电磁测量第九章

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(统考版)2023版高考物理一轮复习第九章磁场第1讲磁场及其对电流的作用学生用书

第1讲磁场及其对电流的作用

一、磁场、磁感应强度

1．磁场

(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有________的作用．

(2)方向：小磁针的________所受磁场力的方向．

2．磁感应强度

(1)物理意义：描述磁场的________和________．

(2)大小：B＝________(通电导线垂直于磁场放置)．

(3)方向：小磁针静止时________的指向．

(4)单位：特斯拉(T)．

3．匀强磁场

(1)定义：磁感应强度的大小________、方向________的磁场称为匀强磁场．

(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线．

二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

1．磁感线及特点

(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的____________的方向一致．

(2)特点

①磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向．

②磁感线的________定性地表示磁场的强弱．

③磁感线是________曲线，没有起点和终点．

④磁感线是假想的曲线，客观上________．

三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力

1．安培力的大小

F＝ILB sin θ(其中θ为B与I之间的夹角)

(1)磁场和电流垂直时：F＝________．

(2)磁场和电流平行时：F＝________．

2．安培力的方向

左手定则判断：

(1)伸出左手，让拇指与其余四指________，并且都在同一个平面内．

(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向________方向．

(3)________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．,

《电磁学》教学大纲

一、课程基本信息

1．课程中文名称：电磁学

2．类别：必修

3．专业：物理学教育

4．学时：108学时

5．学分：6学分（含实践学分2学分）

二、课程的地位、作用和任务

电磁学是师范专科学校物理教育专业的一门重要的主干课程。通过本课程的学习，使学生全面了解电磁运动的基本现象，系统地掌握电磁运动的基本概念及基本规律，初步具备分析解决电磁学问题的能力；了解经典电磁学的运用范围和电磁学发展史上某些重大发现和发明过程的物理思想和方法；了解电磁学研究的发展前沿以及它与其他学科的联系，注意理论联系实际，让学生初步学会用电磁学知识解决一些生产及生活中的实际问题。

三、理论教学内容与任务基本要求

第一章真空中的静电场（ 10 学时）

（一）要求

l、掌握静电场的基本概念，基本规律；掌握描述“场”和解决“场”问题的方法和途径

2、明确电荷是物质的一种属性，阐明电荷的量子性和守恒定律：掌握电荷之间的相互作用规律

3、掌握电场强度、电位这两个重要概念以及它们所遵循的叠加原理

4、能熟练地计算有关静电学的有关问题

5、演示实验：

（1）摩擦起电，电荷之间的相互作用，电荷的检验；（2）电力线的分布

（二）要点：l、电荷

2、库仑定律

3、电场电场强度

4、静电场的高斯定理

5、电位电位差静电场的环路定理

*6、电场强度与电位的微分关系

（三）难点

1、电场、电位和电能量等概念；

2、求解电场、电位分布的方法

第二章导体周围的静电场（6学时）

（一）要求

1、正确理解并掌握导体静电平衡的条件

2、掌握导体静电平衡的性质：初步掌握求解导体静电平衡问题的方法

程守洙-普通物理学第七版-第9章--电磁感应电磁场理论

普通物理学课件
第九章电磁感应电磁场理论
§9-1 电磁感应定律 §9-2 动生电动势 §9-3 感生电动势感生电场 §9-4 自感应和互感应 §9-5 磁场的能量 §9-6 位移电流电磁场理论 *§9-7 电磁场的统一性和电磁场量的相对性
物理之舟
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§9-1 电磁感应定律一、电磁感应现象
解：
1. S1 接通电流滋长过程
ε εL IR 0
ε L dI IR 0 dt
I
dI
tR dt
0 ε I 0 L
I
ε（1
dΨ dI
dI dt
L dI dt
L dΨ dI
若空间不存在铁磁质，由毕奥-萨伐尔定律：
B I Ψ I Ψ LI
L
Ψ I
自感（系数）
单位： H(亨利)，mH，H
L取决于回路线圈自身的性质（回路大小、形状、周围介质等）。
物理之舟
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例9-6 同轴电缆内、外筒半径分别为R1和R2，其间
b.
εi
dΦ dt
（2）对于一段导体
b
a.
εab
(v B) dl
a
b. 设想构成一个回路，则
εab
ε
dΦ dt
物理之舟
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例9-2 长为L的铜棒，在磁感强度为 B的均匀磁场中以角速度在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端O匀速

