§12.1 电磁感应现象及电磁感应定律
电磁感应现象与法拉第电磁感应定律
电磁感应现象与法拉第电磁感应定律电磁感应是物理学中一个重要的现象，它揭示了电流和磁场之间的密切关系。
在19世纪初，英国物理学家迈克尔·法拉第通过实验研究，总结出了著名的法拉第电磁感应定律。
本文将围绕电磁感应现象和法拉第电磁感应定律展开讨论。
一、电磁感应现象电磁感应现象是指当磁通量通过一定面积发生变化时，在闭合电路中会产生感应电动势。
这个现象的重要性在于它揭示了磁场和电场之间的相互作用，为电磁学的发展奠定了基础。
众所周知，电流会产生磁场，而磁场通常也能影响电路中的电流。
在电磁感应过程中，磁场的变化引起了电动势的产生，从而导致电流的流动。
这一现象不仅适用于导体中的电流，也适用于恒定电流产生的磁场。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应现象的定量描述。
简单来说，法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
设一个线圈的匝数为N，磁场的磁通量为Φ，当磁通量发生变化时，感应电动势E的大小可以通过下式计算：E = -N(dΦ/dt)其中，负号代表感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
法拉第电磁感应定律的推导依据是电磁感应现象中的数学关系和实验数据。
通过实验观察和测量，法拉第得出了上述定律，并建立了磁通量和感应电动势之间的线性关系。
三、应用和意义法拉第电磁感应定律不仅在理论研究中具有重要意义，而且在实际应用中也得到广泛应用。
一方面，法拉第电磁感应定律为发电机和变压器等电磁设备的设计和工作原理提供了重要依据。
通过利用电磁感应现象，我们可以将机械能转化为电能或者将电能转化为机械能。
另一方面，法拉第电磁感应定律也是电磁感应传感器和电磁感应探测器的基础。
许多仪器和设备利用电磁感应原理来测量磁场的强度、方向和变化。
此外，电磁感应现象和法拉第电磁感应定律在电磁波和无线通信中也起到了重要作用。
例如，无线充电技术就是通过电磁感应原理来实现的。
总之，电磁感应现象和法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要内容，它们揭示了电场和磁场之间的密切关系。
电磁感应的概念和法拉第电磁感应定律
电磁感应的概念和法拉第电磁感应定律一、电磁感应的概念电磁感应是指在导体周围的磁场发生变化时，导体中会产生电动势的现象。
这种现象是由英国科学家迈克尔·法拉第在1831年发现的，因此也被称为法拉第电磁感应定律。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律表明，当闭合导体回路所包围的磁场发生变化时，回路中会产生电动势。
这个电动势的大小与磁场的变化率成正比，与回路的匝数成正比，与回路所包围的磁场变化区域面积成正比。
公式表示为：[ = -N ]其中，( ) 表示电动势，( N ) 表示回路的匝数，( ) 表示磁场变化率，负号表示根据楞次定律，电动势的方向总是阻碍磁通量的变化。
三、楞次定律楞次定律是描述电磁感应现象中电动势方向的一个重要定律。
它指出，在电磁感应过程中，产生的电动势总是要阻止引起这种变化的原因。
具体表现为：1.当磁场增强时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相反；2.当磁场减弱时，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同；3.当磁场方向发生变化时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反。
四、电磁感应的应用1.发电机：通过转子与定子之间的相对运动，产生电磁感应，从而产生电能。
2.变压器：利用电磁感应原理，实现电压的升降变换。
3.感应电流：在导体中产生电动势，进而产生电流。
4.磁悬浮列车：利用电磁感应产生的磁力，实现列车与轨道的悬浮，减小摩擦，提高速度。
电磁感应现象是电磁学中的重要概念，法拉第电磁感应定律是其核心内容。
通过理解电磁感应的原理，我们可以更好地了解电与磁之间的关系，并广泛应用于生活和工业中。
习题及方法：1.习题：一个矩形线框abcd在匀强磁场B中以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴旋转，求线框中感应电动势的最大值和有效值。
解题思路：根据法拉第电磁感应定律，当线框与磁场垂直时，感应电动势最大。
最大值公式为E m=NBSω，其中N为线框匝数，B为磁场强度，S为线框面积，ω为角速度。
有效值可以通过最大值除以根号2得到。
电磁感应原理与电磁感应现象
电磁感应原理与电磁感应现象电磁感应是电磁学中的重要概念，揭示了电与磁的相互关系。
本文将介绍电磁感应的原理以及相关的真实世界中的电磁感应现象。
一、电磁感应原理电磁感应是指当磁场的强度或方向发生变化时，会在磁场周围的导体中产生感应电动势。
这一原理是由迈克尔·法拉第在19世纪初发现的。
据法拉第电磁感应定律的描述，在导体中产生的感应电动势等于导体中的磁通量改变率的负值。
具体而言，设有一圆形线圈置于变化的磁场中，当磁场的强度或方向发生变化时，线圈中会产生感应电动势。
而根据安培环路定理，电流也会产生磁场。
因此，如果我们将导体制成一个闭合回路，导体中还会产生感应电流。
这就是电磁感应原理的基本思想。
二、感应电磁感应现象电磁感应原理的应用非常广泛，以下是几个常见的电磁感应现象。
1. 电磁感应发电电磁感应发电是电力工业中最重要的应用之一。
通过将导体置于变化的磁场中，可以感应出变化的电动势，并利用电动势驱动电流产生。
