电磁感应 交流电 (8)
电磁感应定律
物理学
第五版
8-1 电磁感应定律
法拉第（Michael Faraday， 1791－1867）
英国物理学家和化学 家,电磁理论创始人之一。
他创造性地提出场的 思想，最早引入磁场这一 名称。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。
Φ >0(B与回路成右螺旋)
dΦ 0 dt
i 0
εi与回路取向相反
第八章 电磁感应 电磁场
B
i
N
10/18
物理学
第五版
感应电动势的方向
8-1 电磁感应定律
i
dΦ dt
dΦ Φ(t dt) Φ(t)
Φ <0(B与回路成反右螺旋)
dΦ 0 dt
i
0
εi与回路取向相同
第八章 电磁感应 电磁场
d ab 0I ldx 0Il ln a b
a 2 x
2 a
第八章 电磁感应 电磁场
18/18
物理学
8-1 电磁感应定律
第五版
解:2
0Il ln a b 2 a
i
d dt
ab
A
B
1), I
I0
sin t,
dl(a, b) dt
0
i
d dt
0I0l ln a b cost
电磁感应与交流电 有解析
本周练习
编稿：陈伟审稿：厉璀琳责编:代洪
电感感应部分：
1．如图所示，两平行直导线通有相同大小的电流，一个矩形线圈与两直导线处在同一平面内且处在两导线的中央，则：
A ．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零；
B ．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零；
C ．两电流同向或反向，穿过线圈的滋通量都相等；
D ．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零．
2．如图，在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1 ，现把它从1扳向2，试判断在此过程
中，在电阻R上的电流方向是：
A ．先由P→Q ，再由Q→P
B ．先由Q→P ，再由P→Q
C ．始终由Q→P
D ．始终由P→Q
3．如图所示，条形磁铁水平放置，一线框在条形磁铁正上方且线框平面与磁铁平行，线框由N端匀速移到S 端
的过程中，下列说法正确的是：
A ．线圈中无感应电流；
B ．线圈感应电流的方向是abcd ；
C．线圈中感应电流方向是先abcd 再dcba ;
D ．线圈中感应电流方向是先dcba 再abcd ;
4．如图所示，导线框abcd 与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是__________
5．如图所示，MN 是一根固定的通电长直导线，电流方向向上．今将一金属线框abcd 放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为：
A ．受力向右；
B ．受力向左；
C ，受力向上；
D ．受力为零．
6.如图（a）所示的螺线管，匝数n=1500 匝，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=3.5Ω，R2=25Ω,方向向右穿过螺线管的匀强磁
专题八 电磁感应 交流电和能量变化
专题八电磁感应交流电和能量变化
高考要求：
1、电磁感应现象，磁通量，法拉第电磁感应定律，楞次定律Ⅱ
2、导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则Ⅱ
3、自感现象Ⅰ
4、日光灯Ⅰ
5、交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，最大值与
有效值，周期与频率Ⅱ
6、电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗Ⅰ
电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，突出考查考生理解能力、分析综合能力，尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力。因此，本专题涉及的内容是历年高考考查的重点，年年都有考题，且多为计算题，分值高，难度大，对考生具有较高的区分度。因此，本专题是复习中应强化训练的重要内容。
知识整合：
1．受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感
应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化
→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住a =0时，速度v达最大值的特点。
２．功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往是解决电磁感应问题的重要途径．
交流电-电磁感应
南
北
a
b
c
d
F
电 磁 感 应
§4．1 电磁感应现象
§4．2 法拉第电磁感应定律
4．2．1、法拉第电磁感应定律
4．2．2、楞次定律
例、如图所示，AB 是一根裸导线，单位长度的电阻为0R ，一部分弯曲成半径为0r 的
圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B 。导线一端B 点固定，A 端在沿BA 方向的恒力F 作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，试求此圆圈从初始的半径
r 到完全消失所需时间T 。
例、如图所示，在水平桌面放着长方形线圈abcd ，已知ab 边长为1l ，bc 边长为2l ，
线圈总电阻为R ，ab 边正好指向正北方。现将线圈以南北连线为轴翻转180。，使ab 边与cd 边互换位置，在翻转的全过程中，测得通过导线的总电量为1Q 。然后维持ad 边(东西方向)不动，将该线圈绕ad 边转90。，使之竖直，测得正竖直过程中流过导线的总电量为2Q ，试求该处地磁场磁感强度B 。
