高中物理電磁感應教案
發(fā)表時間:2021-01-25高中物理電磁感應公式總結。
高中物理電磁感應公式總結1、[感應電動勢的大小計算公式]
1、E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數(shù),ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2、E=BLV垂(切割磁感線運動){L:有效長度(m)}
3、Em=nBSω(交流發(fā)電機最大的感應電動勢){Em:感應電動勢峰值}
4、E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)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:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3、感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向:由負極流向正極}
4、自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),
ΔI:變化電流,Δt:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
注:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點
(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;
(3)單位換算:1H=103mH=106μH。
(4)其它相關內(nèi)容:自感〔見第二冊P178〕/日光燈。
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高中物理《電磁感應》核心知識點歸納
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一、電磁感應現(xiàn)象
1、產(chǎn)生感應電流的條件
感應電流產(chǎn)生的條件是:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。
以上表述是充分必要條件。不論什么情況,只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件,就必然產(chǎn)生感應電流;反之,只要產(chǎn)生了感應電流,那么電路一定是閉合的,穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化。
2、感應電動勢產(chǎn)生的條件。
感應電動勢產(chǎn)生的條件是:穿過電路的磁通量發(fā)生變化。
這里不要求閉合。無論電路閉合與否,只要磁通量變化了,就一定有感應電動勢產(chǎn)生。這好比一個電源:不論外電路是否閉合,電動勢總是存在的。但只有當外電路閉合時,電路中才會有電流。
3、關于磁通量變化
在勻強磁場中,磁通量,磁通量的變化有多種形式,主要有:
①S、α不變,B改變,這時
②B、α不變,S改變,這時
③B、S不變,α改變,這時
二、楞次定律
1、內(nèi)容:感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
在應用楞次定律時一定要注意:“阻礙”不等于“反向”;“阻礙”不是“阻止”。
(1)從“阻礙磁通量變化”的角度來看,無論什么原因,只要使穿過電路的磁通量發(fā)生了變化,就一定有感應電動勢產(chǎn)生。
(2)從“阻礙相對運動”的角度來看,楞次定律的這個結論可以用能量守恒來解釋:既然有感應電流產(chǎn)生,就有其它能轉(zhuǎn)化為電能。又由于感應電流是由相對運動引起的,所以只能是機械能轉(zhuǎn)化為電能,因此機械能減少。磁場力對物體做負功,是阻力,表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是“阻礙”相對運動。
(3)從“阻礙自身電流變化”的角度來看,就是自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的自感電動勢總是阻礙自身電流的變化。
2、實質(zhì):能量的轉(zhuǎn)化與守恒
3、應用:對阻礙的理解:
(1)順口溜“你增我反,你減我同”
(2)順口溜“你退我進,你進我退”
即阻礙相對運動的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加,則感應電流的磁場方向與原來的磁場方向相反。“你減我同”的意思是如果磁通量減小,則感應電流的磁場方向與原來的磁場方向相同。
(3)用以判斷感應電流的方向,其步驟如下:
①確定穿過閉合電路的原磁場方向;
②確定穿過閉合電路的磁通量是如何變化的(增大還是減?。?/p>
③根據(jù)楞次定律,確定閉合回路中感應電流的磁場方向;
④應用安培定則,確定感應電流的方向.
三、法拉第電磁感應定律
1、定律內(nèi)容:感應電動勢大小決定于磁通量的變化率的大小,與穿過這一電路磁通量的變化率成正比。
(1)決定感應電動勢大小因素:穿過這個閉合電路中的磁通量的變化快慢
(2)注意區(qū)分磁通量中,磁通量的變化量,磁通量的變化率的不同
2、導體切割磁感線:ε=BLv.
應用該式應注意:
(1)只適于導體切割磁感線的情況,求即時感應電動勢(若v是平均速度則ε為平均值);
(2)B,L,v三者相互垂直;
(3)對公式ε=BLvsinθ中的θ應理解如下:
①當B⊥L,v⊥L時,θ為B和v間夾角,如圖(a);
②當v⊥L,B⊥v時,θ為L和B間夾角;
③當B⊥L,v⊥B時,θ為v和L間夾角。
上述①,②,③三條均反映L的有效切割長度。
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
3、回路閉合
式中ΔΦ為回路中磁通量變化,Δt為發(fā)生這段變化所需的時間,n為匝數(shù).