这种方法广泛应用于发电厂中，将机械能转化为电能。
2. 变压器变压器也是一种基于电磁感应原理的设备。
变压器中由两个或多个线圈组成，当一个线圈中的电流变化时，产生的磁场会感应出另一个线圈中的电动势，从而实现电能的传输和转换。
3. 模拟电磁感应传感器电磁感应传感器是一种将物理量转换为电信号的设备。
例如，温度传感器使用热敏电阻，当温度发生变化时，电阻值改变，从而产生感应电动势，可以通过测量电动势来得到温度的变化。
4. 磁力计磁力计也是一种基于电磁感应原理的设备，用于测量磁场的强度和方向。
磁力计通过将一个线圈置于待测磁场中，通过测量感应电动势来确定磁场的性质。
三、电磁感应的应用电磁感应不仅在科学研究中有重要应用，也广泛用于实际生活和工业生产中。
1. 电磁感应在家庭中的应用家庭中的许多设备都使用了电磁感应原理，如电磁炉、电磁锅、电动牙刷等。
这些设备利用电磁场与导体的相互作用，将电能转化为热能或机械能，从而实现特定功能。
大学物理第十二章变化的电磁场
是匀强磁场吗？ 是！
m = BScos ( t+o)
= Bosin t Scos t
i
dm
dt
= -BoS cos2 t
13
例12.1.4 长直电流I与ABC共面, AB=a, BC=b。
(1) I =Iocos t (Io 和为常量) , ABC 不 动, 求: ABC=？
解:
m
Bdscos
方向成右手螺旋关系。3
感应电流总是“企图”阻碍原磁通的改变，但又 阻止不了。
楞次定律是能量守恒定律的必然结果。
fm
fm
楞次定律能量守恒
“阻碍”改为“助长”则，不需外力作功，导线便会 自动运动下去，从而不断获得电能。这显然违背 能量守恒定律。
4
感应电动势和感应电流的关系
对闭合导体回路, 感应电动势的方向和感应电 流的方向是相同的。
B)
dl
a
b ++ B
dl
(1)若i 若i
>0, <0,
则i 则i
沿 dl方向，即ab的方向； 与dl的方向相反，即ba的方向。
-a-
(2)动生电动势只存在于运动导体内，无论导体是否构
成闭合回路，只要导体 B在 磁0场中运动切割磁场线，即
(3)若整个导体回路在磁场中运动，则在回路中产生的
动生电动势：
用法拉第电磁感应定律解题的步骤如下：
(i)首先求出回路面积上的磁通量(取正值)：
m
B dS
S
对匀强磁场中的平面线圈：
m B S BS cos
(ii)求导：
i
dm
dt
(ⅲ)判断i 的方向。
8
例12.1.1 圆线圈，m=8×10-5sin100t(wb), N=100匝，
电磁感应与电磁感应现象
电磁感应与电磁感应现象电磁感应是电磁学中的一个重要概念，它指的是通过磁场的变化引起电场的产生，或是通过电场的变化引起磁场的产生。
这一现象的研究和应用极大地推动了科学技术的发展。
本文将介绍电磁感应的基本原理、电磁感应现象的实验以及相关应用。
I. 电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理建立在法拉第电磁感应定律上。
根据这个定律，当磁通量Φ通过一个线圈发生变化时，线圈中产生感应电动势E，其大小与磁通量变化的速率成正比。
即E=-dΦ/dt。
这意味着磁场的变化可以引起线圈中的电动势。
II. 电磁感应现象的实验为了验证电磁感应现象，科学家们进行了一系列实验。
其中最经典的实验是法拉第传统实验。
在这个实验中，将一个线圈放置在一个磁场中，当通过磁场的磁通量发生变化时，线圈中会产生电动势。
通过连接一个电流表，我们可以测量到产生的感应电流的大小。
另一个常见的实验是使用一个磁铁和一个线圈。
将磁铁靠近或远离线圈时，线圈中会产生电流。
这是因为磁铁的运动改变了线圈中的磁通量，从而产生感应电动势。
III. 电磁感应的应用电磁感应的应用非常广泛，几乎在我们的日常生活中随处可见。
1. 电动发电机电动发电机利用电磁感应原理实现将机械能转化为电能。
通过旋转的励磁装置产生的磁场，可以改变线圈中的磁通量，从而产生感应电动势，进而产生电流。
这种转换提供了我们所使用的大部分电力。
2. 变压器变压器也是电磁感应的应用之一。
变压器通过共享磁力线而在主次线圈之间转换电压和电流的设备。
当主线圈中的电流变化时，它创造和改变磁场，导致在次线圈中产生感应电动势。
3. 电磁感应传感器电磁感应传感器广泛用于测量各种物理量，如温度、湿度、压力等。
传感器中的线圈可以根据外部物理量的变化产生不同的感应电动势，从而实现测量。
4. 感应炉感应炉利用电磁感应产生的感应电流进行加热，可以用于金属熔炼、焊接以及工业生产等领域。
在科学研究和工程技术中，电磁感应现象也有着广泛的应用。
电磁感应定律
·
原 i
12 - 1 电磁感应定律
第十二章 电磁感应 电磁场
（4）楞次定律是能量守恒定律的一种表现
原 N 感
原 v
S N S S
感
v
S
N N
违反能量守恒定律
不违反能量守恒定律
12 - 1 电磁感应定律
第十二章 电磁感应 电磁场
+ B
+ + + + + + +
+ + + + + + + + + + +
LB
12 - 1 电磁感应定律
第十二章 电磁感应 电磁场
i
可见：1） i 与 i 反向。
ˆ n
B L
L
X
2）电动势分为两部分，一部分是由场变引 起的，一部分由导线运动所引起的。
i k
dΦ dt
国际单位制
i
Φ
伏特 韦伯
k 1
第十二章 电磁感应 电磁场 12 - 1 电磁感应定律 说明（1） “一”表示εi的方向，是楞次定律 的数学表述。
如何确定感应电动势的方向？ 选定回路的绕行方向 定回路的法线方向，与绕行方向成右手螺旋
判定 m以及
i
d m dt
截面积 S 0.5mm N 10 n 10转 / 秒
' 2
＝ .7 10 （ m） 1
8
L
a
求：1）由图示位置旋转300时， 线圈内的感应电动势
