涡电流演示仪的工作原理：为什么磁铁在不同铝管中下落的速度不一样而铝管的一样
还是接近和离开的时候会有排斥或吸引的作用力
涡电流力学效应的详细原理 以及它的应用
一、概述 当大块导体放在变化着的磁场中或相对于磁场运动时，在这块导体中也会出现感应电流。
由于导体内部处处可以构成回路，任意回路所包围 面积的磁通量都在变化，因此，这种电流在导体内自行闭合，形成涡旋状，故称为涡电流。
二、原理与操作 仪器的结构实际上是把两个常用的跳圈实验结合起来，使之交替工作。
金属圆环套在线圈铁芯上，线圈接通的瞬间，磁通量变化很大，在闭合圆环中产生很大的感应电动势，由于金属环电阻很小，互感电流很大。
按楞次定律，其所产生的磁场与线圈的磁场相反，一瞬间产生很大的斥力，对圆环施加很大的冲量，此时圆环跳离，沿连接杆滑向另一线圈；另一线圈通电时又使圆环跳离滑杆。
由继电线路控制，使线圈交替通电从而使得圆环往复运动。
三、注意事项 1、红色指示灯亮，说明可以操作。
2、整个演示过程不应超过三分钟，否则烧坏线圈。
3、两只按钮不可同时操作。
什么是自感
什么是互感
在实验室中如何测定
由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象.当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象.自感现象 当线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过该线圈自身的磁通量也随之变化，从而在该线圈自身产生感应电动势的现象，称为自感现象，这样产生的感应电动势，称之为自感电动势，通常可用 来表示。
设闭合回路中的电流强度为i，根据毕奥-萨伐尔定律，空间任意一点的磁感强度B的大小都和回路中的电流强度i成正比，因此穿过该回路所包围面积内的磁通量 也和i 成正比，即 比例系数L叫做回路的自感系数，简称自感。
自感系数L 的单位为H，称为亨利，简称亨 。
从上式可见，某回路的自感系数L在数值上等于这回路中的电流强度为1安培时，穿过这回路所包围面积的磁通量。
自感系数与回路电流的大小无关，决定线圈回路自感系数的因素是：线圈回路的几何形状、大小及周围介质的磁导率。
按法拉第电磁感应定律，回路中所产生的自感电动势可用自感系数L 表示为 由公式可知，自感系数L的物理意义。
自感系数表征了回路本身的一种电磁属性。
任何回路中只要有电流的改变，就必将在回路中产生自感电动势，以反抗回路中电流的改变。
显然，回路的自感系数愈大，自感的作用也愈大，则改变该回路中的电流也愈不易。
换句话说，回路的自感有使回路保持原有电流不变的性质，这一特性和力学中物体的惯性相仿。
因而，自感系数可认为是描述回路“电磁惯性”的一个物理量。
关于自感现象，我们可以用下述两个实验的对比来观察。
在左图所示的电路中，直流电路中只串接了一个白炽灯泡R。
在右图所示的电路中，直流电路中还多串接了一个自感系数L较大的线圈，这一电路称为L-R电路。
通过按下和打开电键，可以看到灯泡明、暗的变化，以及电流计G的指针所显示的回路电流的变化。
在上述自感现象演示中看到，由于自感电动势的存在，当接通电源时，电流由零增到稳定值要有一个过程；同样，切断电源时，电流由稳定值衰减到零，亦需一个过程。
这些过程都称为L-R电路的暂态过程。
将电键合向2,接通电源电动势为 的电源，电流从零开始增加，线圈中存在自感电动势 ，于是电路中同时存在着两个电动势 和 。
按闭合电路的欧姆定律，在任一时刻有，即 将这个微分方程进行变量分离，并考虑到初始条件： 时， ，两边积分 即可得电流增长关系 由上式可知， 时， ； 时， ，电流达到稳定值 时， ， 称为 R-L 电路的时间恒量。
L-R 电路的电流变化规律为：1．按下电键，电路中电流i随时间t增长的规律为 2．打开电键，电路中电流i随时间t衰减的规律为 自感应用在许多电器设备中，常利用线圈的自感起稳定电流的作用。
例如，日光灯的镇流器就是一个带有铁芯的自感线圈。
众所周知，日光灯不能直接连接在电源上，必须配用镇流器和起动器。
在图右所示的日光灯电路中，灯管两端的灯丝电极与起动器、镇流器串联后，接入交流电源。
起动器实际上是一个双金属片继电器，双金属片是由两种热膨胀性质不同的金属片铆在一起制成的。
当温度升高时，其中一片比另一片膨胀较多，使双金属片向上弯曲，与静触片接触而使电路导通；尔后，温度下降，双金属片下弯，使触点分开。
当接通电源后，由于这两个触片是常开的，因而电源的电压全部加在起动器的两个触片上，引起辉光放电，例如，在充有稀薄气体的玻璃管中封入两个板状电极，当电极上的电压达到近千伏时，气体发生自激导电而在管内出现美丽的发光现象，这就是辉光放电。
触片便被加热到800℃～1000℃而膨胀，使触点闭合，整个电路就导通。
由于电流的热效应，灯丝就发射电子，且使管内充有的水银蒸气温度升高，导致水银蒸气电离。
这时，起动器两触点已闭合，辉光放电停止，双金属片便冷却而恢复原状，又与静触片脱离，切断了电路；与此同时，镇流器因电流中断而在其两端产生一个很高的自感电动势，使管内的两个灯丝电极间的电压骤增，管内水银蒸气在强电场作用下全部电离，发生辉光放电，辐射出紫外线，被涂在管壁上的荧光粉吸收，发出颜色近似于日光的可见光。