A
图4-2-7
C
图4-2-8
c 例、如图4-2-6所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外。一个边长也为a的第边三角形导体框架ABC，在t=0时恰好与上述磁场区域的边界重合，尔后以周期T绕其中心组面内沿顺时针方向匀速运动，于是在框架ABC中产生感应电流。规定电流按A—B—C—A方向流动时电流强度取正值，反向流动时的取负值。设框架ABC的电阻为R，试求从t=0到6/
1
T
t=时间内的平均电源强度
电磁感应、交流电知识概述
电磁感应
一、磁通量：
1.定义：匀强场中的磁通量：Φ=BS ⊥(S ⊥为垂直磁场方向的面积)，B 又叫做磁通密度，在数值上等于穿过垂直磁场方向上单位面积的磁感线条数。
2.物理意义：穿过某一面积的磁感线条数。标量，有正负，比较绝对值。
3.单位：韦伯wb
4.注意合磁通问题
5.平动中磁通量的变化
6.转动中磁通量的变化
二、产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意研究电磁感应现象的演示实验（连成两个独立回路，大线圈与电流表相连，小线圈与电源相连）。
三、楞次定律：
1.感应电流的磁场，总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。即阻碍原磁通变化。注意阻碍不等于阻止。
2.感应电流的磁场总要阻碍产生感应电流的导体和引起感应电流的导体间的相对运动。
3.由于电磁感应而产生的安培力总指向阻碍磁通量变化的方向或阻碍相对运动的方向。
4.感应电动势总要阻碍通过导体的电流的变化（自感）
四、法拉第电磁感应定律与右手定则
1．法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与穿过这一回路的磁通量变化率成正比。t
n E ∆∆Φ=
2．对法拉第电磁感应定律的理解
⑴感生电动势：处在变化磁场中的导体是电源，电源内部的电流方向由负极指向正极。感生电动势产生的原因是变化的磁场产生感生（涡旋）电场。 若B=B 0±kt ，则E=nSk ；若Φ是正（余）弦规律变化的，则t ∆∆Φ是余（正）弦规律变化的。Φ=0， t
∆∆Φ不一定为零；反之亦然。
（2）动生电动势：切割磁感线的导体是电源，电源内部的电流方向由负极指向正极，用右手定则判断电源内部的电流方向。动生电动势产生的原因在于电荷在洛仑兹力的作用下发生定向运动。
电磁感应典型练习题8
电磁感应典型练习题8
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
1．随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用．给大功率电动汽车充电时可利用电磁感应原理。如图所示，由地面供电装置（主要装置有线圈和电源）将电能传送至电动汽车底部的感应装置（主要装置是线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传送效率
。下列说法正确只能达到90%左右。无线充电桩可以允许的有效充电距离一般为1520cm
的是（）
A．无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电动汽车快速充电
B．若线圈均采用超导材料，则能量的传输效率有望达到100%
C．车身中感应线圈中感应电流磁场总是与地面发射的电流的磁场方向相反
D．车身感应线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【答案】D
【详解】A．题中给出目前无线充电桩充电的有效距离为15~20cm，达不到在百米之外充电，
故A错误；
B．由于电磁波传播的时候有电磁辐射，能量的传输效率不能达到100%，故B错误；C．感应电流的磁场不一定与发射线圈中的电流产生的磁场方向相反，当发射线圈中的电流减弱时，其产生的磁场变小，则感应电流的磁场与其同向，故C错误；
D．地面发射磁场装置通过改变地面供电装置的电流来使车身感应装置中产生感应电流，因此，感应装置中感应电流的磁场方向总是阻碍感应线圈磁通量的变化，故D正确。
故选D。
2．电磁感应现象在生产、生活中有着广泛的应用，图甲为工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术原理图，其原理是将线圈中通入电流，使被测物件内产生涡流，借助探测线圈内电流变化测定涡流的改变，从而获得被测物件内部是否断裂及位置的信息；图乙为一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立即跳起，关于对以上两个应用实例理解正确的是（）
8.1电磁感应现象(带动画演示) ppt课件
PPT课件
31
3.电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的
__运___动__方__向____和___磁__场__的__方___向____有关。
4.发电机的主要构造分成_定___子__和__转__子__两部分,利用 _电__磁__感___应__现__象__发明了发电机，实现了__机__械____能转
化为电能。
5.交流电是_方__向__和_大___小__在周期改变的电流。我国电
PPT课件
1
复习
S
N
如果把电源“+”极与导线连接，可观 察到的现象是__小__磁__针__发_生__偏__转__,断开 电路则可观察到_小__磁_针__回__到__原__来_指__向__。
电流能产生磁场 (电能生磁)
PPT课件
2
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都 在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电 呢？
PPT课件
4
一、电磁感应
G
G0 G1
PPT课件
5
怎样从磁场中获得电流呢？
1.电路中产生持续电流的条件? 一是需要电源 二是电路要闭合
2.如何知道电路中是否有电流？ 电流表
思考:如何根据
G
探究目的设计 G0 G1
实验电路呢?
