在初中物理知识中,磁场、电磁波、能量这部分内容在中考理科综合试卷中占有相当的分值,是中考物理总复习的重要内容。同时,这部分内容也是高中物理的重点内容,学好了这些内容,也能够为高中物理打下很坚实的基础。
另外,磁场、电磁波、能量这些内容之间也可以“互相交织”。接下来,针对磁场、电磁波、能量这些专题进行一下总结,希望能够对大家的复习有所帮助。
一、磁场
磁场是真实存在的物质,存在于磁体周围,而磁感线是一种假想的、用来描述磁场方向以及磁场强弱的模型。磁感线在磁体的外部,由N极出发,回到S极。
用如下方法,可判断出磁场中某点磁场的方向:
①自由的小磁针静止时N极的指向;
②该点磁感线的切线方向。
磁场具有这样的基本性质:磁场对放入其中的磁体有力的作用。
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引是磁体的重要性质,即“同性相斥,异性相吸”。
地球也是一个大磁体,但地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,大家可不要搞反了。
磁场不仅可以通过磁体产生,也可以通过电流产生。奥斯特试验证明了通电导体周围存在磁场,也就是大家平时说的电生磁(大家可不要认为电生磁是法拉第提出的,这个地方特别容易错)。
根据电生磁的原理,通电螺线管可制作成电磁铁。电流越大,线圈匝数越多,电磁铁的磁性就会越强。同样的原理也可以制作成电磁继电器。
电与磁之间不仅可以“互相生”,也可以互相作用,体现在两个方面:
1、磁场对其中的通电导线有力的作用(在高中物理可称为“安培力”),把电能转化为机械能,电动机原理可充分体现出这一点;
2、闭合导线在磁场中作切割磁感线的运动时,会产生感应电流,此现象称为“电磁感应”现象,可把机械能转化为电能,发电机原理可充分体现出这一点(大家要知道,这才是法拉第的研究成果)。
某些人可能不知道涉及“磁场问题”时,什么时候用左手判断、什么时候用右手判断,在这里要详细说明:
涉及“电生磁”“磁生电”现象中判断电流方向或N极方向时,用右手判断(大拇指指向N极,四指指向电流方向);涉及判断磁场对其中的通电导线的作用力(高中物理中的“安培力”)方向时,用左手来判断。
二、电磁波
严格地说,电磁波是由同向且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场(这个概念在初中阶段只需了解,在高中阶段是需要深入掌握的),其范围包括可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线等。
光是电磁波的一种,说明电磁波能在真空中传播,传播速度为c=3*10^8m/s(三乘以十的八次方)。
电磁波可传播能量,也可用来传播信息,例如卫星传送、用手机接打电话、发短信等。在这里,大家要注意,我们常用的通讯设备中,只有手机具有接收、发射电磁波的功能,而固定电话则没有这些功能(固定电话给手机打电话时,只能通过基站把电流信号转化为电磁波信号),这也是一个易错点。
三、能量
能量既不能创造,也不会消失。当能量从一个物体转移到别的物体或从一种形式转化为另一种形式时,能量的总量不变。这被称为能量守恒定律。能量的传播和转化也有一定的方向性,能量的单位是焦耳。
能量转化效率公式:η=输出有效能量/输入能量
关于能量,我们学过的内容可总结如下:
1、机械能可分为动能和势能,物体的质量越大、运动速率越大,动能越大;物体的势能可分为重力势能、弹性势能。
举例说明:跳蹦蹦床时,人从最高点落到最低点过程中,人的重力势能可转化为动能和蹦床的弹性势能;人在向上反弹到最高点的过程中,蹦床的弹性势能转化为人的动能和重力势能。
2、电流做功的过程,是把电能转化为其他形式能量的过程。
3、内燃机燃料能源的化学能,在内燃机中可转化为机械能和内能。
以下内容只需了解:人类利用能源经历了古代(燃木取火,畜力、水力的利用)、第一次工业革命(以燃煤为主的蒸汽机、以燃油为主的内燃机)、第二次工业革命(电能)及现代(以绿色能源为主的多元能量结构)这几个主要发展阶段。人类利用能源的历史,也就是人类文明进步的历史。
关于能源利用,目前面临三个问题——传统能源的日渐枯竭、环境的破坏、能源利用中的安全问题。目前,世界各国正在采取相应对策解决这些问题,以保证社会的稳定及可持续发展。而原子核裂变及聚变可以释放出巨大的能量,即“开发核能”,这是解决能源问题极富前景的一个方向。