大学物理电磁感应
大学物理中的磁场与电磁感应
大学物理中的磁场与电磁感应在大学物理课程中，磁场和电磁感应是重要的概念和研究领域。
磁场是由电荷运动引起的，并且与电流、磁矩和磁性物质有关。
电磁感应则是磁场作用下的电场变化引起的电流的现象。
本文将深入探讨磁场和电磁感应的基本概念、原理和应用。
一、磁场的基本概念磁场是由运动电荷所产生的力的场，它对运动电荷施加力的特性在磁场内用力线表示。
每条力线的方向都表示了磁场中的磁力的方向。
磁力线的形状是环绕着产生磁场的电流元。
通常我们用磁场强度B以及磁通量Φ表示磁场的强度和性质。
根据安培定律和毕奥-萨伐尔定律，磁场和电流之间存在密切的关系。
电流元产生的磁场是环绕电流元成环的，磁场的强度与电流元的长度、电流强度和距离都有关。
磁场在物理实验和应用中起着重要的作用，如在电动机、发电机和磁共振成像等设备中的应用。
二、电磁感应的基本原理电磁感应是指变化的磁场所引起的感应电动势和电流。
它是由法拉第的电磁感应定律所描述的。
电磁感应的基本原理可以总结为两点：一是磁场的变化必然会引起感应电势的产生，二是感应电势的大小和电路中的环路有关。
当磁场的磁通量Φ发生变化时，通过环路的电磁感应电动势ε可以表示为：ε = - dΦ/dt。
根据洛伦兹力的原理，感应电动势将产生电流流过电路。
这种电磁感应的现象使得电能和磁能之间可以相互转化。
三、磁场与电磁感应的应用磁场和电磁感应在许多应用中发挥着重要作用。
以下是几个典型的例子：1. 电动机和发电机：电动机利用电流通过磁场产生力矩，从而使机械能转化为电能。
而发电机则相反，利用机械能转化为电能，通过磁场感应产生电流。
2. 磁共振成像：磁共振成像是一种医学影像技术，利用强大的磁场和高频电磁辐射来观察人体的内部结构。
磁场通过感应电流形成图像，以便医生进行诊断。
3. 电磁感应炉：电磁感应炉是一种高效的加热设备，利用电磁感应产生的涡流在导体中产生热量。
它广泛应用于工业加热和金属熔化等领域。
4. 磁力计：磁力计是一种测量磁场强度和方向的仪器。
大学物理学：11-1电磁感应
dB dt
0
B r
E
1
2r
作笔记！
E
作
为
公
式
S
B t
dS
来 记 ！
R
r
10
例： 长为2R的金属棒…… dB 0
dt
ac ?
解：
0
E1
r
2
dB dt
;
E2
R2 2r
dB dt
Rh r
a
b
c
取线元dl ac ab bc
R
R
b c
a E1 dl b E2 dl
b r dB dl cos c R2 dB dl cos
dΦ 0 dt
dΦ 0
dt
i i
3
进一步讨论：
(1)如果围绕磁场的线圈有N匝,则:
i
N
d dt
d( N) dt
i
称N为磁通链匝数(磁链).
(2)当回路电阻为R时 I 1 d
R R dt
(3)通过回路的电量为:
q t2 Idt 1 2 d dt
t1
R 1 dt
电量与 Δ成正比,而与 无dΦ关
电磁感应
Michael Faraday
1831年法拉第的伟大发现,理论和实践的意义.
演示现象:
1
电磁感应 感应电流 感应电动势
感应电动势的大小和通过导体回路的磁通量 的变化率成正比
d
dt
2
一 法拉第电磁感应定律:
d
dt
dΦ 0 dt
dΦ 0
dt
确定感生电动势 的大小和方向
负号体现楞次定律.