n
2）线圈转动时的最大感应电动势及该时位置 3）由图示位置转1秒时，其内的感应电动势 4）转过1800时通过线圈任一截面的电量。
大学物理第12章变化的电磁场(1)
b
i
( B) dl
a
dl B
b
( B ) dl a
ab=l
l
a
b
( B ) l
结论：在匀强磁场中,弯曲导线平移时所产生的动生 电动势等于从起点到终点的直导线所产生的动生电 动势 。
（4）匀强B,导线以平移,
B
a
ad
)
u
a
p1 p2 0
即: 洛仑兹力的总功为零。外力克服洛伦兹力的一个分力做
功通过另一分力转化为感应电流的能量，实现能量传递。
动生电动势计算步骤：
(1)首先规定一个沿导线的积分方向(即dl
的方向 )。
(2) i ( B) dl
导体 b
Bdl sin( ,B) cos( B ,dl ) a
楞次定律是能量守恒定律的必然结果。
fm 按楞次定律，要想维持回路
fm
中电流，必须有外力不断作 功。这符合能量守恒定律。
若“阻碍”改为“助长” ，
则不需外力作功，导线便会自动运动下去，从而不 断获得机械能与电能。这显然违背能量守恒定律。
感应电动势： 对闭合导体回路, 感应电动势的方向（从负极指 向正极）和感应电流的方向是相同的。
所以回路( bcd)中的电动势
ob
d o´
就是导线bcd中的电动势。
m=BScos ( t+o)
B 1 3 a a cost , n 2 n
22
60 30
i
dm
dt
1 120
3na 2 B sin( n t )
高中物理中的电磁感应与电磁感应定律
高中物理中的电磁感应与电磁感应定律电磁感应是在高中物理中一个重要的概念。
它描述了当磁场与导体相互作用时会产生的电流现象。
电磁感应定律是描述电磁感应现象的定律，它是由英国物理学家法拉第提出的。
本文将详细介绍电磁感应的概念以及电磁感应定律的具体内容。
一、电磁感应的概念电磁感应是指导体在磁场中运动时，会产生感应电动势以及感应电流的现象。
简单来说，电磁感应是由磁场与导体之间的相互作用引起的。
这一现象广泛应用于发电机、变压器和感应炉等设备中。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的定律，它由法拉第在1831年提出。
法拉第电磁感应定律表明，当导体中的磁通量发生变化时，导体中会产生感应电动势。
具体而言，法拉第电磁感应定律可以分为两部分：1.第一法拉第定律：当导体中的磁通量发生变化时，导体内部会感应出一个电动势。
数学表达式为：ε=-dΦ/dt其中，ε代表感应电动势，Φ代表磁通量，t代表时间。
2.第二法拉第定律：当一个闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电流。
数学表达式为：ε=-dΦ/dt其中，ε代表感应电动势，Φ代表磁通量，t代表时间。
三、电磁感应的应用电磁感应在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用示例：1.发电机：发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
当发电机的导体与磁场相互作用时，会产生感应电动势，进而产生电流。
2.变压器：变压器也是基于电磁感应原理工作的。
当通过一个线圈的电流发生变化时，会在另一个线圈中感应出电流，从而实现电能的传输。
3.感应炉：感应炉利用外部磁场在金属中产生感应电流，从而加热金属。
这一原理被广泛应用于工业领域中的金属加热和熔炼。
四、电磁感应实验为了验证电磁感应定律的正确性，可以进行一些简单的实验。
下面是一个常见的电磁感应实验：实验装置：一个螺线管、一个磁铁、一个电流计。
实验步骤：1.将螺线管的两端连接电流计。
2.将磁铁靠近螺线管一个端口。
电磁感应现象及法拉第电磁感应定律
电磁感应现象及法拉第电磁感应定律电磁感应是一种重要的物理现象，它是指当导体中的磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流。
这一现象的研究对于理解电磁学的基本原理和应用具有重要意义。
在19世纪初，英国物理学家迈克尔·法拉第通过一系列的实验，总结出了著名的法拉第电磁感应定律，为电磁学的发展做出了重要贡献。
首先，我们来了解一下电磁感应现象的基本原理。
当磁场的强度或方向发生变化时，磁场中的磁力线也会发生相应的变化。
当导体与这种变化的磁场相互作用时，导体内部的自由电子会受到力的作用，从而产生感应电流。
这个过程可以用一个简单的实验来说明。
我们将一个螺线管放置在一个磁铁附近，当磁铁靠近或远离螺线管时，螺线管中就会产生感应电流。
这个实验可以证明，当磁场的强度或方向发生变化时，会引起导体中的感应电流产生。
接下来，我们来介绍一下法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律，也是电磁学的重要基石之一。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与导体中的感应电流成正比，与磁场变化的速率成正比。
具体来说，当磁场的变化率较大时，感应电动势和感应电流的大小也会相应增大。
而当磁场的变化率较小或为零时，感应电动势和感应电流的大小也会相应减小或为零。
法拉第电磁感应定律的数学表达式为：感应电动势E=-dΦ/dt，其中E表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
这个公式说明了感应电动势的大小与磁通量的变化率成反比。
当磁通量的变化率较大时，感应电动势的大小也会相应增大。
这个公式也可以用来计算感应电动势的大小，从而进一步研究电磁感应现象的规律。
除了法拉第电磁感应定律，还有一些相关的概念和定律需要了解。