四、自感現(xiàn)象
1、自感現(xiàn)象是指由于導體本身的電流發(fā)生變、化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象。
由于線圈(導體)本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應電動勢叫自感電動勢。自感電動勢總量阻礙線圈(導體)中原電流的變化。
2、自感系數(shù)簡稱自感或電感,它是反映線圈特性的物理量。線圈越長,單位長度上的匝數(shù)越多,截面積越大,它的自感系數(shù)就越大。另外,有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時要大得多。自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種。
3、自感電動勢的大小跟電流變化率成正比
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
。
L是線圈的自感系數(shù),是線圈自身性質(zhì),線圈越長,單位長度上的匝數(shù)越多,截面積越大,有鐵芯則線圈的自感系數(shù)L越大。單位是亨利(H)。
五、主要的計算式
1、感應電動勢大小的計算式:
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
注:若閉合電路是一個匝的線圈,線圈中的總電動勢可看作是一個線圈感應電動勢的n倍。E是時間內(nèi)的平均感應電動勢
2、幾種題型
①線圈面積S不變,磁感應強度均勻變化:
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
②磁感強度不變,線圈面積均勻變化:
③B、S均不變,線圈繞過線圈平面內(nèi)的某一軸轉(zhuǎn)動時,計算式為:
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
3、導體切割磁感線時產(chǎn)生感應電動勢大小的計算式
(1)公式:
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
(2)題型:
①若導體變速切割磁感線,公式中的電動勢是該時刻的瞬時感應電動勢。
②若導體不是垂直切割磁感線運動,v與B有一夾角,如圖b:
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
③若導體在磁場中繞著導體上的某一點轉(zhuǎn)動時,導體上各點的線速度不同,不能用計算,而應根據(jù)法拉第電磁感應定律變成“感應電動勢大小等于直線導體在單位時間內(nèi)切割磁感線的條數(shù)”來計算,如下圖c:
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
從圖示位置開始計時,經(jīng)過時間,導體位置由oa轉(zhuǎn)到oa1,轉(zhuǎn)過的角度
,則導體掃過的面積,切割的磁感線條數(shù)(即磁通量的變化量)
單位時間內(nèi)切割的磁感線條數(shù)為:
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
,單位時間內(nèi)切割的磁感線條數(shù)(即為磁通量的變化率)等于感應電動勢的大?。?/p>
即:
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計算時各量單位:
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④轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應電動勢
A.轉(zhuǎn)動軸與磁感線平行。如圖d,磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外,長L的金屬棒oa以o為軸在該平面內(nèi)以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動。求金屬棒中的感應電動勢。在應用感應電動勢的公式時,必須注意其中的速度v應該指導線上各點的平均速度,在本題中應該是金屬棒中點的速度,因此有。
高中物理:“電磁感應”核心知識點歸納
B.線圈的轉(zhuǎn)動軸與磁感線垂直。如圖,矩形線圈的長、寬分別為L1、L2,所圍面積為S,向右的勻強磁場的磁感應強度為B,線圈繞圖e示的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。線圈的ab、cd兩邊切割磁感線,產(chǎn)生的感應電動勢相加可得E=BSω。如果線圈由n匝導線繞制而成,則E=nBSω。從圖16-8示位置開始計時,則感應電動勢的瞬時值為e=nBSωcosωt。該結論與線圈的形狀和轉(zhuǎn)動軸的具體位置無關(但是軸必須與B垂直)。
實際上,這就是交流發(fā)電機發(fā)出的交流電的瞬時電動勢公式。
高中物理會考知識點:電磁波、電磁感應
高中物理會考知識點:電磁波、電磁感應
一、麥克斯韋的電磁場理論:
1、不僅電荷能產(chǎn)生電場,變化的磁場亦能產(chǎn)生電場;
2、不僅電流能產(chǎn)生磁場,變化的電場亦能產(chǎn)生磁場;
二、對麥氏理論的理解
1、穩(wěn)恒的電場周圍沒有磁場;
2、穩(wěn)恒的磁場周圍沒有電場
3、均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場;
4、均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)恒的電場;
5、非均勻變化的電場、磁場可以相互轉(zhuǎn)化;
