電磁學(xué)在生活中的體現(xiàn)及原理

楊洋 湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)

我們學(xué)習(xí)的很多知識(shí)都和實(shí)際生活有很大的關(guān)聯(lián)，物理知識(shí)更是如此。在對(duì)高中物理中的電磁學(xué)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候，我們需要先對(duì)其基本的原理進(jìn)行了解與掌握，并將其運(yùn)用到生活中，對(duì)生活中的一些現(xiàn)象進(jìn)行分析和解釋，以此來(lái)幫助我們更好的學(xué)習(xí)電磁學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

1 電磁學(xué)在指南針中的體現(xiàn)和原理

指南針是我們耳熟能詳?shù)囊粋€(gè)物品，其是一個(gè)運(yùn)用在判別方位中的簡(jiǎn)單工具。我們學(xué)習(xí)過(guò)歷史都知道，指南針的前身也就是我們中國(guó)古代四大發(fā)明之一的思南。指南針的主要構(gòu)成部分很簡(jiǎn)單，是一根裝置在軸上能夠自由旋轉(zhuǎn)的磁針。當(dāng)磁針在地磁場(chǎng)作用之下能夠保持在磁子午線切線方向。指南針中的磁針北極指向了地理上的北極，通過(guò)這個(gè)方式能夠?qū)Ψ较蜻M(jìn)行辨認(rèn)。因此，在生活中指南針經(jīng)常使用在航海、旅行或者是測(cè)量等相關(guān)方面。我們都知道的是，地球是一個(gè)巨大的磁體，地磁南極處于地理北極附近，而地磁的北極則處于地理南極附近。所以在使用指南針的時(shí)候，指南針會(huì)在地球磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的影響，進(jìn)而一端指向南，一端指向北。

2 電磁學(xué)在電磁爐中的體現(xiàn)和原理

電磁爐是我們生活中經(jīng)?？梢?jiàn)的一種工具，是我們生活中不可缺少的一種新型灶具。電磁爐對(duì)傳統(tǒng)明火烹飪的方式進(jìn)行了創(chuàng)新，在此基礎(chǔ)上使用磁場(chǎng)對(duì)電流進(jìn)行感應(yīng)，這是一種基礎(chǔ)性的加熱原理。在對(duì)電磁爐進(jìn)行使用的時(shí)候，電磁爐經(jīng)過(guò)電線路板構(gòu)成部分形成交變磁場(chǎng)，將含有鐵質(zhì)的鍋具底部放在電磁爐上面的時(shí)候，鍋具會(huì)將變磁力線進(jìn)行切割，進(jìn)而在鍋底部金屬的部分形成交變電流。在這其中的交變電流即為渦流，其能夠讓鍋具中含有的鐵原子進(jìn)行快速而無(wú)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，其中的原子會(huì)相互的摩擦和撞擊，這樣就能夠形成熱能。因此，我們?cè)谑褂秒姶艩t做飯的時(shí)候，電磁爐煮菜或是煮飯的熱源全部是源于鍋底部，而并不是電磁爐本身發(fā)熱傳遞給鍋具的，因此電磁爐的熱效率會(huì)比其他一些灶具效率要更好。電磁爐底部產(chǎn)生的熱能可以讓器具自身進(jìn)行快速的發(fā)熱，以此來(lái)加熱和烹煮相關(guān)的食物。電磁爐有著升溫快、效率高以及無(wú)明火煙塵的特點(diǎn)，不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境形成影響。電磁爐在工作的時(shí)候，電流電壓會(huì)經(jīng)過(guò)整流器，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成為直流電，然后經(jīng)過(guò)高頻電力轉(zhuǎn)換裝置讓直流電成為超過(guò)音頻的交流電，把高頻交流電和電磁爐的感應(yīng)加熱線圈結(jié)合在一起，以此來(lái)形成高頻磁場(chǎng)。這其中的磁力線傳出灶臺(tái)陶瓷臺(tái)板而對(duì)金屬鍋施加作用。

電磁爐在工作的時(shí)候，其中的熱量都是由鍋底部直接感應(yīng)磁場(chǎng)，以此形成渦流而形成所謂的熱源。所以在使用的時(shí)候需要選用對(duì)磁相對(duì)敏感的含鐵炊具，因?yàn)殍F可以對(duì)才磁場(chǎng)進(jìn)行充分的吸收，這樣可以降低很多的磁輻射，這讓鐵鍋比其他材質(zhì)的一些炊具更加的健康與安全。

3 電磁學(xué)在磁懸浮列車中的體現(xiàn)和原理

磁懸浮列車是一種新型的交通工具，懸浮在軌道上前行的磁懸浮列車原理就是我們高中物理書中的同性相斥和異性相吸，這是一種最基礎(chǔ)的電磁原理。磁鐵和地心引力中存在的對(duì)抗作用能夠讓列車懸浮在軌道上，然后使用直線電機(jī)的作用來(lái)帶動(dòng)列車前進(jìn)。通過(guò)磁懸浮列車中使用的電磁學(xué)知識(shí)來(lái)看，在磁鐵同性相斥原理基礎(chǔ)上的磁懸浮列車額電運(yùn)行系統(tǒng)和車內(nèi)超導(dǎo)體之間有一定的聯(lián)系。當(dāng)列車是前進(jìn)狀態(tài)中的時(shí)候，磁懸浮列車內(nèi)部的超導(dǎo)體電磁能夠和軌道線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)形成相互排斥的力量，這種力量能夠讓列車懸浮在軌道上。使用磁鐵中異性相吸的基本原理，懸浮列車的車體底部與兩邊倒轉(zhuǎn)向上的頂部都裝置磁鐵。在軌道上方與伸臂下方都裝置了反作用板以及感應(yīng)鋼板，這兩者對(duì)電磁鐵電流的作用能夠讓列車車身和導(dǎo)軌之間形成一定的距離，此距離一般是在10到15毫米之內(nèi)。列車在前行的時(shí)候車體會(huì)在導(dǎo)軌鋼板吸引力和車身重力之間形成一種平衡的狀態(tài)，以此狀態(tài)在車道軌面上行駛。和一些普通的鐵路客車相比較，空氣中的阻力是磁懸浮列車行駛時(shí)的重要阻礙力量，所以磁懸浮列車的行駛速度要比一般列車的速度要快得多。因?yàn)橐话愕牧熊囋谛旭偟臅r(shí)候的阻力有一大部分來(lái)自車輪與軌道之間的摩擦力，同時(shí)還有空氣阻力。而磁懸浮列車只有空氣阻力，這樣就能夠極大的提升磁懸浮列車的速度。

因此，將電磁學(xué)使用在磁懸浮列車中，可以讓磁懸浮列車消除車體和軌道的摩擦，所以突破了以往列車的速度極限，每小時(shí)可運(yùn)行500km以上，這幾乎達(dá)到了短程飛機(jī)的速度，并且具備噪音低、動(dòng)力消耗少、穩(wěn)定性高等相關(guān)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

高中物理知識(shí)和我們的生活實(shí)際息息相關(guān)，而其中的電磁學(xué)的知識(shí)在我們的生活中有方方面面的體現(xiàn)。比如在食方面的電磁爐以及行方面的磁懸浮列車等，這些都和電磁學(xué)有很大的關(guān)系。我們?cè)趯W(xué)習(xí)電磁學(xué)相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，要將其和實(shí)際生活聯(lián)系在一起，這樣可以幫助我們更好的學(xué)習(xí)物理知識(shí)。