例如，磁通量表示磁场穿过一个给定面积的大小，可以用Φ=B·A来计算，其中B表示磁场的强度，A表示面积。
磁感应强度表示单位面积上的磁场的大小，可以用B=Φ/A来计算。
根据这些概念和定律，我们可以更深入地理解电磁感应现象的本质和规律。
磁学知识点总结电磁感应定律和电磁感应现象
磁学知识点总结电磁感应定律和电磁感应现象电磁感应定律是电磁学中的重要理论基础，描述了电磁感应现象的规律。
本文将对电磁感应定律和电磁感应现象进行总结。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
当磁场的磁感应强度发生变化时，在磁场中的闭合回路内会产生感应电动势和感应电流。
法拉第电磁感应定律可以用一个简洁的数学公式表示：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，dΦ/dt表示磁通量的变化率。
该定律说明，当磁通量变化时，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
2. 楞次定律楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，描述了感应电流的方向。
楞次定律表明，感应电流的方向总是使得产生它的磁场的磁通量发生变化的趋势减弱。
根据楞次定律，当磁通量增加时，感应电流的方向会使磁场的磁感应强度减小；当磁通量减少时，感应电流的方向会使磁场的磁感应强度增加。
楞次定律保证了能量守恒的原则。
3. 电磁感应现象电磁感应现象是电动势和电流产生的实际过程。
根据电磁感应定律，只有当磁通量发生变化时才会产生感应电动势。
常见的电磁感应现象包括：(1) 电磁感应发电机：在电磁感应发电机中，通过转动的磁场使得线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，驱动电流产生。
(2) 电磁感应涡流：当导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会产生感应电动势，从而使电流在导体内部形成环状的涡流。
(3) 电磁感应感应加热：利用电磁感应现象可以进行感应加热，即将交变磁场通过导体产生涡流，利用涡流的阻碍作用产生热量。
(4) 变压器：变压器是利用电磁感应原理工作的电气设备，通过磁场感应导体中的电动势，将电能从一个线圈传输到另一个线圈。
4. 应用领域电磁感应定律和电磁感应现象在许多领域有着广泛的应用，例如：(1) 发电和能量转换：发电机和变压器是电能转换和传输的重要装置，利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
(2) 感应加热：利用电磁感应产生的涡流可以用于感应加热，广泛应用于工业加热、熔炼和医学领域。
电磁感应与电磁感应定律
电磁感应与电磁感应定律电磁感应是一种物理现象，它描述了磁场变化引起电流的产生。
在19世纪初，由迈克尔·法拉第首先提出了电磁感应定律，这一定律奠定了电磁学的基础，对现代电子技术的发展起到了至关重要的作用。
一、电磁感应现象电磁感应现象是指当磁场发生变化时，在其附近的导体中会产生感应电流。
当导体与磁场相对运动时，导体中的自由电子受到磁力的作用，从而导致了电荷的分离和电流的形成。
二、法拉第电磁感应定律迈克尔·法拉第在1831年提出了著名的法拉第电磁感应定律，它可以用数学公式表示为：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，dΦ表示磁通量的变化率，dt表示时间的变化率。
该定律表明，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
当磁通量的变化率较大时，感应电动势也会增大。
三、磁通量和磁感应强度在电磁感应定律中，磁通量和磁感应强度是两个重要的概念。
磁通量表示磁场通过某一给定面积的大小，用Φ表示，它的单位是韦伯（Wb）。
磁感应强度表示单位面积上的磁通量，用B表示，它的单位是特斯拉（T）。
磁感应强度可以通过以下公式计算：其中，A表示面积。
四、电磁感应定律的应用电磁感应定律有广泛的应用，尤其在电子技术和能源领域。
以下是几个例子：1.电磁感应产生电能电磁感应定律的一个重要应用是电磁感应产生电能。
利用发电机的原理，通过将磁场和线圈相对运动，可以产生感应电流，从而转化为电能。
这是目前最主要的电力发电方式之一。
2.电磁感应用于变压器变压器是利用电磁感应定律来改变交流电压的装置。
通过两个或多个线圈的电磁感应作用，可以将原始电压转换为所需的高压或低压。
3.电磁感应产生感应加热电磁感应也可以用于感应加热。
当导体置于交变磁场中时，导体会受到感应电流的作用，从而产生热能。
感应加热广泛应用于工业领域，如金属熔炼、焊接等。
4.电磁感应用于感应传感器感应传感器利用电磁感应定律来检测物理量的变化，如温度、湿度、压力等。
通过将感应电流与变量的变化联系起来，可以实现传感器的应用。
电磁感应定律和原理
电磁感应定律和原理电磁感应是指在导体周围的磁场发生变化时，导体中会产生电动势的现象。
电磁感应定律是指导体在磁场中运动时，导体中会产生电动势，且电动势的大小与导体在磁场中的速度、磁感应强度以及导体与磁场的相对位置有关。
电磁感应原理是指导体在磁场中运动时，导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用，从而在导体中产生电动势。
当导体闭合时，就会产生电流。
这个现象就是电磁感应现象。
电磁感应定律的数学表达式为：[ = - ]其中，( ) 表示电动势，单位是伏特（V）；( _B ) 表示磁通量，单位是韦伯（Wb）；( t ) 表示时间，单位是秒（s）。