灯管点燃后，管内电阻甚小，只允许通过较小的电流，否则会烧毁灯管，这时要求灯管上的电压远低于电源电压。
于是，又得借助于镇流器的自感作用，来限制流过灯管的电流。
此外，在电工设备中，常利用自感作用制成自耦变压器或扼流圈。
在电子技术中，利用自感器和电容器可以组成谐振电路或滤波电路等。
另一方面，通常在具有相当大的自感和通有较大电流的电路中，当扳断开关的瞬时，在开关处将发生强大的火花,产生弧光放电现象，亦称电弧。
电弧发生的高温，可用来冶炼、熔化、焊接和切割熔点高的金属，温度可达2000℃以上，有破坏开关、引起火灾的危险。
因此通常都用油开关，即把开关放在绝缘性能良好的油里，以防止发生电弧。
例题1：求长直载流螺线管的自感系数解：设长直螺线管的长度为l，横截面积为S，总匝数为N，假设通有电流i，则螺线管内的磁感强度为式中， 为充满螺线管内磁介质的磁导率。
则通过螺线管中每一匝的磁通量为 通过N匝螺线管的磁链为 根据自感的定义式（1），可得螺线管的自感系数为 设 为螺线管上单位长度的匝数， 为螺线管的体积，则上式还可写为 由此二式看来，某个导体回路的自感系数只由回路的线圈匝数、大小、形状和介质的磁导率所决定，与回路中有没有电流无关。
因此，和电容C、电阻R等一样，自感L也是表征电路元件本身电磁特性的一个物理量。
各种不同的线圈具有不同的自感。
例题2如图所示，设有一电缆，由两个无限长同轴圆筒状的导体组成，其间充满磁导率为μ 的磁介质．某时刻在电缆中沿内圆筒和外圆筒流过的电流强度i相等，但方向相反．设内、外圆筒的半径 分别为 R1和R2 ，求单位长度电缆的自感系数。
解： 应用有磁介质时磁场的安培环路定理可知，在内圆筒以内及在外圆筒以外的区域中，磁场强度均为零．在内、外两圆筒之间，离开轴线距离为 处的磁场强度为 今任取一段电缆，长为 ，穿过电缆纵剖面上的面积元 的磁通量为 对某一时刻而言，i为一定值，则长度为l的两圆筒之间的总磁通量为 按 ，可得长度为 l的这段电缆的自感系数为 由此，便可求出单位长度电缆的自感系数为 互感现象设有两个邻近的导体回路1和2，分别通有电流 和 （如下图）。
激发一磁场，这磁场的一部分磁感线要穿过回路2所包围的面积，用磁通量 表示。
当回路1中的电流 发生变化时， 也要变化，因而在回路2内激起感应电动势 ；同样，回路2中的电流 变化时，它也使穿过回路1所包围面积的磁通量 变化，因而在回路1中也激起感应电动势 。
上述两个载流回路相互地激起感应电动势的现象，称为互感现象。
假设上面两个回路的形状、大小、相对位置和周围磁介质的磁导率都不改变，则根据毕奥-萨伐尔定律，由 在空间任何一点激发的磁感强度都与 成正比，相应地，穿过回路2的磁通量 也必然与 成正比，即 同理，有 式中， 和 是两个比例系数，它们只和两个回路的形状、大小、相对位置及其周围磁介质的磁导率有关，可以证明， ，M称为两回路的互感系数，简称互感。
由上式可知，两个导体回路的互感在数值上等于其中一个回路中的电流强度为1单位时，穿过另一个回路所包围面积的磁通量。
在国际单位制中，互感系数的单位与自感相同，都是H（亨利）。
互感系数的计算一般很复杂，常用实验方法来测定。
应用法拉第电磁感应定律，可以决定由互感产生的电动势。
如图所示，若已知两个回路的互感为M，则回路1中电流 在回路2中产生的磁通量 和回路2中电流 在回路1中产生的磁通量 可简化为 若上述回路1中电流强度 发生变化，在回路2中产生的感应电动势为 同理，若回路2中电流强度 发生变化，在回路1中产生的感应电动势为 根据上述（a）和（b）两式，可以规定互感系数的单位：如果在两个导体回路中，当一个回路的电流强度改变率为 时，在另一回路中激起的感应电动势为1V，则两个导体回路的互感系数规定为1H，这与自感系数的单位是相同的。
互感应用互感在电工和电子技术中应用很广泛。
通过互感线圈可以传递能量或信号；利用互感现象的原理可制成变压器、感应圈。
但在有些情况中，互感也有害处。
例如，有线电话往往由于两路电话线之间的互感而有可能造成串音；收录机、电视机及电子设备中也会由于导线或部件间的互感而妨害正常工作。
这些互感的干扰都要设法尽量避免。
感应圈是工业生产和实验室中用直流电源获得高压的一种装置。
它与互感器的唯一区别在于多了一个继断器。
感应圈的工作原理如图：闭合电键K，使电流通过初级线圈，铁心因被磁化而吸引小铁锤M，使M与螺钉D分离，电路重被切断。
电路一旦被切断，铁心的磁性消失，M在弹簧片的弹力作用下又重新和螺钉D相接触，于是电路重新被接通。
这样，由于断续器的作用，初级线圈电路的接通和断开，将自动地反复进行，将导致初级线圈中的电流不断地变化。
这样，通过互感，在次级线圈中产生感应电动势。
由于次级线圈的匝数远远多于初级线圈的匝数，所以在次线圈中能获得高达1万到几万伏的电压。
这样高的电压，足以使ab间产生火花放电现象。
涡电流如图所示，在圆柱形铁芯上绕有螺线管，通有交变电流 i，随着电流的变化，铁芯内磁通量也在不断改变。
我们把铁芯看作由一层一层的圆筒状薄壳所组成，每层薄壳都相当于一个回路。
由于穿过每层薄壳横截面的磁通量都在变化着，因此，在相应于每层薄壳的这些回路中都将激起感应电动势（这样产生的感应电动势属于感生电动势），并形成环形的感应电流，即涡电流，以 表示。
在金属圆柱体上绕一线圈，当线圈中通入交变电流时，金属圆柱体便处在交变磁场中。