第九章动态测量系统误差溯源的理论与方法

式中：ei(t)是各单元误差，i=1,2,3,4
在系统结构图中，可以看到，测量系统还受到外界的干扰，即有噪声的存在，此时，系统总的误差传输 “白化”模型为：
ey (t) nx (t)F ( fi ) eF ny (t)
式中：ey(t)为系统输出总误差； nx(t)为输入端受到的干扰信号； ny(t)为输出端受到的干扰信号。
在本章中，首先介绍动态测量系统的建模方法，主要介绍两种建模方法：传统方法和现代新方法。在此基础上，介绍动态误差分解与溯源的理论和方法。
第二节传统动态测量系统建模方法
描述一个动态系统，最好的方法就是建立其数学模型。
传统的动态测量系统的建模方法很多，大体上分为两大类：一类是状态变量分析方法；一类是系统辨识方法。
•
x
v
• v
1 M
[k x
Bv
fa (t)
（3）
式中：M－物体的质量；k－弹簧的弹性系数；
B－系统的阻尼系数；fa(t)－系统所受到外力；
v－系统的加速度；M v －系统所受的惯性力；
Bv－系统所受到阻尼力。
在建立系统的状态变量方程之后，若已知各参数值，便可得到反映系统实际功能的数学模型。
系统辨识方法
对系统建模可以引入一组状态变量，q1(t), q2(t),…,qp(t)。
引入状态变量后，系统的输出方程可表示为状态变量、输入和时间的函数。

电磁感应现象及其应用

第九章电磁感应现象及其应用

本章以磁场及电场等知识为基础,研究电磁感应的一系列现象,总结出产生感应电流的条件,形成了导体做切割磁感线运动而产生的感应电动势的计算公式,应用右手定则判断感应电动势的方向也是解决问题的关键.

[基本规律与概念]

一．电磁感应现象

1．感应电动势

2．感应电流产生的条件及方向的判断

二．电磁感应现象的应用

1．自感现象

2．交变电流

①交变电流的定义

②正弦交流电的产生及规律

a．产生

b．规律:函数形式:e＝NBSωsinωt(从中性面开始计时) 图象

c．表征交流电的物理量

(1)瞬时值

(2)峰值

(3)有效值

(4)周期和频率

③应用:(1)变压器(2)远距离输电

3．电磁场和电磁波

a．麦克斯韦电磁场理论

b．电磁波

[应用]

1．用丝线悬挂闭合金属环,悬于O点,虚线左边有匀强磁场,右边没有磁场.

(1)金属环的摆动会很快停下来,试解释这一现象.

(2)若整个空间都有向外的匀强磁场,会有这种现象吗?

2．如图所示,矩形线圈abcd质量为m,电阻为R,宽为d,长为L,在竖直平面内由静止开始自由下落,其下方存在如图示方向的磁感强度为B的匀强磁场,磁场上.下边界水平,宽度也为d.

(1)线圈ab进入磁场时,感应电流的方向?

(2)如果矩形线圈在ab边刚进入磁场就开始做匀速直线运动,那么,矩形线圈的ab边应该距离磁场的上边界多高的位置开始下落?

3．上海的部分交通线路上已开始使用〝非接触式IC卡〞.该卡应用到物理学上的电磁感应原理.持卡者只要将卡在车门口的一台小机器前一晃,机器就能发出通过的信号.