上式中的负号表示电动势的方向与磁通量的变化方向相反。
磁通量是指磁场穿过某一面积的总量，其数学表达式为：[ _B = B A ]其中，( B ) 表示磁感应强度，单位是特斯拉（T）；( A ) 表示面积，单位是平方米（m²）；( ) 表示磁场线与面积法线之间的夹角，单位是弧度（rad）。
根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小还与导体在磁场中的速度有关，其数学表达式为：[ = B L v ]其中，( B ) 表示磁感应强度，单位是特斯拉（T）；( L ) 表示导体的长度，单位是米（m）；( v ) 表示导体在磁场中的速度，单位是米/秒（m/s）；( ) 表示导体速度方向与磁场方向之间的夹角，单位是弧度（rad）。
以上是关于电磁感应定律和原理的基本知识点，希望对您有所帮助。
习题及方法：一个导体棒AB在匀强磁场B中以速度v垂直移动，AB的长度为L，磁感应强度为B。
求导体棒AB产生的电动势的大小。
根据电磁感应定律，导体棒AB产生的电动势的大小为：[ = B L v ]其中，( ) 为导体棒AB速度方向与磁场方向之间的夹角。
由于题目中未给出夹角，我们假设导体棒AB垂直于磁场方向，即 ( = 90^)，所以 ( = 1 )。
因此，导体棒AB产生的电动势的大小为：[ = B L v ]一个半径为R的圆盘在匀强磁场B中以恒定速度v旋转。
电磁感应现象法拉第电磁感应定律
发现过程
1831年，英国物理学家迈克尔·法拉第在一次实验中意外地发现了电磁感应现象。
当他改变一个线圈中的磁场强度时，在另一个线圈中产生了电流。这一发现证明了 变化的磁场可以产生电流。
法拉第进一步研究了这一现象，并总结出了法拉第电磁感应定律，即变化的磁场会 产生电场，从而产生电流。
对社会的影响
电磁感应现象的发现为发电机的 发明奠定了基础。
磁悬浮列车
总结词
磁悬浮列车是一种利用磁力使列车悬浮于轨道上的高速列车。
详细描述
磁悬浮列车通过在列车底部和轨道上分别安装磁铁和线圈，利用法拉第电磁感应定律产生磁力，使列 车悬浮于轨道上。磁悬浮列车具有高速、低噪音、低能耗等优点，是未来交通工具的重要发展方向之 一。
磁约束核聚变
总结词
磁约束核聚变是一种利用磁场约束高温 等离子体实现核聚变反应的能源技术。
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电磁感应定律的提出
法拉第提出了著名的法拉第电磁感应定律，即变化的磁场 会产生电场，从而进一步揭示了电磁相互作用的本质。
磁场的定量描述
法拉第引入了磁力线的概念，通过磁力线描述磁场分布， 为后来的磁场研究提供了直观的工具。
法拉第的精神遗产
01
坚持实验验证
法拉第坚信科学必须以实验为基础，他的研究过程充满了实验验证，这
VS
详细描述
磁约束核聚变利用法拉第电磁感应定律产 生的强磁场，将高温等离子体约束在特定 的磁场结构中，实现核聚变反应。该技术 被认为是未来清洁能源的重要发展方向之 一，对于解决能源危机和环境污染问题具 有重要意义。
05
法拉第的贡献与影响
法拉第的科学贡献
电磁感应现象的发现
电磁感应及其基本规律
目录
• 电磁感应现象 • 电磁感应的基本规律 • 电磁感应的应用 • 电磁感应的实验研究 • 电磁感应的物理意义与价值
01
CATALOGUE
电磁感应现象
电磁感应现象的发现
迈克尔·法拉第
法拉第是最早发现电磁感应现象 的科学家之一，他通过实验揭示 了磁场变化时会在导体中产生电 流的原理。
电磁炉由加热线圈、控制电路和 灶板组成。加热线圈产生高频电 磁场，灶板放置锅体，控制电路
控制加热时间和功率。
电磁炉的特点
电磁炉具有高效、安全、环保等 特点，加热速度快，热效率高， 使用方便，是现代厨房中常见的
加热设备之一。
04
CATALOGUE
电磁感应的实验研究
电磁感应实验的设备与材料
电源
用于提供电能，如电池 或发电机。
楞次定律
定律内容
楞次定律指出，当导体中的电流发生变化时，会在导体周围产生磁场，阻碍电 流的变化。
实践应用
楞次定律在实践中有着广泛的应用，如交流电机的运行、变压器的设计等。
02
CATALOGUE
电磁感应的基本规律
感应电流的方向判定
01 02
楞次定律
感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化。具体来说，如果原磁场增 强，感应电流产生的磁场与之反向；如果原磁场减弱，感应电流产生的 磁场则与之同向。
和传输。
变压器的结构
变压器由铁芯和绕组组成，绕组分 为一次绕组和二次绕组，分别缠绕 在铁芯上。
变压器的功能
变压器可以实现电压变换、电流变 换、阻抗变换和相位变换等，广泛 应用于电力、通信、工业等领域。
电磁炉的工作原理
电磁炉的工作原理
电磁炉利用高频电磁场产生涡流 ，使锅体发热，从而加热食物。
电磁感应中的电磁感应定律和电磁感应电动势
电磁感应中的电磁感应定律和电磁感应电动势电磁感应是电学中的重要现象，它与电磁感应定律和电磁感应电动势密切相关。
本文将为您详细介绍电磁感应定律和电磁感应电动势的原理和应用。
一、电磁感应定律电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
它由法拉第提出，包含了两条规律：法拉第一定律和法拉第二定律。
1. 法拉第一定律（电磁感应现象定律）法拉第一定律指出，当导体中的磁通量发生变化时，导体中就会产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
具体表达式为：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，dt表示时间的微小变化量。
