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分析電磁學(xué)在生活中的應(yīng)用

2018-03-06 12:59溫鎧寧
科技資訊 2018年23期
關(guān)鍵詞:電磁學(xué)高中物理生活

溫鎧寧

摘 要:電磁學(xué)是高中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一,其作為物理學(xué)的核心分支學(xué)科,對(duì)我們高中生的學(xué)習(xí)掌握水平要求較高。在高中物理電磁學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,我們要具有一定的思維邏輯性,并能結(jié)合生活實(shí)際深化對(duì)電磁學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí),在自覺(jué)培養(yǎng)物理學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),加強(qiáng)我們物理知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力,真正學(xué)到電磁學(xué)知識(shí),提升自我綜合能力。本文概述電磁學(xué),并探究電磁學(xué)在生活中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:高中物理 電磁學(xué) 生活

中圖分類(lèi)號(hào):O441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2018)08(b)-0247-02

電磁學(xué)是高中物理課程的重要內(nèi)容,早已經(jīng)發(fā)展成電工學(xué)、無(wú)線(xiàn)電電子學(xué)等的重要理論依據(jù),在日常生活中隨處可見(jiàn),與生產(chǎn)生活具有緊密聯(lián)系。電磁學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)我們高中生而言具有一定的難度,需要我們具備一定的思維邏輯性、抽象理論知識(shí)的具體化能力等,更強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際的結(jié)合,不僅讓我們學(xué)習(xí)并掌握電磁學(xué)相關(guān)理論知識(shí),還要從現(xiàn)實(shí)生活中加深對(duì)其的理解,在學(xué)好理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,還要在生活中學(xué)會(huì)運(yùn)用電磁學(xué),提高我們的實(shí)踐應(yīng)用能力[1]。

1 電磁學(xué)概述

電磁學(xué)是物理學(xué)的一種重要分支,是在原有電學(xué)和磁學(xué)中融合而成,形成對(duì)于電流磁效應(yīng)和變化磁場(chǎng)電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn),電磁學(xué)的內(nèi)容包括電荷、磁場(chǎng)規(guī)律、電流與電場(chǎng)關(guān)系等。在高中物理電磁學(xué)的學(xué)習(xí)中,我們常常會(huì)遇到電學(xué)和磁學(xué)的相互作用問(wèn)題。首先要明白電磁感應(yīng)與電路之間的關(guān)系,之后再進(jìn)入到電磁學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中[2]。如今,在我們?nèi)粘I钌a(chǎn)中,電磁學(xué)廣泛存在,包括各種電器的使用、磁懸浮列車(chē)的使用、移動(dòng)手機(jī)的使用等,其不僅方便了我們?nèi)粘I睿掖龠M(jìn)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此分析電磁學(xué)在生活中的應(yīng)用,有利于我們高中生更好地學(xué)習(xí)電磁學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。

2 高中物理電磁學(xué)在生活中的應(yīng)用分析

2.1 電磁繼電器

電磁繼電器是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作的,由電磁鐵、彈簧片、觸點(diǎn)、銜鐵等組成,由低壓控制的低壓電路和高壓電路組成其工作電路。在線(xiàn)圈兩端加上電壓時(shí),線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流,引起電磁效應(yīng)。在電磁力的作用下,銜鐵克服彈簧拉力吸向鐵芯,帶動(dòng)銜鐵的常開(kāi)觸點(diǎn)吸合。而當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí),由于電磁吸引力的消逝使銜鐵回到原位,導(dǎo)致常閉觸點(diǎn)的釋放,通過(guò)電磁吸引力的產(chǎn)生和消失引起電路的導(dǎo)通和切斷[3]。電磁感應(yīng)器的應(yīng)用較為常見(jiàn)的有門(mén)鈴,其有一個(gè)獨(dú)立可通電的感應(yīng)線(xiàn)圈,當(dāng)線(xiàn)圈內(nèi)部流入電流時(shí),周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),線(xiàn)圈成為一個(gè)電磁鐵。通電后,線(xiàn)圈周?chē)龢O或負(fù)極的獨(dú)立通電使觸體被磁場(chǎng)吸引,從而導(dǎo)致電路的開(kāi)或閉,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制。電磁感應(yīng)原理還被廣泛應(yīng)用在電力工程中,實(shí)現(xiàn)低壓高壓輸電控制、遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)感應(yīng)控制等,并發(fā)揮重要作用。