x
y
如果
【大学物理】电磁感应
【大学物理】电磁感应在大学物理的广阔知识海洋中，电磁感应无疑是一颗璀璨的明珠。
它不仅是理论物理的重要组成部分，更是现代科技发展的基石之一。
从发电机的运转到变压器的工作，从无线通信的实现到电磁兼容的考量，电磁感应的原理无处不在，深刻影响着我们的生活和社会的进步。
要理解电磁感应，首先得明确什么是“感应”。
简单来说，感应就是因外界的影响而产生的反应或变化。
而电磁感应，则是指因磁通量的变化而产生的电动势。
当通过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生电流，这种现象就是电磁感应。
让我们从一个简单的实验开始说起。
拿一根导线，把它连接成一个闭合回路，然后让这个回路的一部分在磁场中运动。
当导线在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就会产生电流。
这是因为导线运动导致通过回路的磁通量发生了变化。
那么，磁通量又是什么呢？磁通量可以想象成是磁场通过一个给定面积的“流量”。
它等于磁场强度与面积的乘积再乘以两者夹角的余弦值。
如果磁场强度不变，改变面积或者改变磁场与面积的夹角，磁通量都会发生变化。
电磁感应现象的发现，具有划时代的意义。
在 19 世纪，法拉第通过一系列的实验，总结出了电磁感应的规律。
他的工作为后来的电动机、发电机等的发明奠定了基础。
发电机就是利用电磁感应原理工作的典型例子。
在发电机中，通过转动线圈，使其在磁场中不断地改变磁通量，从而产生感应电动势，向外输出电能。
这使得我们能够将机械能转化为电能，为各种电器设备提供动力。
而变压器则是另一个基于电磁感应的重要设备。
通过在一个铁芯上缠绕两组匝数不同的线圈，当输入的交流电压在初级线圈中产生变化的磁通量时，在次级线圈中就会感应出不同的电压。
这使得我们能够改变电压的大小，实现电能的高效传输和分配。
再来说说电磁感应在无线通信中的应用。
无线电波的发射和接收都离不开电磁感应。
发射端通过电流的变化产生变化的电磁场，从而向周围空间辐射电磁波；接收端则通过天线感应到这些电磁波，并将其转化为电信号。
大学物理规范作业(本一)32单元测试四(电磁感应)解答
ID j= 2 l
ID 2 ∫ H dl = js = l 2 l1 ≈ 0.46( A)
16
比较两个结果得： M 12 = M 21
12
4.一同轴电缆由中心导体圆柱和外层导体圆筒组成，二 4.一同轴电缆由中心导体圆柱和外层导体圆筒组成， 一同轴电缆由中心导体圆柱和外层导体圆筒组成 者半径分别为R 筒和圆柱之间充以电介质， 者半径分别为R1和R2，筒和圆柱之间充以电介质，电介质 I(由中心圆柱 和金属的 均可取作1 求此电缆通过电流I( 和金属的r均可取作1，求此电缆通过电流I(由中心圆柱 流出，由圆筒流回) 单位长度内储存的磁能， 流出，由圆筒流回)时，单位长度内储存的磁能，并通过 和自感磁能的公式比较求出单位长度电缆的自感系数。 和自感磁能的公式比较求出单位长度电缆的自感系数。
ε max = NBS ω = 2 πNBSn
ε max ∴n = 2 π NBS
12.0 = 2 2π × 120 × 2.0 × 10 × 0.1× 0.2
= 40(S )
1
8
2.一圆环形线圈a 50匝细线绕成，截面积为4.0 2.一圆环形线圈a由50匝细线绕成，截面积为4.0 cm2， 一圆环形线圈 匝细线绕成 放在另一个匝数等于100 100匝 半径为20.0cm 20.0cm的圆环形线 放在另一个匝数等于100匝，半径为20.0cm的圆环形线 的中心，两线圈同轴。 ：（1 两线圈的互感系数； 圈b的中心，两线圈同轴。求：（1）两线圈的互感系数； 当线圈a中的电流以50A/s的变化率减少时，线圈b 50A/s的变化率减少时 （2）当线圈a中的电流以50A/s的变化率减少时，线圈b 内磁通量的变化率；（ ；（3 线圈b的感生电动势。 内磁通量的变化率；（3）线圈b的感生电动势。 解：(1)线圈b通电流时, 由于线圈a的半径较线圈b的半 径甚小, 所以可近似求得线圈a通过的磁链为：
大学物理-第12章--电磁感应
× × × ×
× ×××
r n ×L × × × ×
× × ××× × R
×××××
×
B
×× ×× ×× ××
当r < R
时： L E感 dl
S
B
dS
t
等式左边 L E感 dl L E感dl cos 00
× × × ×
导线内每个自由电子
受到的洛仑兹力为：
fm e(v B)
非静电力
?++ + ++
B
v
fm
在导线内部产生的静电场方向
ab
E
a
++ + ++
电子 受的静电力
fe
fe eE
平衡时： fe fm
此时电荷积累停止，
fm
ab 两端形成稳定的电势差。 b
★ 洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因.
