目录

  • 1 运动与力
    • 1.1 运动的描述
    • 1.2 实验绪论 误差和有效数字
    • 1.3 学生实验一 长度的测量
    • 1.4 匀变速直线运动
    • 1.5 重力 弹力 摩擦力
    • 1.6 力的合成与分解
    • 1.7 牛顿运动定律
    • 1.8 学生实验二 测运动物体的速度、加速度
    • 1.9 牛顿第二定律的研究
  • 2 机械能
    • 2.1 功 功率
    • 2.2 动能 动能定理
    • 2.3 势能 机械能守恒定律
  • 3 热现象及应用
    • 3.1 分子动理论
    • 3.2 学生实验三 测量气体的压强
    • 3.3 能量守恒定律
  • 4 直流电路
    • 4.1 电阻定律
    • 4.2 串联电路和并联电路
    • 4.3 学生实验四 万用表的使用
    • 4.4 电功 电功率
    • 4.5 全电路欧姆定律
    • 4.6 学生实验五 测电源电动势和內阻(设计性实验)
    • 4.7 安全用电
  • 5 电场与磁场 电磁感应
    • 5.1 电场 电场强度
    • 5.2 电势能 电势 电势差
    • 5.3 磁场 磁感强度
    • 5.4 磁场对电流的作用
    • 5.5 电磁感应
    • 5.6 自感 互感
  • 6 光现象及应用
    • 6.1 光的拆射与全反射
    • 6.2 学生实验六 光的全反射
    • 6.3 激光的特性及应用
  • 7 核能及应用
    • 7.1 原子结构
    • 7.2 核能 核技术
自感 互感


自感

1.自感现象

如图所示连接电路.接通电路时可以发现,跟滑动变阻器串联的灯泡 L2立刻正常发光,而跟线圈串联的灯泡 L1却是逐渐变亮的.这时因为,在接通电路的瞬间,穿过线圈的电流增加,造成穿过线圈的磁通量也增大,因而线圈中产生感应电动势,这个感应电动势阻碍了线圈中电流的增大,因此L1不能立刻亮起来,要逐渐变亮.

如图所示连接电路.接通电路,灯泡L正常发光.断开电路,此时可以发现,灯泡并不是立刻熄灭,而是很亮地闪了一下才熄灭.这是由于电路断开的瞬间,通过线圈的电流减弱,穿过线圈的磁通量减少,因而线圈中产生了感应电动势,阻碍电流的减小.虽然这时S已经断开,但是线圈依然和灯泡 L组成了闭合电路,在这个电路中有感应电流通过,使灯泡发光.


这种由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象.在自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势.自感系数的单位是亨利,简称亨,写作H.

2.日光灯的工作原理

简单的日光灯电路由灯管、启辉器和镇流器等组成,如图所示.

当接通电源时,电源电压全部加在辉光管的两个电极之间,启辉器内的氩气发生电离.电离的高温使倒U型电极受热趋于伸直,两电极接触,形成通路并加热灯丝,使氧化物发射电子.同时,辉光管两个电极接通时,电极间电压为0,启辉器中的电离现象立即停止,U型金属片因温度下降而复原,两电极离开.

在离开的一瞬间,使镇流器流过的电流发生突然变化(突降至0),由于镇流器铁心线圈的自感作用,产生足够高的自感电动势作用于灯管两端.这个感应电压连同电源电压一起加在灯管的两端,使灯管内的惰性气体电离而产生弧光放电.随着管内温度的逐渐升高,水银蒸气游离,碰撞惰性气体分子放电.当水银蒸气弧光放电时,就会辐射出不可见的紫外线,紫外线激发灯管内壁的荧光粉后发出可见光.

互感

1.互感现象

由于一个电路中的电流的变化,在另一个电路中产生感应电动势的电磁感应现象称为互感.在互感现象中,两个电路中并没有电的联系,而是通过磁的联系把电能从一个电路传送到另一个电路.

2.变压器的工作原理

变压器是利用互感原理工作的电磁装置,主要由铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成,变压器的一个线圈与电源连接,叫做原线圈或初级线圈,另一个线圈与负载连接,叫做副线圈或次级线圈.两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的,铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢片等磁性材料叠合而成的.

在理想情况下,可认为穿过这两个线圈的交变磁通量相等,则这两个线圈每匝产生的感应电动势相等,因此,在这种情况下,变压器原线圈与副线圈的端电压之比就等于这两个线圈的匝数比.若理想变压器原线圈两端的电压是U1,副线圈两端的电压是 U2,原线圈的匝数是 n1,副线圈的匝数是 n2,则


n2n1时,U2U1,变压器使电压升高,这种变压器叫做升压变压器;而当n2n1时,U2U1,变压器使电压降低,这种变压器叫做降压变压器.