电气测量学第九章磁性测量技术

滤波
2 f0
选频放大
2 f0
相敏检波
直流放大
N2
i1
N1
直流电 f0 2 f0 倍频器移相器压表或记录仪表
交流励磁源
磁通门磁强计的总体结构框图
五、霍尔效应法
1．原理当把一块金属或半导体薄片放在磁场中时，沿垂直磁场方向通入流 I ，则在薄片另一方向的侧面产生电动势 eH ，即霍尔电动势，这种现象叫霍尔
第九章磁性测量技术
第一节磁性测量的基本知识第二节空间磁场的测量第三节铁磁材料静态磁性的测量第四节铁磁材料动态磁性的测量第五节金属管道缺陷的无损漏磁检测
最早的磁场探测器已有2000多年的历史，通过感应地球磁场辨识方向或为舰船导航。随着磁学和电学的发展，特别是磁学与电学之间相互关联现象和规律的发现和应用，使磁性测量技术得到迅速的发展，逐渐成为电磁测量技术的重要
Q CQm
得
NΔ RCQm
Δ Cφ m N
则
式中的 Cφ RCQ 叫做检流计的磁通冲击常数。在确定磁通冲击常数后，即可计算出被测磁通的变化量。至于被测磁通与它的变化量之间的关系，要视此变化量按何种方式变化而确定。如果将测量线圈从被测磁场中突然移开或从场外突然置入，则磁通变化量都等于Φ；如果将测量线圈在被测磁场中以线圈平面为轴旋转180º ，则磁通变化量等于2Φ 。

第九章微波辐射计

0
h
Ls ：光源表面辐亮度 τ (0, h) ：吸收引起的光学厚度
光学厚度？光学厚度？
τ (0, h) = ∫ kab ( z )dz
0
15
h
微波辐射传输方程的解
L(θ ) = Ls e
−τ secθ
+ ∫ LB ( z )kab ( z )e
0
h
−τ ( z , h )secθ
sec θ dz
21
T(θ, h) = etTs +Tu (θ, h)
22
第二节海面的微波发射率
一、平静海面的微波发射率
根据两介质界面处的基尔霍夫定律，根据两介质界面处的基尔霍夫定律，
eH (θ ) = 1 − ρ H (θ ) eV (θ ) = 1 − ρV (θ )
23
观测角为0度时，观测角为0度时，菲涅耳反射率随电磁波频率变化曲线
e0 ：平静海面发射率 ∆e：风引起的海面发射率变化
∆Th ,v = ∆eTs ：风引起的海面亮温变化
30
直接发射率模型基于小斜率近似
Irisov (1998): 小扰动近似小斜率近似
海面发射率(小扰动近似 Wu&Fung, 1972) 海面发射率小扰动近似, 小扰动近似海面发射率(小斜率近似小斜率近似, 海面发射率小斜率近似 Irisov, 2000)

法拉第电磁感应定律__自感和涡流

第九章电磁感应
人教版物理
四、涡流的产生机理处在磁场中的导体，只要磁场变化就会引起导体中的磁通量的变化，导体中就有感应电动势，这一电动势在导体内部构成回路，导体内就有感应电流．因为这种电流像水中的旋涡，所以称为涡流．在大块的金属内部，由于金属块的电阻很小，所以涡电流很大，能够产生很大的热
能量转化情况
电能转化为磁场能
磁场能转化为电能
第九章电磁感应
人教版物理
思考：断电实验中，线圈中的电流有可能比原来的大吗？不可能．因为电磁感应现象中，自感电动势也只能阻碍线圈中电流减小，而不能“阻止”，只是减慢了电流减小的速度，但最终结果还是要减小，所以断电实验中，线圈中的电流不可能比原来的大．
线保持垂直(实际应用中一般只涉及此种情况)．
第九章电磁感应
人教版物理
b. 若θ＝90°，即B⊥v时，公式可简化为E＝BLv，此时，感应电动势最大；若θ＝0°，即B∥v时，导体在磁场中运动不切割磁感线，E＝0. c. 若导体是弯曲的，则 L 应是导体的有效切割长度，即是导体两端点在B、v所决定平面的垂线上的投影长度． d. 公式E＝BLv中，若v为一段时间内的平均速度，则
26 阻碍导体的运 25 安培力，安培力的方向总是 ○ 导体受到 ○
动，这种现象称为
27 电磁阻尼． ○

大学物理第九章练习参考答案

第九章电磁感应电磁场理论

练习一

一.选择题

1. 在一线圈回路中，规定满足如图1所示的旋转方向时，电动势，磁通量为正值。若磁铁沿箭头方向进入线圈，则有（ B ） (A) d /dt 0， 0 ； (B) d /dt 0， 0 ； (C) d /dt 0，