B
v
2、动生电动势的表达式
S 1 hL 2
磁通
m
1 hLB 2
B
t
0
o B h
C D
i
dm dt
1 hL dB 1 hL B 2 dt 2 t
L
讨论 只有CD导体存在时，
电动势的方向由C指向D
加圆弧连成闭合回路，
由楞次定理知：感生电流的
方向是逆时针方向……..
1 B hL
1 2 t
B SOCD t
？
铁芯
磁场 B
线圈
电 子束
环形 真空室
五、感生电场计算举例
例 12-5. 半径为R的长直螺线管内的磁场，以dB/dt 速
大学物理 第三篇 电磁感应(法拉第电磁感应定律 )
ox
普遍
.
把感应电动势分为两种基本形式 动生电动势 motional emf 感生电动势 induced emf
下面 从场的角度研究电磁感应 电磁感应对应的场是电场
它可使静止电荷运动 研究的问题是：
动生电动势的非静电场？ 感生电动势的非静电场？性质？
.
§2 动生电动势
一. 典型装置
l
导线 ab在磁场中运动
非静电力－－洛仑兹力
Ef Km qvqqBv vB B
a B
vB dl e v
fm
i
a
v
B
dl
b
a
b
i vBdl vBl>0
i
ba
b
.
讨论
d i dt 适用于一切产生电动势的回路
i vBdl 适用于切割磁力线的导体
di bav B dl i d i
z
B
例 在空间均匀的磁场中 BBz
若绕行方向取如图所示的回路.方.向.L. .L. .
按约定 磁通量为正 即 BS
由
i
d
dt
dB S < 0 dt
负号 电动势的方向
S i
说明 与所设的绕行方向相反 .
若绕行方向取如图所示的方向L
..
均.匀.磁场. B.
.
按约定 磁通量取负
. . S. . . . .
BS
. . .L. . . .
NN BdS N
Bds
d a
N
I
ldx
S
S
d 2 x
NIl da
2 ln d
L
2N I0lsintlndda
I ds l
《大学物理学》电磁感应部分练习题(马)
《大学物理学》电磁感应部分自主学习材料一、选择题：1．图示为导线AB 在均匀磁场中作下列四种运动，（1）垂直于磁场作平动；（2）绕固定端A 作垂直于磁场转动；（3）绕其中心点O 作垂直于磁场转动；（4）绕通过中心点O 的水平轴作平行于磁场的转动。
关于导线AB 的两端产生的感应电动势哪个结论是错误的？（ ） （A ）（1）有感应电动势，A 端为高电势； （B ）（2）有感应电动势，B 端为高电势； （C ）（3）无感应电动势； （D ）（4）无感应电动势。
【提示：（3）虽切割磁感线，但A 、B 两端电势相等；（4）不切割磁感线，（1）和（2）切割磁感线，由右手定则，A 端为高电势】2．如图所示，一根无限长直导线载有电流I ，一个矩形线圈位于导体平面沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动，则：（ ） （A ）线圈中无感应电流；（B ）线圈中感应电流为顺时针方向； （C ）线圈中感应电流为逆时针方向； （D ）线圈中感应电流方向无法确定。
【提示：载流无限长直导线在其附近产生的磁场是非均匀的：02IB rμπ=，知矩形线圈内磁通量发生减小的变化，由右手定则，感应电流为顺时针方向】3．尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，则环中：（ ） （A ）感应电动势不同, 感应电流不同；（B ） 感应电动势相同，感应电流相同； （C ）感应电动势不同, 感应电流相同；（D ）感应电动势相同，感应电流不同。
【提示：铁环与铜环的电阻不同，所以感应电流不同】4．一“探测线圈”由50匝导线组成，截面积24S cm =，电阻R =25Ω，放在均匀磁场中且线圈平面与磁场方向垂直，若把探测线圈迅速翻转︒90，测得通过线圈的电荷量为C 1045-⨯=∆q ，则此均匀磁场磁感应强度B 的大小为： （ ）（A ）0.01T ； （B ）0.05T ； （C ）0.1T ； （D ）0.5T 。
【提示：由d d t εΦ=-、N BS Φ=及d q I d t R ε==知N BSq R∆=，∴0.05B T =】5．如图所示，在圆柱形空间有一磁感强度为B 的均匀磁场，B 的大小以速率d Bd t变化，在磁场中有A 、B 两点，其间可放 置一直导线和一弯曲的导线，则有下列哪些情况：（ ）A（1） （2） （3） （4）（A ）电动势只在直导线中产生； （B ）电动势只在弯曲的导线中产生；（C ）电动势在直导线和弯曲的导线中都产生，且两者大小相等； （D ）直导线中的电动势小于弯曲导线中的电动势。
