電磁感應原理精選(九篇)

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第1篇：電磁感應原理范文

關鍵詞：電磁感應；生活；運用

引言

如今社會對電的依賴程度越來越高，沒有電似乎社會將無法運轉。而電的起源還要從電磁感應現象說起，正是由于電磁感應現象被發現，人類才開始了電與磁之間的相互轉化實驗，繼而逐漸研究和開發和電相關的應用。在當今時代，電磁感應的相關應用遍布在生活的每一個角落，電磁感應在生活中的應用隨著科技的進步得到迅速普及，為人類社會的生活帶來極大的方便。

一、電磁感應在電器中的運用

（一）、娛樂電器電磁感應的運用

隨著科技的進步，人類對精神享受的追求不斷提高，對樂器的要求也在逐漸提高。樂器由傳統的鼓類、號角類以及撥弦類等品種經過長時間的發展，目前其種類數不勝數，但是在眾多樂器中電吉他有其獨特的魅力，運用了電磁感應這一原理。電吉他是在現代科學技術下新產生的一種樂器，外到形，內到音，都與傳統吉他有著天壤之別。傳統吉他的發聲借助箱體震動來進行，而電吉他在原理方面有些不同。電吉他也是一種撥弦樂器，其琴身由實體木頭構成，并裝有線圈。將線圈和木質結構統一起來叫做拾音器，拾音器的主要功能就是當吉他弦發生震動時，切割到拾音器的磁感線，隨著磁感線被切割，產生了不同頻率的電流。電流通過電子音響時就得到了還原，發出的聲音就是電吉他的聲音[1]。

（二）、廚房電器電磁感應的運用

提到廚房，就會想到油鹽醬醋，當然還有鍋。近幾十年廚房也發生了很多變化，傳統的煤氣罐似乎已經淡出了家庭廚房的視線，天然氣走進了千家萬戶。但是與此同時，有一種廚房電器也走進了很多家庭的廚房，那就是電磁爐。電磁爐又叫做電磁灶，第一臺電磁爐在1957年誕生于德國，直至20世紀80年代開始在日本和歐美地區大量銷售[2]。電磁爐的原理利用了電磁感應現象，在其內部有線圈，當交變電流通過內部線圈時，會產生交變的磁場。在交變磁場中的導體會有渦旋電流產生，渦旋電流的焦耳效應會使導體升溫發熱，從而實現電磁爐加熱。應用了電磁感應的電磁爐對熱量的利用更加高校，從而實現節能的目標。在安全方面，取締了明火作業，爐面也不會發熱，既不會燒傷也不會燙傷，同時做到了節能環保、安全健康。

（三）、電力設備電磁感應的運用

電力設備是保障供電的基礎，變壓器作為供電設備的一員，也利用了電磁感應現象。變壓器是一種可以改變電壓的裝置，主要由初級線圈、次級線圈以及鐵芯組成。交流電的大小和方向隨時改變，當將交流電通在初級線圈上時，鐵芯中自然會產生不斷變化的磁場。磁場在通過初級線圈時產生了感應電流。初級線圈和次級線圈的不同點在于線圈的匝數不同，所以產生的感應電壓也不同。發電機產生的電由變壓器升高，然后進行傳送，到了用戶一端，則利用變壓器降低為220V正常電壓。電力傳輸過程中，變壓器的利用，給電力傳輸和電壓變換帶來了極大地方便。

（四）、家庭小電器電磁感應的運用

環保型手電在很多家庭中都能夠看見，也是很常見的家庭電器，他的工作原理利用了電磁感應原現象。在日常生活中利用這種手電代替傳統手電很有必要，傳統手電的電池在使用過后得不到很好的回收，會對環境造成巨大的污染。而利用環保手電不需要考慮污染問題，同時還能節約資金。動圈式話筒在生活中很常見，工作原理依然離不開電磁感應現象。生源進入到話筒中后，使話筒中的金屬膜片發生震動，這是有一個線圈，是和膜片相連接的，和膜片同時震動。線圈所處的位置是在永久磁鐵的磁隼錚所以這時會產生感應電流，電信號經過擴音器后傳播到揚聲器一端，聲音由此被放大。

二、電磁感應在發電機中的應用

（一）、汽輪發電機電磁感應的應用

汽輪發電機被廣泛應用在火力發電廠及核電站中，工作的原理是利用高溫或高壓產生的強大氣體，推動內部汽輪機，在氣體的持續推動下，實現汽輪機轉動。然后通過皮帶等連接措施，使汽輪機和發電機相連，由汽輪機的轉動去帶動發電機轉動。而發電機利用的原理正是電磁感應原理。為了使發電效率有效提高，通常要使汽輪機的轉速保持在一個固定值。