三、電磁場:變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系,形成一個不可分割的統(tǒng)一場,這就是電磁場;
四、電磁波:電磁場由近及遠的傳播,就形成了電磁波;
1、有效向外發(fā)射電磁波的條件:
(1)要有足夠高的頻率;
(2)電場、磁場必須分散到盡可能大的空間(開放電路)
2、電磁場的性質(zhì):
(1)電磁波是橫波;
(2)電磁波的速度v=3.0*108;
(3)遵守波的一切性質(zhì);波的衍射、干涉、反射、折射;
(4)電磁波的傳播不需要介質(zhì)
一、磁通量:設在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面,磁場的磁感應強度B和平面面積S的乘積叫磁通量;
1、計算式:φ=BS(B⊥S)
2、推論:B不垂直S時,φ=BSsinθ
3、磁通量的國際單位:韋伯,wb;
4、磁通量與穿過閉合回路的磁感線條數(shù)成正比;
5磁通量是標量,但有正負之分;
二、電磁感應:穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有感應電流產(chǎn)生,這種現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象,產(chǎn)生的電流叫感應電流;
注:判斷有無感應電流的方法:
1、閉合回路;2、磁通量發(fā)生變化;
三、感應電動勢:在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢;
四、磁通量的變化率:等于磁通量的變化量和所用時間的比值;△φ/t
1、磁通量的變化率是表示磁通量的變化快慢的物理量;
2、磁通量的變化率由磁通量的變化量和時間共同決定;
3、磁通量變化率大,感應電動勢就大;
五、法拉第電磁感應定律:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比;
1、定義式:E=n△φ/△t(只能求平均感應電動勢);
2、推論;E=BLVsinaθ(適用導體切割磁感線,求瞬時感應電動勢,平均感應電動勢)
(1)V⊥L,L⊥B,θ為V與B間的夾角;
(2)V⊥B,L⊥B,θ為V與L間的夾角
(3)V⊥B,L⊥V,θ為B與L間的夾角
3、穿過線圈的磁通量大,感應電動勢不一定大;
4、磁通量的變化量大,感應電動勢不一定大;
5、有感應電流就一定有感應電動勢;有感應電動勢,不一定有感應電流;
六、右手定則(判斷感應電流的方向):伸開右手,讓大拇指和其余四指共面、且相互垂直,把右手放入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心,大拇指指向?qū)w運動方向,四指指向感應電流的方向;
電磁感應
一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負責,高中教師要準備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生們有一個良好的課堂環(huán)境,使高中教師有一個簡單易懂的教學思路。關于好的高中教案要怎么樣去寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的電磁感應,希望能為您提供更多的參考。
課題運動電荷在磁場中受到的力課型
1.演示實驗:觀察陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)
沒有磁場存在,電子束呈直線
有磁場存在,電子束偏轉(zhuǎn),改變磁場方向,電子束偏轉(zhuǎn)方向改變
2.洛倫茲力
運動電荷在磁場中受到的力叫洛倫茲力。安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。從這個角度分析洛倫茲力的方向和大小。
方向:左手定則(注意:四指為正電荷運動的方向,如果是負電荷,四指指向其反方向)F⊥V且F⊥B
大?。河砂才嗔=BIL和電流的微觀表達式I=nqsv推導。
F=qvB
⑴在一般情況下,當電荷運動的方向與磁場的方向有夾角θ時,電荷所受的洛倫茲力為F=qvBsinθ
⑵由左手定則判斷,洛倫茲力的方向總與電荷速度方向垂直,因此洛倫茲力只改變速度方向不改變速度大小。對電荷不做功。
⑶要格外注意,洛倫茲力是一種與運動狀態(tài)(即速度)有關的力,這一點與其它力不同。電荷的速度變化了(大小或方向)洛倫茲力一定發(fā)生變化。
下列說法正確的是(D)
A、運動電荷在磁感應不為零的地方,一定受洛倫茲力的作用
B、運動電荷在某處不受洛倫茲力作用,則該處的磁感應強度一定為零
C、洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動能,也不能改變帶電粒子的速度
D、洛倫茲力對帶電粒子不做功
如圖,沒有磁場時,顯像管內(nèi)電子束打在熒光屏正中的O點,加磁場后電子束打在熒光屏O點上方的P點,則所加磁場的方向可能是()
A.垂直于紙面向內(nèi)
B.垂直于紙面向外
C.平行于紙面向上
D.平行于紙面向下
電磁感應現(xiàn)象
經(jīng)驗告訴我們,成功是留給有準備的人。高中教師要準備好教案,這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓上課時的教學氛圍非常活躍,減輕高中教師們在教學時的教學壓力。您知道高中教案應該要怎么下筆嗎?以下是小編為大家收集的“電磁感應現(xiàn)象”歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
教學目標
知識目標
1、知道磁通量的定義,公式的適用條件,會用這一公式進行簡單的計算.