由于金属导体的电阻很小，涡电流很大，所以热效应极为显著，可以用于金属材料的加热和冶炼。
在放有铁芯的螺线管内通入交变电流 ，按毕奥-萨伐尔定律，电流产生的磁感强度 ，则其变化率为 对给定的铁芯横截面积 S 来说，穿过的磁通量为 ，故感生电动势 与频率 成正比，即 又由闭合电路的欧姆定律， ，即 ，由上式可知，涡电流强度与交变电流的频率成正比，即 根据焦耳定律的热效应公式 ，故涡电流产生的热量与交变电流的频率有关，即 因此，采用高频交流电就可以在金属圆柱体内汇集成强大的涡流，释放出大量的焦耳热，最后使金属自身熔化。
这就是高频感应炉的原理。
另一方面，导体中发生涡电流，也有有害的方面。
在许多电磁设备中常有大块的金属部件，涡电流可使铁芯发热，浪费电能，这就是涡流耗损。
1．电磁阻尼 涡电流还可以起到阻尼作用。
利用磁场对金属板的这种阻尼作用，可制成各种电动阻尼器，例如磁电式电表中或电气机车的电磁制动器中的阻尼装置，就是应用涡电流实现其阻尼作用的。
2．电磁驱动 这是对电磁阻尼作用起着阻碍相对运动的另一种形式的应用。
感应式异步电动机就利用了这一基本原理。
高二物理知识点总结
六、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝1.60×10-19C）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F＝kQ1Q2\\\/r2（在真空中）｛F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k＝9.0×109N?m2\\\/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)， r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E＝F\\\/q（定义式、计算式)｛E:电场强度(N\\\/C)，是矢量（电场的叠加原理），q：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E＝kQ\\\/r2 ｛r：源电荷到该位置的距离（m），Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E＝UAB\\\/d ｛UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N\\\/C)｝ 7.电势与电势差：UAB＝φA-φB，UAB＝WAB\\\/q＝-ΔEAB\\\/q 8.电场力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)， UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝ 9.电势能：EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB＝EB-EA ｛带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C＝Q\\\/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C＝εS\\\/4πkd（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数） 常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2\\\/2，Vt＝(2qU\\\/m)1\\\/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平 垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U\\\/d) 抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2\\\/2，a＝F\\\/m＝qE\\\/m 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分； (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直； 3）常见电场的电场线分布要求熟记； (4)电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关； (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零, 导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面； (6)电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF； (7）电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J； (8)其它相关内容：静电屏蔽\\\/示波管、示波器及其应用等势面。