2. 法拉第二定律（洛伦兹力定律）法拉第二定律指出，当导体中有电流通过时，它会受到一个由磁场产生的力，称为洛伦兹力。
这个力的大小与电流的大小、导体的长度以及磁场的强度成正比。
具体表达式为：F = IBLsinθ其中，F表示洛伦兹力，I表示电流强度，B表示磁场的强度，L表示导体的长度，θ表示磁场线与导体法线的夹角。
二、电磁感应电动势电磁感应电动势是指由电磁感应产生的电动势，它可以用于产生电流或产生电能。
1. 纳粹文学电磁感应电动势的大小与导体中的磁通量变化速率以及导体的回路形状有关。
当导体回路闭合时，可以形成一个完整的电路，电流就会流动。
2. 电磁感应电动势的应用电磁感应电动势在日常生活和工业中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用：（1）发电机发电机是利用电磁感应原理制造的设备，它能将机械能转化为电能。
通过旋转磁场与线圈之间的相互作用，产生感应电动势，进而产生电流。
（2）变压器变压器是利用电磁感应原理来调整电压的设备。
当输入电流通过主线圈时，产生的磁场会感应到副线圈中，从而在副线圈中产生感应电动势。
（3）感应炉感应炉是利用电磁感应原理来加热材料的设备。
通过感应电动势产生的涡流，在材料内部产生热量，实现加热的目的。
三、总结电磁感应定律和电磁感应电动势是电磁感应现象的重要规律。
磁学中的电磁感应与电磁感应定律
磁学中的电磁感应与电磁感应定律电磁感应是磁学中一项重要的研究领域，它是研究电流与磁场之间相互作用的现象。
整个磁学领域最为核心的基础定律之一就是电磁感应定律。
本文将对电磁感应以及电磁感应定律进行探讨。
电磁感应最早由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年发现。
当导体被磁场穿过或改变时，就会产生感应电动势。
在磁场不变的情况下，导体内部没有感应电动势产生，只有当磁场的强度改变时，才会产生感应电动势。
这是由于磁通量的变化引起时间变化的磁场。
由法拉第的实验结果可知，改变磁场只能引起感应电动势，而不会改变磁场强度本身。
法拉第的实验为我们提供了一种定量描述电磁感应的方法，即电磁感应定律。
电磁感应定律表明，感应电动势的大小与磁感应强度的变化率成正比。
具体表达式是ε = -dΦ/dt，其中ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
这个负号表示感应电动势的方向与磁通量的变化方向相反。
根据电磁感应定律，我们可以进一步推导出一个重要的公式，即法拉第定律。
法拉第定律说明了感应电动势的大小与导体回路中的电流强度和磁通量的乘积成正比。
具体表达式为ε = -dΦ/dt = Blv，其中B表示磁感应强度，l表示导体长度，v 表示导体相对于磁场的速度。
这个公式为我们提供了计算感应电动势的便利方法。
电磁感应不仅在理论研究中有重要意义，在实际应用中也扮演着重要的角色。
例如，电磁感应应用于发电机原理中。
发电机通过将导线绕在旋转的磁场中，利用电磁感应产生感应电动势，从而将机械能转化为电能。
这种原理使得我们能够利用电力进行各种活动，为现代生活提供了基础。
除了发电机，电磁感应也广泛应用于变压器、感应炉等设备中。
变压器利用电磁感应定律中的法拉第定律，实现了电压的升降。
感应炉则利用电磁感应的原理加热物体。
在这些应用中，电磁感应为我们提供了高效便捷的解决方案。
电磁感应还有许多其他的研究方向，如移动电磁感应、涡旋电磁感应等。
这些研究为我们提供了更深入的了解电磁感应的机理，并为实际应用提供了更多的可能性。
电磁感应定律
d i k dt
国际单位制
i
Φ
d i dt
伏特
韦伯
k 1
说明：
d dt
1）负号表示感应电动势的方向，即感应电动势总 是与回路内磁通量随时间变化率的正负相反。 2）若闭合回路由 N 匝密绕线圈串联而成，总电动 势等于各匝线圈所产生的电动势之和。
dΦ d ( NΦ ) dΨ ε N dt dt dt
B
N
维持滑杆运动必须有外 力不断作功，这符合能量守 恒定律。 楞次定律是能量守恒 定律的一种表现。
机械能 焦耳热
F
S
v
此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热。
三、电磁感应定律 当穿过闭合回路所围 面积的磁通量发生变化时， 回路中会产生感应电动势， 且感应电动势正比于磁通 量对时间变化率的负值。
法拉第
英国伟大的物理学家和 化学家。他创造性地提出场 的思想，磁场这一名称是法 拉第最早引入的。他是电磁 理论的创始人之一，于1831 年发现电磁感应现象，后又 相继发现电解定律，物质的 抗磁性和顺磁性，以及光的 偏振面在磁场中的旋转。
Michael Faraday 1791-1867
一、电磁感应现象
0 Ib
I
l
a
v
b
x
例： 在通有电流为 I = I0cosωt 的长直载流导线旁，放 置一矩形回路，如图所示，回路以速度v 水平向右运动， 求：回路中的感应电动势。
μ0 I 解：建立坐标系，电 B= 流I的磁感应强度为： 2πx 如图所示取一窄条带dx，
dx x I
L
dΦ m B dS BdS cos θ ˆ , cos θ 1 B // n μ0 I Ldx dΦ m BdS 2πx Φ m dΦ m
§12.1 电磁感应现象及电磁感应定律.
若回路正绕向如右下图：
则：m 0 若
dm
dt
0，则：
dm
dt
0
Ei 0
Ei 指向与回路正绕向同向！
B Ei
回 eˆ n
Chapter 8作. 电者磁：感杨应茂田 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律
归纳 用法拉第电磁感应定律计算Ei 及其方向的判断：