大学物理学第三版答案16电磁感应.docx
习题1616・1・如图所示，金属圆环半径为/?,位于磁感应强度为P的均匀磁场中，圆环平面与磁场方向垂直。
当圆环以恒定速度▽在环所在平面内运动时，求环中的感应电动势及环上位于与运动方向垂直的直径两端〃间的电势差。
解：(1)由法拉第电磁感应定律考虑到圆环内的磁通量不变，所以，环中的感dtr u ——(2)利用：8ah= £ (vxB)-dl ,有：£ah = Bv・2R = 2BvR。
【注：相同电动势的两个电源并联，并联后等效电源电动势不变】16-2.如图所示，长直导线屮通有电流/ = 5.0/1,在与其相距d = 0.5cm 处放有一矩形线圈，共1000匝，设线圈长/ = 4.0cm ,宽a = 2.0cm。
不计线圈口感，若线圈以速度v = 3.0cm/s沿垂直于长导线的方向向右运动，线圈中的感生电动势多大？解法一：利用法拉第电磁感应定律解决。
首先用［fp•〃二工/求出电场分布，易得:则矩形线圈内的磁通量为:rh s = -N有:dxdt八=1.92x107 V。
2 兀（d + a）解法二：利用动生电动势公式解决。
由击j〃二“0工/求出电场分布，易得:“（）/ 17tr考虑线圈框架的两个平行长直导线部分产生动生电动势,近端部分：®=NBJv,远端部分：E2=NB2I V,吗丄—丄”心2兀 ' d d + a 27ld（d 十= l・92xlOP。
16・3・如图所示，长直导线屮通有电流强度为/的电流，长为/的金属棒必与长直导线共面且垂直于导线放置，其。
端离导线为d,并以速度E平行于长直导线作匀速运动，求金属棒中的感应电动势£并比较4、5的电势大小。
解法一：利用动生电动势公式解决：d£ = (yxBydl如力,171 r"o" dr“0以［〃 + /------ ——= -------- In -----17C r 2兀 d由右手定则判定：u（l>u ho解法二：利用法拉第电磁感应定律解决。
大学物理《电磁感应》
A+
B
Bvdl
B 0I
2π l
l dl
a
L
i
aL a
0 Iv
2π
dl l
0Iv ln a L
2π a
UA UB
12.2.2 感生电动势
（一）感生电动势
静止的导体或导体回路,当它所处的磁场发生变 化时, 导体或导体回路中所产生的电动势称为感生电 动势。
（二）麦克斯韦的假
设—感生电场（涡旋电
磁通量的变化。
感应电动势的方向：由电势低处指向电势高处， 为感应电流的方向。
12.1.2 楞次定律
当穿过闭合导体回路所围面积的磁通量发 生变化时，在回路中就会有感应电流产生，该 感应电流的方向总是使它自己所激发的磁场反 抗任何引发电磁感应的原因.
法拉第电磁感应定律
中的负号，正是体现了这 种“反抗”。
12.4 磁场的能量
自感电动势：
L
L
dI dt
回路方程： L dI RI
dt
R
L
I
S
两边乘以Idt: Idt LIdI RI 2dt
t
Idt
I0 LIdt
t RI 2dt
0
0
0
电源反抗自感 电动势作的功
自感线圈的磁能
自感线圈的磁能：Wm
1 2
LI 2
长直螺线管为例： L n2V
+ + + + ++ + +
+ + + + + + +
v B o l
L
lBdl
0
i
1 2
大学物理学-电磁感应定律
0
利用混合积公式
A C B B C A
0
u B B u
总的洛仑兹力的功率为零，即总的洛仑兹力仍然不做功。
两分力做功： e u B e B u
一个分力所做的正功等于另一个分力做的负功，总洛仑兹力做功为零，
不是洛仑兹力： 先有电荷运动，才有洛仑兹力。
这种力能对静止电荷有作用力，类似于静电场，可认为周围空间中存在一种电场：
变化的磁场在其周围空间激发出一种新的涡旋状电场，不管其周围空间有
无导体，也不管周围空间有否介质还是真空,并称其为感生电场（涡旋电场)。
大学物理学
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11.1 电磁感应定律
11.1 电磁感应定律
➢ 磁场中运动的导体所产生的感应现象
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11.1 电磁感应定律
电磁感应现象--在导体回路中由于磁通量变化而产生感应电流的现象。
怎样产生磁通量的变化？
m
改变回路
大学物理学
S
B dS
改变磁场
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11.1 电磁感应定律
