞次定律。
楞次定律可以表述为:
闭合电路中感应电流的方向总是使其激发的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律也可以简洁地表述为:
感应电流的作用总是阻碍感应电流产生的原因。
学习要点1。难点分析
1。从静态到动态的飞跃
学习& ldquo楞次定律& rdquo我以前学到的东西& ldquo电场& rdquo还有& ldquo磁场& rdquo仅限于& ldquo静态字段& rdquo考虑一下,然后& ldquo楞次定律& rdquo涉及到变化磁场和感应电流磁场的关系,是一种& ldquo动态场& rdquo,还有& ldquo从静态到动态& rdquo这是一个很大的飞跃,所以学生更难理解。
2。内容和关系的复杂性
& ldquo;楞次定律& rdquo涉及的物理量很多,关系复杂。产生感应电流的原磁场和感应电流的磁场都在同一个线圈中,感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。它们相互依存,又相互排斥。如果不明确指出物理量之间的关系,让学生有一个清晰的思路,必然会造成学生思路的混乱,影响对这个规律的理解。
3。学生的知识和能力不足
应该可以理解& ldquo楞次定律& rdquo他们必须具备一定的思维能力,但是空之间大部分学生的抽象思维和想象能力都不是很强。他们对物理知识的理解、判断、分析和推理往往表现出一定的主观性、片面性和肤浅性,因此很容易在一些问题的理解上出现失误。
二。突破困难的方法。正确理解& ldquo楞次定律& rdquo内容和& ldquo阻碍& rdquo
(1)的含义& ldquo楞次定律& rdquo内容:感应电流有这样一个方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)右& ldquo阻碍& rdquo二、对词的理解:正确全面地理解& ldquo楞次定律& rdquo你必须从& ldquo阻碍& rdquo第二,努力。在这里阻碍我们的是& ldquo感应电流的磁场& rdquo,它阻碍了& ldquo原始磁通量的变化& rdquo,不阻碍原始磁场,也不阻碍原始磁通量。不能思考& ldquo感应电流的磁场必须与原始磁场相反& rdquo或者& ldquo感应电流的方向必须与原电流的方向相反& rdquo。因此& ldquo楞次定律& rdquo可以理解为,当通过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反;当通过闭合回路的磁通量减小时,感应电流的磁场方向始终与原始磁场方向相同。此外& ldquo阻碍& rdquo不能理解为& ldquo停止& rdquo应该认识到,初级磁场是主动的,而感应电流磁场是被动的。初级磁通量仍然必须改变,并且不能停止,但是感应电流磁场只起阻碍作用。感应电流磁场的存在只是减弱了通过电路的总磁通的变化速度,并不改变变化的特性和方向。比如,当感应电流的磁场增大时,原来的磁场会一直沿原来的方向增大,只是比没有感应电流时稍微慢一点。如果磁通量的变化被阻止,感应电流将不会继续产生。没有感应电流,更不用说& ldquo停止& rdquo走吧。
2。掌握应用& ldquo楞次定律& rdquo判断感应电流方向的步骤
(1)明确原始磁场的方向和磁通量的变化(增大或减小)。
(2)根据& ldquo确定感应电流的磁场方向;增减是一样的& rdquo当然可以。
(3)用安培定律确定感应电流的方向。
3。找出最基本的因果关系
& ldquo;楞次定律& rdquo这种揭示出来的因果关系可以如图1(不知道图1在哪里)。感应磁场的磁通变化与原磁场的阻碍与妨碍关系:原磁场的磁通变化是因,感应电流是果,因导致果,果反作用于因。两者在发展过程中相互影响,互为因果。
4。正确理解& ldquo楞次定律& rdquo与能量转换的关系
& ldquo;楞次定律& rdquo它是能量转换和守恒定律在电磁运动中的体现。感应电流的磁场阻碍引起感应电流原始磁场磁通量的变化。因此,为了维持原磁场的磁通量变化,必须有一个动力作用。这种动力克服了感应电流的磁场的阻碍而做功,将其他形式的能量转化为感应电流的电能,所以& ldquo楞次定律& rdquo其实堵的过程就是能量转换的过程。
5。多角度理解& ldquo楞次定律& rdquo
(1)从电阻效应的角度理解,感应电流的效应总是要抵抗感应电流的原因。这是& ldquo楞次定律& rdquo的另一种表达。根据这个表达式,& ldquo楞次定律& rdquo可以概括为:
①阻碍原有磁通量的变化。
②阻碍(导体的)相对运动(导体相对磁场运动产生感应电流的情况)。可以理解为& ldquo拒绝来,走就留下& rdquo。
6。相关解题方法
电流元法:在整个导体上放几个电流元,判断电流元的受力情况,从而判断问题的受力情况。等效磁铁法:将导体等效为条形磁铁,然后做出判断。
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