PPT课件
第8章 电磁相互作用及应用
九年级物理（教科版）上册
教
学
设
计
第八章电磁相互作用及应用
目录
1电磁感应现象 (1)
第一课时 (1)
第二课时 (4)
2 磁场对电流的作用 (7)
第一课时 (7)
第二课时 (11)
3电话和传感器 (14)
1 电磁感应现象
第一课时
教学目标
1.掌握电磁感应现象的内容，理解产生感应电流的条件。
2.掌握影响感应电流方向的因素，并了解右手定则。
3.了解影响感应电流大小的因素。
教学重难点
重点：电磁感应现象的内容。
难点：产生感应电流的条件。
教学过程
一、新课引入：既然电流能产生磁场，那么能否利用磁场来产生电流呢？
二、电磁感应发现时间：1831年，英国物理学家法拉第经过10年的探索，终于发现了利用磁场产生电流的条件和规律，导致了发电机、电动机和变压器的相继问世，使人类社会进入了电气化时代。
三、实验探究：导体在磁场中产生电流的条件
结合课本P124“实验探究”完成
1.电磁感应现象的内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，所产生的电流叫做感应电流。
2.正确理解电磁感应现象的内容
“闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动”，这句话包含两层意思：（1）①电路应该是闭合的，而不是断开的；②要有一部分导体做切割磁感
线的运动。注意切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分，而不是整个电路。
（2）“做切割磁感线的运动”，①所谓切割磁感线，类似于切菜，垂直地切割或斜着切割都可以。这就是说，导体的运动方向一定与磁感线成一定角度，不能与磁感线平行，否则无法切割磁感线；②“切割磁感线运动”指的是导体与磁场的相对运动，磁场不运动，导体运动时，导体能切割磁感线；导体不运动，磁场运动时，导体也能切割磁感线，同样能产生感应电流。
6.电磁感应与交流电
1
6.电磁感应与交流电
(2017全国1)（单选）1．扫描对到显微镜（STM ）可
用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效
隔离外界震动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其
径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来
快速衰减其微小震动，如图所示，无扰动时，按
下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动
后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有
效的方案是
【答案】A
(2017全国1)（多选）2．如图，三根相互平行的固定长直导
线、和两两等距，均通有电流，中电流方
向与中的相同，与中的相反，下列说法正确的是
A ．所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直
B ．所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直
C ．、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D ．、和
(2016全国
1)(单选)3.一含有理想变压器的电路
如图所示，图中电阻
1
2R
R 、和3R 的阻值分别是
31ΩΩ、和4Ω，○A 为理想交流电流表，U 为正弦
交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S
断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表
的示数为4I 。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A. 2
B.3
C.4
D.5
(2015全国1)(单选)4. 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V 的正
1L 2L 3L I 1L 2L 3L 1L 2L 3L 3L 1L 2L 1L 2L 3L 1L 2L 3L
2
弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则 A.9166=
高考物理复习磁场电磁感应和交流电
高考物理知识归纳（六）
----------------------磁场、电磁感应和交流电
磁场 基本特性,来源,
方向(小磁针静止时极的指向,磁感线的切线方向,外部(N →S)内部(S →N)
组成闭合曲线
要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布（正确分析解答问题的关健）
脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念；会从不同的角度看、
画、识 各种磁感线分布图