2.2 磁懸浮列車(chē)

磁懸浮列車(chē)是以高中物理電磁學(xué)中“同性相斥、異性相吸”的原理為基本運(yùn)行原理,通過(guò)磁鐵與地心引力之間的對(duì)抗,使得磁懸浮列車(chē)懸浮在軌道上,并借助直線(xiàn)電機(jī)的作用推動(dòng),消減軌道摩擦力,以達(dá)到提速的效果,推動(dòng)列車(chē)快速前行。從磁懸浮列車(chē)運(yùn)用電磁學(xué)知識(shí)的情況來(lái)看,其車(chē)內(nèi)的超導(dǎo)體電磁鐵系統(tǒng)與電磁運(yùn)行系統(tǒng)存在緊密聯(lián)系。當(dāng)列車(chē)動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí),軌道線(xiàn)圈形成的磁場(chǎng)與列車(chē)內(nèi)部的超導(dǎo)體電磁鐵之間會(huì)產(chǎn)生一種相斥力,對(duì)抗地心引力,從而使得磁懸浮列車(chē)懸浮在軌道之上,而列車(chē)車(chē)體底部與兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部的磁鐵基于“異性相吸”的電磁原理,產(chǎn)生吸引力,促使列車(chē)前進(jìn)[4]。磁懸浮列車(chē)運(yùn)行導(dǎo)軌的形狀呈T字形,反作用板和感應(yīng)鋼板安裝在軌道上方和伸臂下方,共同控制電磁鐵的電流,使得列車(chē)車(chē)身與導(dǎo)軌之間的距離在10~15mm之間,并且在導(dǎo)軌鋼板產(chǎn)生的吸引力和車(chē)身重力的維持下保證列車(chē)車(chē)身處于平衡狀態(tài),安全運(yùn)行。磁懸浮列車(chē)運(yùn)行的主要阻力為空氣阻力,因此相比較普通的鐵路客車(chē)而言,其運(yùn)行速度更快。

2.3 磁記錄

電磁學(xué)結(jié)合信息技術(shù)產(chǎn)生的一種記錄信息的手段就是磁記錄,其是通過(guò)鐵磁材料和電磁感應(yīng)規(guī)律的結(jié)合而形成的一種信息技術(shù),在記錄聲音、圖像等信息中被廣泛運(yùn)用。如磁帶就運(yùn)用了這一電磁學(xué)原理,在錄音時(shí),通過(guò)聲音聲源靠近磁頭,聲音從氣隙流過(guò),將收入的聲音信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào),改變電流,產(chǎn)生電力變化,實(shí)現(xiàn)縫隙中磁場(chǎng)的同步變化,產(chǎn)生共同作用[5]。

2.4 移動(dòng)電話(huà)和手機(jī)

移動(dòng)電話(huà)和手機(jī)在目前信息化時(shí)代被廣泛使用,且隨著人們生活水平的提高,移動(dòng)電話(huà)的普及率也在不斷提高。移動(dòng)電話(huà)實(shí)際上就是一部移動(dòng)的無(wú)線(xiàn)電臺(tái),把用戶(hù)聲音轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電信號(hào),并將其發(fā)射,同時(shí)是一個(gè)收音機(jī),捕捉發(fā)射到空中的電磁波,實(shí)現(xiàn)用戶(hù)之間的通話(huà)信息傳遞。在城市的任何角落,移動(dòng)電話(huà)都能實(shí)現(xiàn)基本通話(huà),移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)已經(jīng)成為城市電話(huà)網(wǎng)不可分割且及其重要的一部分。