（二）、水輪發電機電磁感應的應用

在大大小小的水電站中，都會運用到水輪發電機，水輪機的轉動原理則是靠水的沖擊力推動，然后帶動發電機轉動。所以要使水流保持很大的沖擊力，在水電站都會修建大壩進行攔河，將水位抬高，使水的勢能得到增加。水輪發電機組擁有很大范圍的轉速以及容量，根據水電站的規模采用不同要求的水輪機，實現發電的高效化。另外，水電站一般距離城市比較遠，輸電線路自然會變長，所以水輪發電機的穩定性要達到標準要求。

（三）、風力發電機電磁感應的應用

風力發電機將風能通過風車轉變為電能。在風力很大的地方，安裝上風力發電的機械后，受到風的吹動，風車葉片會進行旋轉，然后利用增速機把原有速度大大提高，去帶動發電機運轉，進行發電。在資源逐漸匱乏、環境越來越惡劣的情況下，清潔能源受到了人類的青睞，風能則是清潔的可再生能源，受到了各國的高度重視，其蘊含的能量比地球上能夠開發并加以利用的誰能要大數十倍。而且風能取之不盡，用之不竭，人類需要利用現代技術，結合電磁感應原理，將風能的優勢發揮出來。

（四）、柴油發電機電磁感應的應用

柴油發電機的動力來源是柴油機，利用柴油機工作帶來的能量帶動發電機工作。柴油發電機體積可以很小，搬運靈活、操作起來也比較簡單，也有很多種類來滿足不同的需求。一些用電量比較大的單位和個人會選擇較大型號和功率的機器，一些用電量不是很大的，就可以選擇小巧輕便類型的。所以在鐵路和野外工地等地和學校、醫院等部門常用到柴油發電機，有的用作臨時電源，有的用作備用電源。

結束語

電磁感應現象在生活中被廣泛應用，為人類帶來了巨大的轉變，小到家庭小電器，大到巨型發電機，乃至航天、軍事、科研等領域對電磁感應均有應用，并且起著很重要的作用。其實電磁感應能帶給我們的便利才剛剛開始，在今后的發展中，需要我們認真學習，不斷研究，勇于探索，加強創新，爭取為電磁感應新應用的研究做出貢獻，進一步使電磁感應原理服務于社會。

參考文獻

[1]伍亞軍.高中物理電磁感應教學[J].讀寫算（教研版），2014，（18）：192-192.

第2篇：電磁感應原理范文

關鍵詞：電磁感應定律；物理學史；運用

電磁感應定律是物理學的關鍵內容，它展示了電和磁之間的聯系。當大學生在學習物理電磁理論時，由于中學的重要基礎，因此會比較熟悉教材中的電磁感應現象和規律。這樣一來，學生在上課過程中就有可能輕視電磁感應的相關問題，而一旦涉及應用，學生往往又會感覺到力不從心。這說明，學生對電磁感應定律的內涵理解還不夠深刻和透徹。因此，加強對電磁感應定律的運用是本次研究的重點。

一、從物理學史認識電磁感應定律

1.借助直覺思維，實現新突破

電流磁效應于1820年被丹麥物理學家發現，這一發現充分展現了電和磁之間的關系，突破了長久以來對電和磁在認識上的局限性，這一巨大的科學浪潮證明了電和磁是密切相關的。在直覺思維的推動下，科學家認為因為電可以生成磁，所以磁也是可以生成電的。19世紀20年代，法拉第仔細觀察了磁鐵之間存在的相互作用問題，以及電流之間產生作用等一系列的電磁現象，在經過嚴格的分析和比對之后，法拉第猜測，磁鐵能夠使影響范圍內的鐵感應具有磁性，而電荷可以讓近處的導體在感應上帶有電荷，所以電流也是同理，一樣可以讓附近的線圈因受到磁感應而產生電流。之后，法拉第對電和磁之間的關系問題展開了持久的探索工作，并于1825年將導線的回路放置在另一通以強電流的回路附近，他希望通過這樣的布置能夠使導線回路產生感應電流，但這次的試驗以失敗告終。到19世紀末，法拉第再次設計出專門的裝置，讓導線的回路和磁鐵不在同一位置上，但結果仍然不理想。這段時期，不僅法拉第，其他物理學家也在進行相應的嘗試，但均以失敗告終。