2、知道什么是電磁感應現(xiàn)象.
3、理解“不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生”.
4、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應現(xiàn)象.
能力目標
1、通過實驗的觀察和分析,培養(yǎng)學生運用所學知識,分析問題的能力.
情感目標
1、學生認識“從個性中發(fā)現(xiàn)共性,再從共性中理解個性,從現(xiàn)象認識本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點.
教學建議
關于電磁感應現(xiàn)象的教學分析
1.電磁感應現(xiàn)象
利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應產(chǎn)生的電流叫做感應電流。
2.產(chǎn)生感應電流的條件
①當閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時,電路中產(chǎn)生了感應電流。
②當磁體相對靜止的閉合電路運動時,電路中產(chǎn)生了感應電流.
③當磁體和閉合電路都保持靜止,而使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變時,電路中產(chǎn)生了感應電流.
其實上述①、②兩種情況均可歸結為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變,所以,不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.
3.電磁感應現(xiàn)象中的能量守恒
電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的,它們或者是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移,電磁感應現(xiàn)象遵循能量守恒定律.
教法建議
1、課本中得出結論后的思考與討論,是一個進一步啟發(fā)學生手腦并用、獨立思考,全面認識電磁感應現(xiàn)象的題目,教師可根據(jù)學生實際情況引導學生思考和討論.
2、本節(jié)課文的最后分析了兩種情況下電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化,這不但能從能量的觀點讓學生對電磁感應有明確的認識,而且進一步強化了能量守恒定律的普遍意義.有條件的,可以由教師引導學生自行分析,以培養(yǎng)學生運用所學知識獨立分析問題的能力.
教學重點和教學難點
教學重點:感應電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)的教學重點,而正確理解感應電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)教學的難點.由于學生在初中時已經(jīng)接觸過相關的電磁感應現(xiàn)象,因此在講解電流的產(chǎn)生時可以讓學生通過實驗加深對現(xiàn)象的認識,如果條件允許可以讓學生自己動手實驗,并在教師引導下進行分組討論,教師可以通過問題的設計來引導實驗的進行,例如:對實驗數(shù)據(jù)表格的設計以及相關問題的探討,讓學生明白感應電流產(chǎn)生的條件.正確理解感應電流產(chǎn)生的條件.
電磁感應現(xiàn)象教學設計方案
教學目的:
1、知道磁通量的定義,知道磁通量的國際單位,知道公式的適用條件,會用公式計算.
2、啟發(fā)學生觀察實驗現(xiàn)象,從中分析歸納通過磁場產(chǎn)生電流的條件.
3、通過實驗的觀察和分析,培養(yǎng)學生運用所學知識,分析問題的能力.
教學重點:感應電流的產(chǎn)生條件
教學難點:正確理解感應電流的產(chǎn)生條件.
教學儀器:電池組,電鍵,導線,大磁針,矩形線圈,碲形磁鐵,條形磁鐵,原副線圈,演示用電流表等.
教學過程:
一、教學引入:
在磁可否生電這個問題上,英國物理學家法拉第堅信,電與磁決不孤立,有著密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實驗,把導線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件,他以堅韌不拔的意志歷時10年,終于找到了這個條件,從而開辟了物理學又一嶄新天地.