七、恒定电流 1.电流强度：I＝q\\\/t｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝ 2.欧姆定律：I＝U\\\/R ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝ 3.电阻、电阻定律：R＝ρL\\\/S｛ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝ 4.闭合电路欧姆定律：I＝E\\\/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U内+U外 ｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝ 5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝ 6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝ 7.纯电阻电路中:由于I＝U\\\/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t\\\/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出\\\/P总 ｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝ 9.电路的串\\\/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反) R串＝R1+R2+R3+ 1\\\/R并＝1\\\/R1+1\\\/R2+1\\\/R3+ 电流关系 I总＝I1＝I2＝I3 I并＝I1+I2+I3+ 电压关系 U总＝U1+U2+U3+ U总＝U1＝U2＝U3 功率分配 P总＝P1+P2+P3+ P总＝P1+P2+P3+ 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 Ig＝E\\\/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix＝E\\\/(r+Rg+Ro+Rx)＝E\\\/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数｛注意挡位(倍率)｝、拨off挡。
(4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
11.伏安法测电阻 电流表内接法： 电流表外接法： 电压表示数：U＝UR+UA 电流表示数：I＝IR+IV Rx的测量值＝U\\\/I＝(UA+UR)\\\/IR＝RA+Rx>R真 Rx的测量值＝U\\\/I＝UR\\\/(IR+IV)＝RVRx\\\/(RV+R) 八、磁场 1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量，单位T),1T＝1N\\\/A?m 2.安培力F＝BIL；(注：L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)} 3.洛仑兹力f＝qVB(注V⊥B);质谱仪｛f:洛仑兹力(N)，q:带电粒子电量(C)，V:带电粒子速度(m\\\/s)｝ 4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种)： （1）带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V＝V0 (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向＝f洛＝mV2\\\/r＝mω2r＝mr(2π\\\/T)2＝qVB ；r＝mV\\\/qB；T＝2πm\\\/qB；(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)； ©解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角（＝二倍弦切角）。 注：(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定，只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负； (2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握； (3)其它相关内容：地磁场\\\/磁电式电表原理\\\/回旋加速器\\\/磁性材料 九、电磁感应 1.[感应电动势的大小计算公式] 1)E＝nΔΦ\\\/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ\\\/Δt:磁通量的变化率｝ 2)E＝BLV垂(切割磁感线运动) ｛L:有效长度(m)｝ 3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势） ｛Em:感应电动势峰值｝ 4)E＝BL2ω\\\/2（导体一端固定以ω旋转切割） ｛ω:角速度(rad\\\/s)，V:速度(m\\\/s)｝ 2.磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)} 3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝ *4.自感电动势E自＝nΔΦ\\\/Δt＝LΔI\\\/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大), ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI\\\/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝ 注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点； (2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H＝103mH＝106μH。 (4)其它相关内容：自感\\\/日光灯。 为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。 实验在的一个圆顶大厦进行，摆长67米，摆锤重28公斤，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。 这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转影响而自行摆动，并且摆动时间很长。 在傅科摆实验中，人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。 分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照，摆动的空间方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。 傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。 在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。 傅科摆摆动平面偏转的角度可用公式θ°=15tsinφ来求，单位是度。 式中φ代表当地地理纬度，t为偏转所用的时间，用小时作单位，因为地球自转角速度1小时等于15°，所以，为了换算，公式中乘以15。 大厅里也有一个巨大的傅科摆，时时刻刻提醒人们，地球在自西向东自转着。 无论我们认为地球是绕自身轴旋转，或者认为是恒星 绕地球旋转而地球处于静止，这都是无关紧要的。 ——[编辑本段]证明地球转动的摆 傅科 三百多年以前接受罗马教廷的审判，当他被迫承认地心说的时候，有人记载说，喃喃自语道：“可是地球仍然在动啊 ”是否说过这句话已经不可考，按理说后人杜撰的成分比较大。 很难想象有人听见了伽利略低声说出的“异端”言论，并且把它记录了下来，更何况当时伽利略已经神志不太清醒。 圣经说大地是不动的；而现在，即使是小学三年级的学生也知道地球存在自转和公转。 那么，一个问题是，如何观察到地球的运动——比如自转呢 150年前的实验 时间回溯到1851年的巴黎。 在国葬院（的先贤祠）的大厅里，让·傅科（Jean Foucault）正在进行一项有趣的实验。 傅科在大厅的穹顶上悬挂了一条67米长的绳索，绳索的下面是一个重达28千克的摆锤。 摆锤的下方是巨大的沙盘。 每当摆锤经过沙盘上方的时候，摆锤上的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。 按照日常生活的经验，这个硕大无朋的摆应该在沙盘上面画出唯一一条轨迹。 国葬院外观 实验开始了，人们惊奇的发现，傅科设置的摆每经过一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹（准确地说，在这个直径6米的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大约3毫米）。 “地球真的是在转动啊”，有的人不禁发出了这样的感慨。 [编辑本段]傅科摆的悬挂方法 摆的运动可以超然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的自转。 为解决这一问题，傅科采取了一种简单而巧妙的装置－万向节（如图），从而使摆动平面超然于地球的自转。 [编辑本段]自转和惯性 傅科的这个摆的是一个演示地球自转的实验。 这种摆也因此被命名为“傅科摆”。 傅科摆为什么能够演示出地球自转呢 简单的说，因为惯性。 通常，我们说“地球具有自转”的时候，我们并没有明确出它到底相对于什么自转。 这是一个非常重要的问题，如果没有参照物，谈论运动是不可想象的。 还没有办法在空间中打上一根钉子作为绝对的参照物，因此，我们只能依靠较远的、看起来似乎是静止的天体作为参照物。 事实上，那些天体也绝不是“空间中的钉子”，只不过因为它们实在太遥远了，我们不妨——事实上恐怕也是唯一的选择——把它们作为参照物。 以遥远的恒星作为参照物，一个物体不受外力作用的时候，将一直保持它的运动状态。 这也是的内容。 摆是一种很有趣的装置。 给摆一个恰当的起始作用，它就会一直沿着某一方向，或者说某一平面运动。 