0 ； (D) d /dt 0，

0。

2. 一磁铁朝线圈运动，如图2所示，则线圈内的感应电流的方向（以螺线管内流向为准）以及电表两端电势U A 和U B 的高低为（ C ）

(A) I 由A 到B ，U A U B ； (B) I 由B 到A ，U A U B ； (C) I 由B 到A ，U A U B ； (D) I 由A 到B ，U A U B 。

3. 一长直螺线管，单位长度匝数为n ，电流为I ，其中部放一面积为A ，总匝数为N ，电阻为R 的测量线圈，如图3所示，开始时螺线管与测量线圈的轴线平行，若将测量线圈翻转180°，则通过测量线圈某导线截面上的电量q 为（ A ） (A) 2

nINA /R ； (B)

nINA /R ； (C)

NIA /R ； (D)

nIA /R 。

4. 尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中，磁通量的变化率相同，则环中（ A ）（A ）感应电动势相同，感应电流不同；（B ）感应电动势不同，感应电流相同；（C ）感应电动势相同，感应电流相同；（D ）感应电动势不同，感应电流不同。

S N v

图1

· ·

A B N

S 图2

图3

二.填空题

1．真空中一长度为0l 的长直密绕螺线管，单位长度的匝数为n ，半径为R ，其自感系数L

《电动力学电子教案》课件

第一章：电磁场基本概念

1.1 电磁场的定义与特性

电磁场的概念

电磁场的分类：静态电磁场和动态电磁场电磁场的特性：保守场与非保守场

1.2 电磁场的基本方程

高斯定律

法拉第电磁感应定律

安培环路定律

麦克斯韦方程组

1.3 电磁波的产生与传播

电磁波的产生：麦克斯韦方程组的波动解电磁波的传播：波动方程和解

电磁波的频率、波长和速度

第二章：电磁波的波动方程及其解

2.1 电磁波的波动方程

电磁波的波动方程推导

波动方程的边界条件

2.2 电磁波的解

平面电磁波的解

球面电磁波的解

2.3 电磁波的极化

线极化

圆极化

椭圆极化

第三章：电磁波的反射与折射3.1 电磁波在介质边界上的反射反射定律

反射波的性质

3.2 电磁波在介质边界上的折射折射定律

折射波的性质

3.3 电磁波的全反射

全反射的条件

全反射的物理意义

第四章：电磁波的传播与应用4.1 电磁波在自由空间中的传播自由空间中的电磁波传播特性电磁波的传播速度和波长

4.2 电磁波在大气中的传播

大气对电磁波传播的影响

大气层对电磁波的吸收和散射

无线通信

雷达

微波炉

第五章：电磁波的辐射与吸收

5.1 电磁波的辐射

电磁波的辐射机制

天线辐射特性

5.2 电磁波的吸收

电磁波被物质吸收的机制

吸收系数和损耗

5.3 电磁波的辐射与吸收的应用

无线通信设备的设计

电磁兼容性分析

电磁波探测与成像

第六章：电磁波的量子电动力学基础6.1 量子力学与经典电磁学的对比经典电磁学的基本原理

量子力学的基本原理

6.2 量子电动力学的基本概念

费米子的电磁相互作用

光子与物质的相互作用

6.3 量子电动力学的应用

工程测量第九章地面模拟法测图

城市和工程建设水准测量是各种大比例尺测图、
城市工程测量和城市地面沉降观测的高程控制基础，
又是工程建设施工放样和监测工程建筑物垂直形变的
依据。
水准测量的实施，其工作程序是：水准网的图上设计、水准点的选定、水准标石的埋设、水准测量观测、平差计算和成果表的编制。
水准网的布设应力求做到经济合理，因此，首先要对测区情况进行调查研究，搜集和分析测区已有的水准测量资料，从而拟定出比较合理的布设方案。如果测区的面积较大，则应先在1:25000--1:100000比例尺的地形图上进行图上设计。
S05 ≤60
≤0.7
≤4 源自文库1/2
2、城市控制网
在国家可控制网的基础上，建立相应精度的二、三、四等三角网和二、三、四等水准网。作为城市基本建设的测量基准，也可以作为国家网的加密。
其精度要求与国家网相对应，只是控制边的距离短于国家网的控制距离。
目前，许多城市也利用GPS定位技术，建立了相应的城市GPS控制网。
精密水准测量：一等水准网，二等水准网
等级
仪器视距类型 /m
前后视距差/m
视距基辅分基辅分累积划读数划读数差/m 差/mm 差/mm
往返测高差不符值
/mm
一 S05 ≤35 ≤ 0.5 ≤ 1.5 ≤0.3 ≤0.5 ≤2 N1/2