電磁感應現(xiàn)象:
二、教學內(nèi)容
1、磁通量()
復習:磁感應強度的概念
引入:教師:我們知道,磁場的強弱(即磁感應強度)可以用磁感線的疏密來表示.如果一個面積為的面垂直一個磁感應強度為的勻強磁場放置,則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的.我們把與的乘積叫做穿過這個面的磁通量.
(1)定義:面積為,垂直勻強磁場放置,則與乘積,叫做穿過這個面的磁通量,用Φ表示.
(2)公式:
(3)單位:韋伯(Wb)1Wb=1T·m2
磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù).
注意強調(diào):
①只要知道勻強磁場的磁感應強度和所討論面的面積,在面與磁場方向垂直的條件下(不垂直可將面積做垂直磁場方向上的投影.)磁通量是表示穿過討論面的磁感線條數(shù)的多少.在今后的應用中往往根據(jù)穿過面的凈磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大?。绻霉絹碛嬎愦磐?,但是只適合于勻強磁場.
②磁通量是標量,但是有正負之分,磁感線穿過某一個平面,要注意是從哪一面穿入,哪一面穿出.
2、電磁感應現(xiàn)象:
內(nèi)容引入:奧斯特實驗架起了一座連通電和磁的橋梁,此后人們對電能生磁已深信不疑,但磁能否生電呢?
在磁可否生電這個問題上,英國物理學家法拉第堅信,電與磁決不孤立,有著密切的聯(lián)系.為此,他做了許多實驗,把導線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件,他以堅韌不拔的意志歷時10年,終于找到了這個條件,從而開辟了物理學又一嶄新天地.
3、實驗演示
實驗1:學生實驗——導體在磁場中切割磁力線的運動
觀察現(xiàn)象:AB做切割磁感線運動,可見電流表指針偏轉(zhuǎn).
學生得到初步結論:當閉合回路中的部分導體做切割磁感線的運動時,電路中有了電流.
現(xiàn)象分析:如圖1導體不切割磁力線時,電路中沒有電流;而切割磁力線時閉合電路中有電流.回憶磁通量定義(師生討論)對閉合回路而言,所處磁場未變,僅因為AB的運動使回路在磁場中部分面積變了,使穿過回路的磁通變化,故回路中產(chǎn)生了電流.
設問:那么在其它情況下磁通變化是否也會產(chǎn)生感應電流呢?
實驗2:演示實驗——條形磁鐵插入線圈
觀察提問:
A、條形磁鐵插入或取出時,可見電流表的指針偏轉(zhuǎn).
B、磁鐵與線圈相對靜止時,可見電流表指針不偏轉(zhuǎn).
現(xiàn)象分析:(師生討論)對線圈回路,當線圈與磁鐵有沿軸線的相對運動時,所處磁場因磁鐵的遠離和靠近而變化,而未變,故穿過線圈的磁通變化,產(chǎn)生感應電流,而當磁鐵不動時,線圈處,不變,故無感應電流.
實驗3:演示實驗——關于原副線圈的實驗演示
實驗觀察:移動變阻器滑片(或通斷開關),電流表指針偏轉(zhuǎn).當A中電流穩(wěn)定時,電流表指針不偏轉(zhuǎn).
現(xiàn)象分析:對線圈,滑片移動或開關通斷,引起A中電流變,則磁場變,穿過B的磁通變,故B中產(chǎn)生感應電流.當A中電流穩(wěn)定時,磁場不變,磁通不變,則B中無感應電流.
教師總結:不同的實驗,其共同處在于:只要穿過閉合回路的磁通量的變化,不管引起磁通量變化的原因是什么,閉合電路中都有感應電流產(chǎn)生.
結論:
無論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路就有電流產(chǎn)生,這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應,產(chǎn)生的電流叫感應電流.
電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化:
引導學生討論分析上述三個實驗中能量的轉(zhuǎn)化情況.
3、例題講解
4、教師總結:
能量守恒定律是一個普遍定律,同樣適合于電磁感應現(xiàn)象.電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的,它們或者是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能,或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移.
5、布置作業(yè)