能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图（正视、符视、侧视、剖视图） 安培右手定则：电产生磁 安培分子电流假说，磁产生的实质(磁现象电本质)奥斯特和罗兰实验 安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”且是双向标量
F 安=B I L ⇒推导 f 洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型)
从安培力F=ILBsin θ和I=neSv 推出f=qvBsin θ。
典型的比值定义
(E=q F E=k 2
r Q ) (B=L I F B=k 2r I ) (u=q w b a →q W 0A A →=ϕ) ( R=I u R=S L ρ) (C=u
Q C=d k 4s πε) 磁感强度B ：由这些公式写出B 单位，单位⇔公式 B=L I F ; B=S φ ; E=BLv ⇒ B=Lv E ； B=k 2r
I （直导体） ；B=μNI （螺线管） qBv = m R v 2 ⇒ R =qB mv ⇒ B =qR
mv ; v v v d u E B qE qBv d u ===⇒= 电学中的三个力：F 电=q E =q d
电磁感应
dΦ dt
r r dS = B ⋅ dt
ε = BLv cos θ
2 动生电动势的产生机制 1） 运动导体中的自由电子受到磁场的洛伦兹力作用 ）
r 2） 运动导体的两端出现电荷后使导体内形成强度为 E 的电场 ） - r 3）平衡条件 ） r r Fm = −ev × B r eE = evB E v
2
思考： 思考：如何利用
dΦ dt
进行计算
§3 感生电动势 涡旋电场 感生电动势(induction emf) 一 感生电动势
感生电场（涡旋电场） 感生电场（涡旋电场） *麦克斯韦的假设： 麦克斯韦的假设： 变化磁场在其周围激发一种电场， 麦克斯韦的假设 变化磁场在其周围激发一种电场， 这种电场就称为感生电场 这种电场就称为感生电场 电场就称为 由电动势的定义 由法拉第电磁感应定律
µ0I B = 2π x
I
r v
x
r dx
ε i = ∫ dε i = −∫ Bvdx
L L
µ 0 Iv =− 2π
d
∫
d +L
d
dx x
L
X
µ 0 Iv d + L εi = − ln 2π d
例题3 长度为L的金属棒绕一端在垂直于均匀磁场的 例题 长度为 的金属棒绕一端在垂直于均匀磁场的 平面内以角速度ϖ旋转。 平面内以角速度ϖ旋转。求：棒中的感应电动势。
电磁感应(8)
电磁感应交流电
一、知识要点及高考要求
1、电磁感应
(1)．电磁感应现象．磁通量．法拉第电磁感应定律．楞次定律（II）
(2)．导体切割磁感线时的感应电动势．右手定则（II）
(3)．自感现象（I）
(4)．日光灯（I）
说明：(1) 导体切割磁感线时感应电动势的计算．只限于l垂直于B，v的情况
(2) 在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低
2、交变电流
（1）．交流发电机及其产生正弦式电流的原理．正弦式电流的图像和三角函数表达．最大值与有效值，周期与频率（II）
（2）．电阻、电感和电容对交变电流的作用（I）
（3）变压器的原理，电压比和电流比（II）
（4）电能的输送（I）
说明：只要求讨论单相理想变压器。
3、电磁场和电磁波
（1）．电磁场．电磁波．电磁波的周期、频率、波长和波速（I）
（2）无线电波的发射和接收（I）
（3）．电视．雷达（I）
二、典型物理情景
1．电磁感应实验过程。
2．电磁感应现象中能量转化的过程。
3．判断感应电流方向举例。
4．法拉第电磁感应定律的推导过程。
5．线框中的部分导体在磁场中匀速运动、加速运动的电磁感应过程（水平方向、竖直方向、倾斜方向）。
6．自感的两个实验过程。
7．日光灯点燃的过程。
8．交流电产生过程。
9．电感、电容器对交流电流的阻碍作用。
10．变压器进行远距离输送电能的过
本章的感应电流产生条件、感应电流的方向判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算在高考中反复出现，且要求较高，另外对感应电动势、感应电流大小、方向经常会用图象形式出现．
正弦式电流产生、正弦式电流图象、峰值与有效值及变压器原理在历年高考中也频繁出现．
2020高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第8讲 直流电路与交流电路练习(含解析)
直流电路与交流电路
一、单项选择题
1．如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd 的边长ab＝cd＝L1，bc＝ad＝L2，匝数为n，线圈的总电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动,角速度为ω，线圈两端通过电刷E、F与阻值为R的定值电阻连接．从线圈经过中性面开始计时，则（)
A．线圈中感应电动势的最大值为BωL1L2
B．线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为e＝nBωL1L2cos ωt
C．经过错误!周期时间通过电阻R的电荷量为错误!
