電磁學在生活中的體現及原理

楊洋 湖南師范大學附屬中學

我們學習的很多知識都和實際生活有很大的關聯，物理知識更是如此。在對高中物理中的電磁學知識進行學習的時候，我們需要先對其基本的原理進行了解與掌握，并將其運用到生活中，對生活中的一些現象進行分析和解釋，以此來幫助我們更好的學習電磁學知識點。

1 電磁學在指南針中的體現和原理

指南針是我們耳熟能詳的一個物品，其是一個運用在判別方位中的簡單工具。我們學習過歷史都知道，指南針的前身也就是我們中國古代四大發明之一的思南。指南針的主要構成部分很簡單，是一根裝置在軸上能夠自由旋轉的磁針。當磁針在地磁場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，通過這個方式能夠對方向進行辨認。因此，在生活中指南針經常使用在航海、旅行或者是測量等相關方面。我們都知道的是，地球是一個巨大的磁體，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候，指南針會在地球磁場中受到磁場力的影響，進而一端指向南，一端指向北。

2 電磁學在電磁爐中的體現和原理

電磁爐是我們生活中經常可見的一種工具，是我們生活中不可缺少的一種新型灶具。電磁爐對傳統明火烹飪的方式進行了創新，在此基礎上使用磁場對電流進行感應，這是一種基礎性的加熱原理。在對電磁爐進行使用的時候，電磁爐經過電線路板構成部分形成交變磁場，將含有鐵質的鍋具底部放在電磁爐上面的時候，鍋具會將變磁力線進行切割，進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行快速而無規律的運動，其中的原子會相互的摩擦和撞擊，這樣就能夠形成熱能。因此，我們在使用電磁爐做飯的時候，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熱傳遞給鍋具的，因此電磁爐的熱效率會比其他一些灶具效率要更好。電磁爐底部產生的熱能可以讓器具自身進行快速的發熱，以此來加熱和烹煮相關的食物。電磁爐有著升溫快、效率高以及無明火煙塵的特點，不會對周圍的環境形成影響。電磁爐在工作的時候，電流電壓會經過整流器，進而轉換成為直流電，然后經過高頻電力轉換裝置讓直流電成為超過音頻的交流電，把高頻交流電和電磁爐的感應加熱線圈結合在一起，以此來形成高頻磁場。這其中的磁力線傳出灶臺陶瓷臺板而對金屬鍋施加作用。

電磁爐在工作的時候，其中的熱量都是由鍋底部直接感應磁場，以此形成渦流而形成所謂的熱源。所以在使用的時候需要選用對磁相對敏感的含鐵炊具，因為鐵可以對才磁場進行充分的吸收，這樣可以降低很多的磁輻射，這讓鐵鍋比其他材質的一些炊具更加的健康與安全。

3 電磁學在磁懸浮列車中的體現和原理

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，這是一種最基礎的電磁原理。磁鐵和地心引力中存在的對抗作用能夠讓列車懸浮在軌道上，然后使用直線電機的作用來帶動列車前進。通過磁懸浮列車中使用的電磁學知識來看，在磁鐵同性相斥原理基礎上的磁懸浮列車額電運行系統和車內超導體之間有一定的聯系。當列車是前進狀態中的時候，磁懸浮列車內部的超導體電磁能夠和軌道線圈產生的磁場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鋼板，這兩者對電磁鐵電流的作用能夠讓列車車身和導軌之間形成一定的距離，此距離一般是在10到15毫米之內。列車在前行的時候車體會在導軌鋼板吸引力和車身重力之間形成一種平衡的狀態，以此狀態在車道軌面上行駛。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。因為一般的列車在行駛的時候的阻力有一大部分來自車輪與軌道之間的摩擦力，同時還有空氣阻力。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，每小時可運行500km以上，這幾乎達到了短程飛機的速度，并且具備噪音低、動力消耗少、穩定性高等相關特點和優勢。

4 結束語

高中物理知識和我們的生活實際息息相關，而其中的電磁學的知識在我們的生活中有方方面面的體現。比如在食方面的電磁爐以及行方面的磁懸浮列車等，這些都和電磁學有很大的關系。我們在學習電磁學相關知識的時候，要將其和實際生活聯系在一起，這樣可以幫助我們更好的學習物理知識。