2.5 電磁爐

在日常生活廚房常用的電器中,電磁爐是受到電磁學(xué)影響最大的一種電器,它改變了傳統(tǒng)明火或傳導(dǎo)式加熱的方式,通過(guò)在鍋底直接產(chǎn)生熱量使用廚具,提高熱效率。電磁爐主要是利用電磁感應(yīng)加熱原理,從而制成廚房電器。電磁爐在使用過(guò)程中,通過(guò)將交變電流導(dǎo)入加熱線(xiàn)圈中,從而在加熱線(xiàn)圈周?chē)a(chǎn)生交變磁場(chǎng),將交變磁場(chǎng)磁力通過(guò)金屬鍋體進(jìn)入到鍋體底部,形成渦流,進(jìn)而產(chǎn)生所需的熱量[6]。電磁爐是一種高效且節(jié)能的廚房電器,無(wú)需明火就可完成烹飪過(guò)程,不會(huì)產(chǎn)生不必要的濃煙,有利于提高家庭電器的安全,加強(qiáng)家庭衛(wèi)生。隨著電磁爐的進(jìn)一步發(fā)展,其已經(jīng)能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)功率大小。但在使用過(guò)程中,仍需要注意以下事項(xiàng)。首先保證電源線(xiàn)符合要求,如將電源線(xiàn)插座放置在保險(xiǎn)盒中,放置功率過(guò)大會(huì)引發(fā)安全事故。其次要確保鍋具符合要求,需要使用不銹鋼鍋等,并保證其置于電磁爐中央,在使用電磁爐的過(guò)程中,要確保其平整放置,防止因傾斜造成的安全事故。

2.6 電磁起重機(jī)

電磁起重機(jī)也是利用電磁原理制成的機(jī)器,利用電磁原理搬運(yùn)鋼鐵物品,其主要是通過(guò)接通電流,將磁鐵化為電磁鐵,進(jìn)而牢牢吸住鋼鐵物品,將其吊運(yùn)。當(dāng)切斷電流時(shí),磁性消失,使得鋼鐵物品自然下放,從而完成整個(gè)鋼鐵物品運(yùn)輸過(guò)程。電磁起重機(jī)多用在廢鋼鐵回收部門(mén)。

2.7 微波爐

微波爐也是利用電磁學(xué)原理工作的家用電器,通過(guò)各零件的操作產(chǎn)生高頻電磁,利用該電磁反射、吸收、穿透物體等,提高熱效應(yīng),消除有害菌群,完成加熱過(guò)程。微波爐內(nèi)部的主要零件有磁控管、高壓電容、電源變壓器等,磁控管具有產(chǎn)生和發(fā)出微波的作用,電源變壓器為磁控管提供死區(qū)電壓和交流高壓。當(dāng)這些零件處于工作狀態(tài)時(shí),在各個(gè)設(shè)備中導(dǎo)入交流電,控制電壓,從而逐步形成電磁場(chǎng),發(fā)出微波,使得食物內(nèi)部分子相互摩擦加熱??傮w來(lái)說(shuō),微波爐的使用是通過(guò)爐內(nèi)磁控管發(fā)出電磁波并進(jìn)入食物內(nèi)部,使食物分子振動(dòng),摩擦產(chǎn)熱,完成加熱過(guò)程。

3 結(jié)語(yǔ)

總之,電磁學(xué)是我們高中生需要學(xué)習(xí)的重要的物理知識(shí),其與我們現(xiàn)實(shí)生活具有非常緊密的聯(lián)系,如磁懸浮列車(chē)、微波爐、電磁爐等,我們高中生在學(xué)習(xí)電磁學(xué)的相關(guān)內(nèi)容時(shí),應(yīng)積極將理論知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合,使得電磁學(xué)抽象的理論知識(shí)變得具體化、直觀(guān)化,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)

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[6] 劉順彭.電磁學(xué)在工程技術(shù)及生活中的運(yùn)用[J].科技尚品,2017,14(5):36.

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