测量学7-第九章_碎部测量[1]讲解

有足够的特征点坐标才能绘制,直接测量碎部点的数目比传统测图有所增加，且碎部点的位置选择尤为重要
DM
第九章碎部测量
小结
数字测图原理与方法
1、碎部测图的方法 2、经纬仪测图的作业步骤 3、数字测图
DM
第九章碎部测量
思考题
1.何谓碎部测量？ 2.碎部测图的方法有哪些？ 3. 试述经纬仪测图法在一个测站上测绘地形图的作业步骤。
展绘
可对照实地用简单的几何作图法测绘规则的地物轮廓，用目测绘制细小地物和地貌形态
传统测图
在野外基本先完成图根完成地形原控制测量，图的绘制，经计算获得在获得碎部图根控制点点的平面坐坐标，并展标和高程后，绘到图板上，还需手工绘而后进行碎制地形图部测图
地面数字测图
地形图与测量成果报表输出即将数字地形图用磁盘存储和通过自动绘图仪绘制地形图。
测图精度
经过坐标格网绘制，控制点手工展绘、碎部点手工刺绘等工序，且距离通常用视距法测取
自动化程度
工序
距离
碎部点到测站点的距离短
接边
以一幅图为单元组织施测，这种规则的划分测图单元给图幅边缘测图造成困难，并带来图幅接边问题
数字测图原理与方法
DM
第九章碎部测量

第09章电气测量系统的抗干扰技术《电气测试技术》课件

R2 R
I1 U1
R1
R2
M
UN R
图9-10 两个电路通过互感产生耦合
BACK
9.3公共阻抗耦合
当干扰源的输出回路与被干扰电路存在一个公共阻抗时，两者之间就会产生公共阻抗耦合。干扰源的电磁噪声将会通过公共阻抗耦合到被干扰电路而产生干扰。公共阻抗耦合主要包括公共地阻抗耦合和公共电源阻抗耦合。所谓“公共阻抗”常常不是人们故意接入的阻抗，而是由公共地线和公共电源线的引线电感所造成的阻抗和不同接地点间的地电位差造成的寄生耦合，这是讨论公共阻抗耦合的重要立足点。
公共安全接地线，它们包括金属接地线、接地板、接地网以及把地
线接到公共水管或暖气管道等。分析公共地阻抗耦合的等效电路如
图9-17所示。
接线电阻 ZC1
ZS1 U1
ZC2 ZL1
干扰源回路的
ZS2
ZL2 UN
负载电阻
ZC
接收器回路的始端阻抗
图9-17
UC
干扰电流在公共地阻抗（电阻）上产生的共模干扰电压
电导性耦合
直接传导电容性耦合
电磁噪声的耦合路径
传导
公共阻抗传电导感性公公耦共共合地电阻源抗阻耦抗合耦合
转移阻抗传导
辐射
近场耦合远场耦合
9-1 电磁噪声的耦合方式
R
UN
RL
干扰源

电磁学的理论基础——麦克斯韦方程组

主要内容：
(1) 库仑定律； (2) 电场力和电场强度； (3) 电场力的功和电势； (4) 高斯定理和环路定理； (5) 电场强度和电势的计算。
§9-1 电荷
1、两种电荷：
由物质的原子结构理论：任何宏观物体内都带有大量的“正电荷”和“负电荷”。但通常情况下，正、负电荷的总量相等，因此对外不呈现电性。
Q ne n 1, 2, 3,
而基本电量的大小等于一个电子或一个质子所带电量的绝对值：
e 1.602 1019 C
因基本电量很小( 1C = 6.242×1018e )，所以宏观
带电体电量的变化可认为是连续的。
3、电荷守恒定律、电荷的相对论不变性：
电荷守恒定律：一个与外界没有净电量交换的系统经任何过程后，系统内正、负电量的代数和保持不变。电荷守恒定律是自然界中普遍成立的定律之一。
由电场强度的定义：一点电荷q在电场中所受的电
场力：
F qE
3、点电荷的电场、电场强度叠加原理：
(1) 点电荷的场强：
在距电荷 q（场源电荷）为r的P点
放一试探电荷q0 ，由库仑定律：
F
1 4πε0
qq0 r2
r
r +q r
由电场强度的定义，P点场强为：
E
F q0
q 4πε0r 2
r
wk.baidu.com