例 如图所示长为L的金属棒OA在与磁场垂直的均匀磁场中以匀角速绕O点转动，
【大学物理】电磁感应
v V
叙述: 叙述:导体回路中的感应电动势与穿过该导 体回路的磁通量的变化率的负值成正比。 体回路的磁通量的变化率的负值成正比。 dΦ •负号表示感应电流的磁通总 ε =− 力图阻碍原磁通的变化 dt 是力图阻碍原磁通的变化
发电机的工作原理就是靠洛仑兹力将机械能转换为电能。 发电机的工作原理就是靠洛仑兹力将机械能转换为电能。
例6．如图所示，直角三角形金属框架 放在均 ．如图所示，直角三角形金属框架abc放在均 匀磁场中，磁场平行于ab边 的长度为l． 匀磁场中，磁场平行于 边，bc的长度为 ．当金 的长度为 属框架绕ab边以匀角速度 转动时， 回路中的 属框架绕 边以匀角速度ω转动时，abc回路中的 v 两点间的电势差U 感应电动势 ε和a、c两点间的电势差 a – Uc为 B 、 两点间的电势差
或者用法拉第 电磁感应定律
例4：如图，金属棒AB在图示平面内绕端 如图，金属棒AB在图示平面内绕端 AB 作匀角速转动， 点A作匀角速转动，当棒转到与直导线垂 直的时刻，求金属棒AB两端的电势差U AB两端的电势差 直的时刻，求金属棒AB两端的电势差UAB
v v v I A L B ε AB = ∫ ( v × B ) ⋅ d l a v ω µ 0I a+L v = ∫a ω ( x − a ) ⋅ dx O X 2πx a+ L µ 0 Iω U AB = −ε AB = L − a ln 2π a
O'
v nv
N
θ
i R
B
【大学物理】电磁感应.pdf
实验三：
将闭合回路置于稳恒磁场B中，当导体棒在导 体轨道上滑行时，回路内出现了电流。
结论：
当穿过闭合回路 的磁通量发生变化 时，不管这种变化 是由什么原因产生 的，回路中有电流 产生。这一现象称 为电磁感应现象。
v
bB
c
a
d
电磁感应现象中产生的 电流称为感应电流，相应的 电动势称为感应电动势。
二 电磁感应定律
第八章
变化的电磁场
§8.1 电磁感应定律
8-1-1 法拉第电磁感应定律
法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学 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.
0
i
d dt
i 0
L
B 0
d dt
0
i 0
i
L
B
i
B
L
i
Φ0 Φ0
d 0 dt
i 0
d 0 dt
i 0
8-1-2 楞次定律
（1）在发生电磁感应时，导体回路中感应电流 的方向，总是使它自己激发的磁场穿过回路面积 的磁通量去阻止引起感应电流的磁通量的变化。
楞Ii 次定律： v
Ii
v
（2）感应电流的效果总是反抗引起感应 电流的原因。
max
NB0S
10 0.05 6 104 V 0.03V 0.01
感生电qi荷(t )量 为0:Ii d1t 000.0R5261NR04 C0 1.5 104C
例3 在无限长直载流导线的磁场中，有一运动的导体
大学物理-电磁感应教案
教学对象：大学物理专业学生教学目标：1. 理解电磁感应现象的产生原理，掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律。
2. 能够运用电磁感应定律解决实际问题，如计算感应电动势、感应电流等。
3. 通过实验探究，培养学生的观察、分析、推理和实验操作能力。
教学重点：1. 电磁感应现象的产生原理。
2. 法拉第电磁感应定律和楞次定律。
3. 电磁感应现象在实际问题中的应用。
教学难点：1. 法拉第电磁感应定律和楞次定律的理解和应用。
2. 电磁感应现象在实际问题中的计算和分析。
教学过程：一、导入1. 通过展示电磁感应现象的图片或视频，激发学生的兴趣。
2. 提问：什么是电磁感应？电磁感应现象是如何产生的？二、新课讲授1. 电磁感应现象的产生原理：- 磁通量的变化率产生感应电动势。
- 感应电动势的方向与磁通量变化率的方向有关。
- 感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
2. 法拉第电磁感应定律：- 感应电动势E与磁通量变化率ΔΦ/t成正比。
- 数学表达式：E = -ΔΦ/t。
3. 楞次定律：- 感应电流的方向总是使它所产生的磁场阻碍原磁通量的变化。
- 数学表达式：E = -nΔΦ/t，其中n为线圈匝数。
三、实验探究1. 实验目的：验证法拉第电磁感应定律和楞次定律。