1. 规定回路正绕向，确定回路面积的正法向 eˆ n ；
楞次定律：
感应电流 Ii 总是使它产生的磁通m 阻碍引起 Ii 原磁
通m 的变化。
实验发现：
Ii
dm
dt
Ii
m
S
N
m
Chapter 8作. 电者磁：感杨应茂田 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律
二、法拉第电磁感应定律
Ei
dm
dt
( 电磁感应定律 )
S
N
Ii
m m
Chapter 8作. 电者磁：感杨应茂田 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律
感应电流 Ii 为：
Ii
Ei R
0 Ia 2 R
v b(a b)
Ii 为顺时针流向。
Chapter 8作. 电者磁：感杨应茂田 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律
课堂练习 如图，无限长载流直导线与正方形导线框共面 且相对位置不变，导线中电流以恒定速率J0增长，已知a、 b，求导线框内的感应电动势。
电量大小为：
q
t2
Iidt
t2
Ei R
dt
t2
dm
Rdt
dt
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且相对位置不变，导线中电流以恒定速率J0增长，已知a、
感应电流 Ii 为：
Ei 0 Ia Ii v R 2 R b(a b)
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楞次定律：
阻碍引起 Ii 原磁 感应电流 Ii 总是使它产生的磁通 m
dm 实验发现： I i dt
通 m 的变化。
Ii m
S
N
m
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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二、法拉第电磁感应定律
dm Ei dt
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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课堂练习 如图，两线圈同心共面，R>>r，带电量q的大
线圈以ω = kt 旋转(k为常数)，求小线圈内感应电动势。
提示 大线圈中的等效电流：
0 I dq Bo I q 2R dt 2 m B dS Bo r 2
流计G的电量。
d 3. 由法拉第电磁感应定律计算 ： Ei m dt
若：Ei > 0，则： Ei 指向与回路正绕向同向；
若：Ei < 0，则： Ei 指向与回路正绕向反向。
S
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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例 如图，无限长载流直导线，电阻为R的矩形导线框与
图示位置即 t = 0 时刻： 回路正绕向：顺时针方向
I b o B v dx a a x x
b vt a
o m B dS B dS cos 0
(解毕)
I b o
B v dx a a x x
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
S S
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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0 Ia 0 I ln(1 a ) m a dx 2 b vt bvt 2 x
dm 0 Ia v Ei 2 (b vt )(a b vt ) dt
Ii 为顺时针流向。
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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课堂练习 如图，无限长载流直导线与正方形导线框共面 b，求导线框内的感应电动势。 提示 穿过导线框的磁通量：
I (t ) b a B a
t2 t2 t2
1 1 1
☻若回路是由N匝线圈串接而成的，则：
d m Ei Ei1 Ei 2 dt
其中 m m1 m 2 称为磁通链。
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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例 长度 l=1m截面积 S=1cm2直螺线管上绕有N1=1200匝 导线，通以直流电 I=2A 。其外绕有 N2=200 匝、电阻 R=100Ω 的线圈。当螺线管中的电流反向时通过冲击电
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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§12.1 电磁感应现象及
电磁感应定律
雷达
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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一、电磁感应现象
电流 磁效应
磁
电效应
A
电流计
S
N
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
t2 t2 t2