如果摆的摆角小于5度的话，摆锤甚至可以视为做一维运动的谐振子。 现在，考虑一种简单的情况，假如把傅科摆放置在北极点上，那么会发生什么情况呢 很显然，地球在自转——相对于遥远的恒星自转。 同样，由于惯性，傅科摆的摆锤相对于遥远恒星的运动方向（平面）是不变的。 （你可以想象，有三颗遥远的恒星确定了一个平面，而傅科摆恰好在这个平面内运动。 由于惯性，当地球以及用来吊起摆锤的架子转动的时候，摆锤仍然在那个平面内运动）那么什么情况发生了呢 你站在傅科摆附近的地球表面上，显然会发现摆动的平面正在缓缓的转动，它转动的速度大约是钟表时针转动速度的一半，也就是说，每小时傅科摆都会顺时针转过15度。 摆在同一平面内运动，这里所说的平面是由远方的恒星确定的 如果把傅科摆放置赤道上呢 那样的话，我们将观察不到任何转动。 把摆锤的运动看做一维谐振（单摆），由于它的运动方向与地轴平行，而地轴相对遥远的恒星是静止的，所以我们观测不到傅科摆相对地面的转动。 现在把傅科摆移回巴黎。 摆锤的运动可以分解为沿地轴方向的和与之垂直方向上的两个分运动。 后者会产生相对地面的旋转（正如北极的傅科摆）。 这两个分运动合成的结果是，从地面上的人看来，傅科摆以某种角速度缓慢的旋转——介于傅科摆在北极和赤道的角速度之间。 （也可以从的角度解释，得出的结论是一样的）如果在北极的观测到傅科摆旋转一周的时间是A（A=24h），那么在任意纬度γ上，傅科摆旋转一周所需的时间是A\\\/sinγ。 对于巴黎，这个数字是31.8小时。 [编辑本段]傅科的巧手 1819年，让·傅科生于巴黎。 傅科从小喜欢动手做试验，最初傅科学习的是医学，后来才转行学习物理学。 1862年，傅科使用旋转镜法成果的测定了光速为289 000km\\\/s，这是当时相当了不起的成绩，因此他被授予了骑士二级勋章。 此外，傅科还在实验物理方面做出了一些贡献。 例如改进了照相术、拍摄到了钠的吸收光谱（但是解释是由做出的）。 傅科摆实验的第二年，即1852年，他制造出了回转仪（陀螺仪）——也就是现代航空、军事领域使用的惯性制导装置的前身。 此外，他还发现了在磁场中的运动圆盘因电磁感应而产生涡电流，这被命名为“傅科电流”。 当然，不能忘记的是傅科摆实验，因为这个非常简单的演示了地球自转现象的实验，傅科获得了荣誉骑士五级勋章。 傅科使用了如此巨大的摆是有道理的。 由于地球转动的比较缓慢（相对摆的周期而言），需要一个比较长的摆线才能显示出轨迹的差异。 由因为空气阻力的影响，这个系统必须拥有足够的机械能（一旦摆开始运动，就不能给它增加能量）。 所以傅科选择了一个28千克的铁球作为摆锤。 此外，悬挂摆线的地方必须允许摆线在任意方向运动。 傅科正是因为做到了这三点，才能成功地演示出地球的自转现象。 国葬院大厅的傅科摆（示意图） 现在，巴黎国葬院中依然保留着150年前傅科摆实验所用的沙盘和标尺。 不仅仅是在巴黎，在世界各地你都可以看到傅科摆的身影，例如，你可以在看到一个傅科摆的复制品。 国葬院的大厅 当你有机会凝视这个缓慢转动着的傅科摆的时候，是否也会像伽利略——或者150年前观看傅科摆实验的观众那样——发出由衷的赞叹：“地球真的是在转动啊 磁场对运动点电荷的作用力。 1895年荷兰物理学家H.A.洛伦兹建立经典电子论时，作为基本假设提出来的，现已为大量实验证实。 洛伦兹力的公式是f＝q·v×B。 式中q、v分别是点电荷的电量和速度；B是点电荷所在处的磁感应强度。 洛伦兹力的大小是f＝｜q｜vBsinθ，其中θ是v和B的夹角。 洛伦兹力的方向循右手螺旋定则垂直于v和B构成的平面，为由v转向B的右手螺旋的前进方向（若q为负电荷，则反向）。 由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向，所以它对电荷不作功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。 洛伦兹力既适用于宏观电荷，也适用于微观荷电粒子。 电流元在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。 导体回路在恒定磁场中运动，使其中磁通量变化而产生的动生电动势也是洛伦兹力的结果，洛伦兹力是产生动生电动势的非静电力。 如果电场E和磁场B并存，则运动点电荷受力为电场力和磁场力之和，为f＝q（E＋v×B），左式一般也称为洛伦兹力公式。 洛伦兹力公式和麦克斯韦方程组以及介质方程一起构成了经典电动力学的基础。 在许多科学仪器和工业设备，例如β谱仪，质谱仪，粒子加速器，电子显微镜，磁镜装置，霍耳器件中，洛伦兹力都有广泛应用。 值得指出的是，既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力对运动电荷不作功，何以安培力能对载流导线作功呢 实际上洛伦兹力起了传递能量的作用，它的一部分阻碍电荷运动作负功，另一部分构成安培力对载流导线作正功，结果仍是由维持电流的电源提供了能量。 点击下载这个pdf的这里面有各个部分的讲解 磁铁下落，相当于磁动铜管，铜管切割磁感线，产生电动势，铜是，有电流，电流与磁铁相互作用，根据楞次定律，一定是阻止磁铁下落，即，磁铁下落的速一定比没有铜管时要小。 这个现象类似于力学中的摩擦力。电池 磁场 线圈 转动 原理
好的电磁学教学资料
解释为什么磁铁在铜管中下落速度减慢 还有感应电流是怎么回事