2. 实验器材：感应线圈、条形磁铁、滑动变阻器、灵敏电流计、导线等。
3. 实验步骤：- 将感应线圈连接到灵敏电流计上，形成闭合回路。
- 缓慢移动条形磁铁，观察灵敏电流计的指针偏转。
- 改变磁铁移动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转。
- 记录实验数据，分析感应电动势与磁通量变化率的关系。
四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调电磁感应现象的产生原理、法拉第电磁感应定律和楞次定律。
2. 总结电磁感应现象在实际问题中的应用。
五、作业布置1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 分析一个与电磁感应现象相关的实际案例，如发电机、变压器等。
教学反思：1. 通过本节课的学习，学生能够理解电磁感应现象的产生原理，掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律。
大学物理实验电磁感应法测交变磁场资料
大学物理实验电磁感应法测交变磁场资料大学物理实验中，电磁感应法是一种常用的测量交变磁场的方法。
以下是关于这种方法的一些基本资料。
电磁感应法是一种基于法拉第电磁感应定律的测量方法。
这个定律表明，当一个导体回路在变化的磁场中时，会在回路中产生感应电流。
这个感应电流的大小正比于磁场的强度和变化率。
因此，通过测量这个感应电流，就可以得出磁场强度和变化率的信息。
在大学物理实验中，通常使用电磁感应法来测量交变磁场。
具体实验过程如下：1.准备实验器材：一个线圈、一个交流电源、一个电流表、一个电压表、一个电阻箱、一个调压器、一对导线以及磁性材料或螺线管等交变磁场源。
2.将线圈绕在磁性材料或螺线管上，放置在交变磁场中。
3.将交流电源接入电路，使磁场源产生交变磁场。
4.使用电流表和电压表测量线圈中的感应电流和感应电动势。
5.根据法拉第电磁感应定律，可得出以下关系式：E=n(dΦ)/(dt)其中E为感应电动势，n为线圈匝数，Φ为磁通量，t为时间。
6.由于感应电流与感应电动势成正比，因此可以通过测量感应电流来得出磁场强度的变化率。
7.通过电阻箱和调压器调节磁场源的磁场强度，并记录不同磁场强度下的感应电流值。
8.根据实验数据绘制磁场强度变化率与感应电流关系的曲线图。
9.对实验数据进行处理和分析，得出实验结论。
在进行实验时，需要注意以下几点：1.线圈绕组应尽量均匀分布，以减小误差和提高测量精度。
2.测量时应尽量减小误差和干扰，如使用屏蔽线来减少外界磁场对测量的影响。
3.在测量过程中，应保证所有测量点的位置和测量条件的一致性，以便进行比较和分析。
4.实验过程中应注意安全操作，避免触电和烫伤等事故的发生。
通过电磁感应法测交变磁场实验，我们可以得出以下结论：1.交变磁场可以引起线圈中产生感应电流，并且感应电流的大小与磁场强度和变化率成正比。
2.通过测量线圈中的感应电流，可以得出磁场强度和变化率的信息，进一步了解交变磁场的变化规律和性质。
《大学物理》电磁感应练习题及答案解析
《大学物理》电磁感应练习题及答案解析一、选择题1. 圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B 的方向垂直盘面向上，当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时.（ D ）(A) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向流动。
(B) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动。
(C) 铜盘上没有感应电流产生，铜盘中心处电势最高。
(D) 铜盘上没有感应电流产生，铜盘边缘处电势最高。
2．在尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量，则两环中（ C ）A．感应电动势相同，感应电流相同；B．感应电动势不同，感应电流不同；C．感应电动势相同，感应电流不同；D．感应电动势不同，感应电流相同。
3．两根无限长的平行直导线有相等的电流但电流的流向相反如右图，而电流的变化率均大于零，有一矩形线圈与两导线共面，则（ B ）A．线圈中无感应电流；B．线圈中感应电流为逆时针方向；C．线圈中感应电流为顺时针方向；D．线圈中感应电流不确定。