1 1 1
dm Ei dt
答案：Ei
0kqr
4R
2
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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☻若回路电阻为R，则 t1~ t2 时间内流过导体某截面的
电量大小为：
m Ei d m q I i dt dt dt R Rdt R t t t
载流导线共面，已知a、b、I、v，求图示位置处线框内
的感应电流及方向。 解
B I v a d m 3. 由法拉第电磁感应定律计算 ： Ei dt a 若：Ei > 0，则： Ei 指向与回路正绕向同向； b
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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0 Ia 0 I ln(1 a ) m a dx 2 b vt bvt 2 x
dm 0 Ia v Ei 2 (b vt )(a b vt ) dt
若：Ei < 0，则： Ei 指向与回路正绕向反向；
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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例 如图，无限长载流直导线，电阻为R的矩形导线框与
载流导线共面，已知a、b、I、v，求图示位置处线框内
的感应电流及方向。 解 设 t = 0 时线框处于图示位置。
S
R
q
o r
dm Ei dt
答案：Ei
0kqr
4R
2
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☻若回路电阻为R，则 t1~ t2 时间内流过导体某截面的
电量大小为：
m Ei d m q I i dt dt dt R Rdt R t t t
流计G的电量。
解 长直螺线管内的磁感强度：
G
N1 B 0 I l
d m Ei Ei1 Ei 2 dt
其中 m m1 m 2 称为磁通链。
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例 长度 l=1m截面积 S=1cm2直螺线管上绕有N1=1200匝 导线，通以直流电 I=2A 。其外绕有 N2=200 匝、电阻 R=100Ω 的线圈。当螺线管中的电流反向时通过冲击电
图示位置即 t = 0 时刻：
I b o B v dx a a x x
b vt a
0 Ia Ei v 0 2 b(a b)
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课堂练习 如图，两线圈同心共面，R>>r，带电量q的大
线圈以ω = kt 旋转(k为常数)，求小线圈内感应电动势。
提示 大线圈中的等效电流：
0 I dq Bo I q 2R dt 2 m B dS Bo r 2
S
R
q
o r
0aJ 0 ln( a ) 答案： Ei 2 ab
回
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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dm Ei dt
右图：m 0 若
d m 0，则： Ei dt
B e ˆn
回
Ei <0，指向与回路正绕向反向！ 若回路正绕向如右下图： d m 则： m 0 若 dt 0，则： d m 0 Ei 0 dt Ei 指向与回路正绕向同向！
B
Ei
回
ˆn e
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归纳
用法拉第电磁感应定律计算Ei 及其方向的判断：
ˆn ； 1. 规定回路正绕向，确定回路面பைடு நூலகம்的正法向 e
2. 计算某时刻穿过该回路的磁通量： m B dS
Ei <0，指向与回路正绕向反向！
磁通 m变化的关系。
B e ˆn
回
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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dm Ei dt
d m 右图：m 0 若 0，则： Ei dt
Ei <0，指向与回路正绕向反向！
B e ˆn
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感应电流 Ii 为：
Ei 0 Ia Ii v R 2 R b(a b)
Ii 为顺时针流向。
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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课堂练习 如图，无限长载流直导线与正方形导线框共面 b，求导线框内的感应电动势。
Ei 指向为顺时针。
Chapter 8. 电磁感应 §8. 1 电磁感应现象及电磁感应定律 作者：杨茂田
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感应电流 Ii 为：
Ei 0 Ia Ii v R 2 R b(a b)
Ii 为顺时针流向。
0 Ia Ei v 0 2 b(a b)
Ei 指向为顺时针。
则 t 时刻线框左边离导线的距离： I b vt 回路正绕向：顺时针方向 o m B dS B dS cos 0 b o S S B v dx a a x x