D．此发电机在上述工作状态下的输出功率为错误!
解析：选D.线圈产生的感应电动势的最大值E m＝nBωL1L2,选项A错误；感应电动势随时间变化的表达式e＝E m sin ωt＝nBωL1L2sin ωt,选项B错误；根据法拉第电磁感应定律有错误!＝n错误!，由闭合电路欧姆定律有错误!＝错误!，又ΔΦ＝BL1L2，q＝错误!Δt,联立解得q＝n
错误!，选项C错误；线圈中感应电动势的有效值E＝错误!＝错误!，电流的有效值I＝错误!，交流发电机的输出功率即电阻R的热功率P＝I2R＝错误!，选项D正确．
2．如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的,现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( ) A．R3断路B.R2断路
C．R1短路D。R1、R2同时短路
解析:选B.由题图可知,通过灯泡A的电流等于通过灯泡B的电流与通过R2的电流之和．灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些,说明通过灯泡B的电流变大，而通过灯泡A的电流变小,因此通过R1的电流变小，所以R2断路符合条件．R3断路或R1短路都会使两灯泡比原来变亮；R1、R2同时短路会使灯泡A比原来变亮,灯泡B熄灭，故B正确．
物理学电磁感应与交流电
物理学电磁感应与交流电
电磁感应是物理学中的重要概念，它与交流电密切相关。本文将对
电磁感应和交流电进行详细介绍，包括原理、应用和相关实验。
一、电磁感应的基本原理
电磁感应是指由磁场变化引起的电场的产生或电流的变化。根据法
拉第电磁感应定律，当导体相对于磁场运动或磁场相对于导体发生变
化时，导体内产生感应电动势。此时，如果导体形成闭合回路，将导
致感应电流的产生。
二、电磁感应的应用
1. 发电机和变压器：电磁感应的最重要应用是发电机和变压器。发
电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能，而变压器则利用电磁感
应原理来改变交流电的电压和电流大小。
2. 电感和电磁铁：电感是利用电磁感应的原理制成的元件，它可以
储存电能。电感的一个重要应用是在电子电路中用作滤波器、振荡器等。电磁铁是一种通过通电产生磁场的装置，它的原理也是电磁感应。
3. 感应炉和感应加热：感应炉利用电磁感应原理将电能转化为热能，常用于工业熔炼和加热过程。感应加热技术也广泛应用于金属加热和
工业生产中。
三、交流电的基本概念
交流电是指电流方向和大小以及电压的大小都随时间周期性地变化的电流。交流电的形式可以是正弦波、方波等。与直流电相比，交流电具有双向传输能量的特点，因此在电能输送方面更加便利。
四、交流电的产生与传输
交流电的产生通常通过发电机来实现。发电机利用旋转磁场在导线周围产生感应电动势，进而产生交流电。交流电可以通过输电线路进行传输，以满足家庭、工业等各种用电需求。为了减小能量损失，电压通常需要通过变压器升高或降低后再传输。
五、电磁感应与交流电的实验
电磁感应的基本概念
电磁感应的基本概念
电磁感应是物理学中一个重要的概念，指的是电场或磁场的变化引
起电流或电压的产生。这个现象被广泛应用在各个领域中，包括电磁
感应器、发电机、电动机等。本文将介绍电磁感应的基本原理、应用
和一些相关的实例。
一、电磁感应的基本原理
电磁感应是法拉第电磁感应定律的基础上发展起来的。法拉第电磁
感应定律表明，当一个线圈内的磁通量发生变化时，线圈内就会产生
感应电动势。具体而言，电磁感应的基本原理包括以下几个方面：
1. 磁场变化引起电动势：当一个导体或线圈在磁场中移动，或者磁
场的强度发生变化时，导体内部就会产生感应电动势。这个电动势的
大小与磁场的变化速率和导体本身的性质有关。
2. 感应电动势的方向：根据楞次定律，感应电动势的方向总是使得
它所引起的电流产生一个磁场，这个磁场的方向与原磁场的变化方向
相反。
3. 电磁感应的量纲：电磁感应的大小用电动势（单位为伏特）表示，它与磁场的变化率成正比。
二、电磁感应的应用