4．如图所示，在长直载流导线下方有导体细棒，棒与直导线垂直且共面。
（a）、（b）、（c）处有三个光滑细金属框。
今使以速度向右滑动。
设（a）、（b）、（c）、（d）四种情况下在细棒中的感应电动势分别为ℇa、ℇb、ℇc、ℇd，则( C )A．ℇa =ℇb =ℇc <ℇd B．ℇa =ℇb =ℇc >ℇdC．ℇa =ℇb =ℇc =ℇd D．ℇa >ℇb <ℇc <ℇd5．一矩形线圈，它的一半置于稳定均匀磁 场中，另一半位于磁场外，如右图所示， 磁感应强度B的方向与纸面垂直向里。
欲使线圈中感应电流为顺时针方向则（A ） A ．线圈应沿x 轴正向平动； B ．线圈应沿y 轴正向平动；C ．线圈应沿x 轴负向平动D ．线圈应沿y 轴负向平动6．在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀磁场，如图所示，B 的大小以速率dtdB变化，在磁场中有A 、B 两点，其间可以放置一直导线和一弯曲的导线，则有下列哪种情［ D ］ (A) 电动势只在直导线中产生(B) 电动势只在弯曲的导线产生 (C) 电动势在直导线和弯曲的导线中都产生， 且两者大小相等(D)直导线中的电动势小于弯曲导线中的电动势 知识点：电动势 类型：A7、关于感生电场和静电场下列哪一种说法正确．( B )(A) 感生电场是由变化电场产生的．(B) 感生电场是由变化磁场产生的，它是非保守场． (C) 感生电场是由静电场产生的(D) 感生电场是由静电场和变化磁场共同产生的1D 2C 3B 4C 5A6D7B二、填空题1.如图所示，AB 、CD 、为两均匀金属棒，长均为0.2m ，放在磁感应强度 B=2T 的均匀磁场中，磁场的方向垂直于屏面向里，AB 和CD 可以在导轨上自由滑动，当 CD 和AB 在导轨上分别以s m v /41=、s m v /22=速率向右作匀速运动时，在CD 尚未追上AB 的时间段内ABDCA 闭合回路上动生电动势的大小______________ 方向 _____________________.1电动势的大小 0.8V 方向 顺时针方向2.一匝数的线圈，通过每匝线圈的磁通量，则任意时刻线圈感应电动势的大小 ______________ . 感应电动势的大小 t ππ10cos 1057⨯ 3．感生电场产生的原因_ 变化的磁场产生感生电场4.动生电动势的产生的原因是：___电荷在磁场中运动受到洛伦兹力___ 5 。
大学物理电磁感应知识点归纳总结
大学物理电磁感应知识点归纳总结电磁感应是物理学中的重要概念，涵盖了许多关键的知识点。
本文将对大学物理电磁感应相关的知识进行归纳总结，旨在帮助读者更好地理解和掌握这一内容。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述磁场变化时感应电动势产生的定律。
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/dt表示磁通量的变化率。
该定律说明，当磁通量的变化率发生变化时，会在电路中产生感应电动势。
二、楞次定律楞次定律是指感应电动势的方向总是使得引起它的磁通量的变化量减小。
这一定律可以用以下方式描述：当一个导体中有感应电流产生时，由于感应电流产生的磁场所引起的磁通量的变化方向与原磁场的方向相反。
三、感应电流的方向根据法拉第电磁感应定律和楞次定律，可以推导出感应电流的方向。
当外磁场与电路中的导线垂直相交时，可以用右手定则来确定感应电流的方向：将右手的拇指指向导线运动方向（或磁场方向），四指指向磁场（或导线）垂直入纸方向，伸出的大拇指方向即为感应电流的方向。
四、磁场中的感应电动势当一个导体以速度v进入或离开磁场中时，会在导体两端产生感应电动势。
这一现象被称为磁场中的感应电动势。
根据该现象，可以得出以下结论：1. 当导体相对于磁场以一定速度直线运动时，感应电动势的大小由运动速度和磁感应强度共同决定。
2. 当导体相对于磁场以一定速度旋转时，感应电动势的大小由旋转速度、导体长度和磁感应强度共同决定。
五、电磁感应中的涡旋电场电磁感应的另一个重要概念是涡旋电场。
当磁场发生变化时，会在空间中产生涡旋电场，该电场可以产生感应电动势。
涡旋电场具有以下特点：1. 影响感应电动势的大小和方向。
2. 对于闭合回路，涡旋电场的环路积分为零，即没有感应电动势产生。
六、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 变压器：利用电磁感应原理，将交流电压进行变换。
