切割磁感线,切割机视频

  

  现在初三的学生应该都学过焦耳定律了。焦耳定律的内容是:电流通过导体产生的热量是导体中电流的二次方,导体的电阻与通电时间成正比。它是用公式表示的。这个公式一看就会想到欧姆定律和电功率公式推导出来的公式,会让学生认为电路中的电流确实是通过将电能转化为内能做功的,那么这个公式不是没有意义吗?这时,教科书、教师、参考书都会引入一对新概念,即“纯电阻电路”和“不纯电阻电路”。他们的定义分别是:纯电阻电路是电能全部转化为内能的电路,不纯电阻电路是电能部分转化为内能的电路。同时指出欧姆定律只能适用于纯电阻电路。所以我们有:   

  

  纯电阻电路:   

  

  无电阻电路:   

  

  那么有的同学会疑惑,为什么纯电阻电路可以用欧姆定律代替纯电阻电路呢?   

  

  电阻电路不纯的情况在现实中有很多,但电机是初中最常见的不纯电阻电路。下面是电机不能直接用欧姆定律的原因。   

  

  欧姆定律其实不能用在电机上,但是我们初中不关心电机的定量原理,所以也不刻意通过计算来解释这个问题。学完下面的磁现象,磁场对电流的作用,电磁感应,作者的解释就能大致理解了。   

  

  电机工作时,需要一个旋转的线圈和磁场。学过磁性现象的学生都知道通电的导线在磁场中会受到力的作用。如果我们对导体施加另一个力来平衡它的力,导体就不会移动。当我们去掉其他的力,使得磁场中没有力来平衡带电导线的力,那么导体就会在一段时间内朝着力的方向运动得更快(通常老师会在课堂上做这个实验让大家了解这个现象,网上有相关视频可以搜索观看)。   

  

  学过电磁感应的读者现在都知道,导体在磁场中切割磁感应线,闭合电路(有无其他电源)就会产生感应电流。刚才提到,如果导体受到磁场作用在导体上的力,与其他力不平衡,导体就会加速运动,这个运动过程必然会使导体切割磁感应线,从而使导体中的电流具有与原来电流相反的方向。这部分电流抵消了原来的一部分电流(导体两端的电压),使导体中的电流小于,所以不能用导体两端的电压除以导体的电阻直接得到电流。   

  

  经过作者的计算,减去反向电流恰好在焦耳定律中。   

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