电磁感应在各个领域中都有重要的应用，下面将介绍一些典型的应用。
1. 电磁感应传感器：电磁感应传感器是一种常见的测量设备，它利用电磁感应原理来测量物体的位置、速度、加速度等物理量。例如，磁力计可以测量磁场的变化并将其转换为电信号，用于导航和定位系统中。
2. 发电机原理：发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的设备。当一个导体在磁场中转动时，磁力线会通过导体产生变化，从而在导体上产生感应电动势。这个感应电动势可以用来驱动电子设备或储存为电能。
3. 变压器原理：变压器是利用电磁感应原理将交流电能从一个线圈传输到另一个线圈的设备。当电流通过一个线圈时，它会产生一个磁场，这个磁场会通过另一个线圈，从而在另一个线圈上产生感应电动势，实现电能的传输和转换。
8-1电磁感应定律
第8章 电磁感应 电磁场
8 - 1 电磁感应定律
第8章 电磁感应 电磁场
8 - 1 电磁感应定律
第8章 电磁感应 电磁场
楞次定律是能量守恒定律的一种表现 机械能 焦耳热
× × × × × × × × × × ×
v 维持滑杆运 ×B × 动必须外加一力， 动必须外加一力， × × v × 此过程为外力克 × Fm 服安培力做功转 × × × × 化为焦耳热. 化为焦耳热
确定磁通量变化率的正负； ② 确定磁通量变化率的正负； 确定感应电动势的方向. ③ 确定感应电动势的方向
8 - 1 电磁感应定律
第8章 电磁感应 电磁场
v B
N
8 - 1 电磁感应定律
第8章 电磁感应 电磁场
v B
N
8 - 1 电磁感应定律
第8章 电磁感应 电磁场
三 楞次定律
闭合的导线回 路中所出现的感应 电流，总是使它自 电流， 己所激发的磁场反 己所激发的磁场反 抗任何引发电磁感 任何引发电磁感 应的原因（ 应的原因（反抗相 对运动、 对运动、磁场变化 或线圈变形等） 或线圈变形等）.
N
θ
o' v en v B
ω
i
o
作匀速转动. 作匀速转动 求线圈 中的感应电动势. 中的感应电动势
R
8 - 1 电磁感应定律
已知 解
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例5 如图11－18所示，A，B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。当电键K闭合时，下列说法正确的是 [ ]
A．A比B先亮，然后A熄灭
B．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮
C．AB一齐亮，然后A熄灭
D．A、人一齐亮．然后八逐渐变亮．D的亮度不变
【错解】
当电键闭合时．A灯与线圈L串联，B灯与R串联后分别并联于电源两端。虽然K闭合瞬间线圈会产生自感，即阻碍通过线圈支路电流的的增加。但A灯与L串联后并联接在电源上。电源两端有电压，就会有电流，所以AB都应该同时亮起来。只是闭合K的瞬间A灯不能达到应有的电流而亮度发暗。K闭合一段时间后两灯达到同样的亮度。所以A灯逐渐变亮，B灯亮度不发生变化，选D。
【错解原因】
选择D选项时对自感现象理解不够。在K闭合的瞬间，通过每盏灯的电流到底怎样变化不清楚。
【分析解答】
电键闭合的瞬间，线圈由于自感产生自感电动势，其作用相当于一个电源。这样对整个回路而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中。两个电源各自独立产生电流，实际上等于两个电流的叠加。根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向。
图11-19a、b是两电源独立产生电流的流向图，C图是合并在一起的电流流向图。由图可知、在A灯处原电流与感应电流反向，故A灯不能立刻亮起来。在B灯处原电流与感应电流同向，实际电流为两者之和，大于原电流。故B灯比正常发光亮（因正常发光时电流就是原电流）。随着自感的减弱，感应电流减弱，A灯的实际电流增大，B灯实际电流减少，A变亮，B灯变暗，直到自感现象消失，两灯以原电流正常发光。应选B。