2. 电磁感应发电机：将机械能转化为电能的装置。
《大学物理》练习题及详细解答-—电磁感应.docx
法拉第电磁感应定律10-1如图10-1所示，一半径a=0.10m,电阻7?=1.OX1O 3Q 的圆形导体回路置于均匀磁场中，磁场方向与回路面积的法向之间的夹角为TT /3,若磁场变化的规律为3（f ） = （3" +8/ + 5）X 10-4T求：（1） f=2s 时回路的感应电动势和感应电流；（2）最初2s 内通过回路截面的电量。
解：(1) <t>^B S^BScosO图 10-1a —3 ? x 10 -5t = 2s, & =—3.2x107, I =_=------ =—2x10—2 AR -负号表示与方向与确定五的回路方向相反(2) / = ；(0 -Q )=；留(0)-8(2)]• S• cos 。
= 28x1" 1*0.1 - =4.4xl0-2 CR R 1x10 x210-2如图10-2所示，两个具有相同轴线的导线回路，其平面相互平行。
大回路中有电流/,小的回路在大 dx的回路上面距离X 处，X»R,即/在小线圈所围面积上产生的磁场可视为是均匀的。
若—=v 等速 dt 率变化，（1）试确定穿过小回路的磁通量e 和X 之间的关系；（2）当x=NR （N 为一正数），求小回 路内的感应电动势大小；（3）若v>0,确定小回路中感应电流方向。
解：（1）大回路电流/在轴线上x 处的磁感应强度大小B = cl" 2、3 2 '方向竖直向上。
2（舟+》2产x»R 时，® = B ・S = BS = B •兀尸=“祁："2疽 2x3(2)=1. ju JR-TIP 2x 4 — , x = NR 时, dt 2dt （3）由楞次定律可知，小线圈中感应电流方向与/相同。
动生电动势10-3 一半径为R 的半圆形导线置于磁感应强度为W 的均匀磁场中，该导线以 速度v沿水平方向向右平动，如图10-3所不，分别采用（1）法拉第电磁 感应定律和（2）动生电动势公式求半圆导线中的电动势大小，哪一端电 势高？解：（1）假想半圆导线在宽为2R 的U 型导轨上滑动，设顺时针方向为回路方向,在x 处O…, = （2Rx+-兀R2 ）B , s = 一^^ = -2RB — = -2RBv2 dt dt由于静止U 型导轨上电动势为零，所以半圈导线上电动势为 8 = -2RBv 负号表示电动势方向为逆时针，即上端电势高。
大学物理中的电磁感应问题
大学物理中的电磁感应问题电磁感应是大学物理中的重要课题之一，它探讨了电流和磁场之间的相互作用及其产生的现象。
本文将介绍电磁感应的基本原理、应用和实验等方面，以帮助读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
一、电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理可以由法拉第电磁感应定律来描述。
该定律表明，当一个导体穿过磁场或磁场穿过一个导体时，会在导体中产生感应电动势。
这一感应电动势的大小与磁场强度和导体运动速度有关。
根据楞次定律，导体中会产生一定的感应电流，这一电流的方向使得产生的磁场与原磁场相互作用，从而产生了电磁感应的现象。
二、电磁感应的应用电磁感应在日常生活中有着广泛的应用。
其中一个重要的应用是发电机的原理。
发电机通过电磁感应将机械能转化为电能，为我们的生产和生活提供了电力支持。
除此之外，变压器、感应炉等电器设备也是基于电磁感应原理工作的。
电磁感应还有许多其他应用。
例如，电磁感应可用于传感器技术，从而实现距离测量、速度测量等功能。
电磁感应还有医学应用，如核磁共振成像技术就是基于电磁感应实现的。
此外，电磁感应还被广泛应用于电磁炮、磁悬浮列车等高新技术领域。
三、电磁感应的实验为了更好地理解和验证电磁感应的原理，实验是必不可少的工具。
下面介绍两个常见的电磁感应实验：1. 弗莱明右手定则实验弗莱明右手定则是描述导体受力方向的规则，它应用于电磁感应实验中。
实验通常通过将磁铁接近一个绕制成螺线状的导线，观察导线中的电流方向变化。
根据弗莱明右手定则，我们可以根据磁场和导线方向关系来判断导线中感应电流的方向。
2. 电磁感应与麦克斯韦方程实验电磁感应与麦克斯韦方程密切相关。
在实验中，可以使用恒定的磁场和变化的电场或者变化的磁场和恒定的电场来观察感应电流的产生。
通过实验，可以验证麦克斯韦方程中的电磁感应定律。
四、总结电磁感应作为大学物理中重要的内容之一，其原理和应用都有着广泛而深远的影响。
从电磁感应的基本原理到应用和实验，我们可以更好地理解和掌握这一领域的知识。