雷电原理第九章雷电监测原理和方法

雷电监测是指通过一系列的原理和方法，对雷电进行实时监测和探测，以及分析和预测雷电的发生和发展趋势。雷电监测的目的是为了有效预警

和保护人类生命财产安全，减少雷电灾害的损失。

雷电监测的原理和方法主要包括以下几个方面：

1.电场监测法：电场监测法是一种常用的雷电监测方法，通过布设电

场传感器和接收电极，测量空中的电场强度变化。当电场强度超过一定阈

值时，就能判断雷电即将发生。这种方法对于预测雷电的时间和位置非常

准确，但对于雷暴云的监测范围相对较小。

2.电磁监测法：电磁监测法是一种通过测量雷电放电过程中产生的电

磁波信号的方法。通过设立电磁传感器，并利用电磁波传输的特性，监测

雷电放电活动，可以及时探测雷电的发生和发展趋势。这种方法对雷电监

测的范围相对较广，但误报率较高。

3.闪电位置测量法：闪电位置测量法是一种通过测量雷电闪电的位置

信息来判断雷电发生的方法。通过在不同地点上布设地闪仪，测量和记录

雷电闪电信号的到达时间，然后利用测量点之间的时间差计算出雷电的位置。这种方法对雷电监测的位置信息准确度较高，但对时间信息需求较高。

4.声发射监测法：声发射监测法是一种通过测量雷电放电时产生的声

波信号的方法。通过布设声发射传感器，测量和记录雷电放电时的声波信号，可以判断雷电放电的位置和强度。这种方法不仅可以用于雷电监测，

还可以用于对雷电发生前的活动进行预警。

雷电监测方法的选择和使用主要取决于实际需求和监测范围。在实际

应用中，通常会采用多种方法的组合，以获取更准确和全面的雷电信息。

高一物理第九章知识点

第一节：电磁感应

电磁感应是指导体中的电磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场变化率成正比，与导线的长度无关。磁感应强度的改变和导线运动方式的不同，会产生不同类型的电磁感应现象。

第二节：电磁感应现象

1. 磁场中导体的感应电动势：当导体与磁场相对运动或磁场发生变化时，导体中会产生感应电动势。同时，若导体形成闭合回路，则会产生感应电流。

2. 线圈的感应电动势：当线圈与磁场相对运动或磁场发生变化时，线圈中会产生感应电动势。感应电动势的大小与线圈的匝数和磁场变化率有关。

3. 电磁感应定律：当导体中产生感应电动势时，感应电流会形成磁场，其磁场的方向与原磁场相反。

第三节：发电机和电动机

1. 发电机：利用电磁感应原理，将机械能转化为电能的设备称为发电机。发电机由转子和定子组成，转子与定子之间的磁场变化会引发感应电动势，产生电流输出。

2. 电动机：利用电流在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能的设备称为电动机。电动机可以实现电能到机械能的转换，广泛应用于各种机械设备中。

第四节：电磁感应的应用

1. 变压器：变压器利用电磁感应原理，通过互感现象实现电压的升降，起到调节电压的作用。变压器主要由两个线圈和一个铁芯组成，其中一个线圈为原线圈，另一个为副线圈。

2. 电能计量：电能计量仪表是利用电磁感应原理，测量和计量电能消耗的设备。电能计量仪表可以根据电流和电压的变化，精确测量电能的消耗。

3. 电磁感应加热：电磁感应加热是指通过电磁感应现象，将电能转化为热能，实现物体加热的技术。电磁感应加热广泛应用于工业领域中的加热炉和热处理设备。