雖然經歷了大量的失敗，但在一次次的失敗中，法拉第已經通過直覺和經驗感覺到磁能夠生成電，因此他更加堅信這一理念，至19世紀30年代，法拉第再次進行了實驗。他通過鐵環和線圈驗證了自己觀點的正確性。在繼續試驗的過程中，法拉第也逐漸意識到，如果保持通電，磁針就不會有反應。通過長期的研究觀察，法拉第更加堅信自己的理論，并突然意識到，電磁感應是一種在變化和運動過程中出現的非恒定暫態效應。在接下來的探索和試驗中，法拉第終于向世人揭示了電磁感應現象。從這一點上來看，借助直覺思維并不斷進行試驗，就能夠有效突破魍徹勰畹氖縛，雖然未必能夠實現自己的目標，但可能因此產生新的收獲。

2.抓住本質形象，建立電磁感應定律

法拉第在發現了電磁感應規律之后，又緊接著進行了多項此類試驗，并總結規律，將產生感應電流的實驗情形歸納為運動恒定電流、變化電流、運動磁鐵、變化磁場以及在磁場中運動的導體五類。19世紀30年代初，法拉第認識到，在同樣的條件之下，不同金屬導體中所產生的感應電流和導體的導電能力成正比，這說明感應電勢會在一定條件下形成，而感應電流則是因和導體性質無關的感應電勢產生的，因此產生感應電流的原因就是感應電勢。

上述的五種情況都可以產生感應電勢，閉合導體中的自由電荷也就因此定向移動。法拉第認為，感應電勢產生的原因主要是由于磁鐵及電流會產生張力，使物質處于張力狀態下，這樣的狀態從出現到消失，整個過程都會產生電勢。為了直觀地描述這樣的狀態，法拉第以其豐富的想象力將力線創造性地引入概念以解釋電緊張的狀態。法拉第力線是由于物質產生的，它會充滿整個空間，而兩個磁極的相互作用也是通過力線進行傳遞。力線的源頭不變，力線的分布就不會改變。等到通過導體回路的磁力線發生數量上的變化時，感應電動勢就會在回路中產生，感應電流也就因此形成。

二、電磁感應定律的表述

電磁學的重要規律就包括電磁感應定律，它主要有兩種表達方式，第一種可以表述為：

①ε=-d/dt

這是電磁感應在宏觀上的表現形式。在進一步分析電磁通量變化的原因后，可以得到第二種表述：

②ε=L（v×b）*dl-*ds

這兩種表述是否等價，目前不好下定論，很多文獻均處于探討階段。

三、電磁感應定律的運用

根據公式②可以看出，它在揭示電磁感應現象時，是通過微觀機理出發揭示的，不僅將電磁感應的微觀本質展現出來，并且也更有利于日后對電磁感應理論的應用。根據公式②，不僅能夠對非閉合的導體進行方便的計算，計算其在進行切割磁感線運動時所產生的電勢；也方便了對凈值閉合導體的相關數據的計算，計算出其在磁場的變化狀態中自身產生的感應電勢。

在論證公式①時，根據當前的教材可知：在對ε的正負值進行討論之前，應統一回路的繞向，以其邊界的曲面矢量n為統一的右手螺旋定理。以下四種情況如圖1所示，統一規定繞向，以右手為標準。當φ>0并且φ增加時，d/dt>0，因此ε

雖然按照這樣的方式判斷電勢是準確的，但還不夠簡潔，因此就建議采用如圖2的方法進行分析，具體如下：規定n的方向和φ的方向一致，得到φ>0，d/dt的正負也就很好判定，簡化了分析判斷的過程，并且不易出錯。

四、結語

物理是一門重視實踐的課程，因此通過實踐運用的方式學習物理學中電磁感應定律也是非常有效的。通過物理學史，學生們首先認識電磁感應定律的基本含義和原理，再通過改變課程實驗設計的方式簡化判斷，在充分運用電磁感應定律的同時，也簡化了分析研究的步驟。

參考文獻：

1.康良溪.電磁感應定律實驗的研究[J].物理教師，2016，37（9）：48-50.

2.劉禮全.電磁感應定律的幾類題型及解題技巧[J].新課程學習：上旬，2014（5）：50-51.

第3篇：電磁感應原理范文

[關鍵詞]電力線載波;監控;電磁感應燈

照明節能技術分為兩種,一種是提高照明燈體本身的發光效率,另一種就是關于照明的節能管理。對于大規模燈群的智能化管理尤其能達到顯著的效果。當前,各種通訊技術已經很成熟,但是結合照明系統的特點,應該首選電力線作為載波通訊的介質,這樣可以避免安裝其他通訊設施,從系統建設和維護上都能體現出其他通訊方式不可比擬的優越性,并且電力線載波技術在當前已經在電力抄表系統上得到了廣泛的應用。

一、概述

電磁感應燈作為一種新型光源,以其“綠色照明”的理念正在被社會認知、推廣和應用,其無頻閃、低眩光、可立即啟動、節能、顯色性好等特性,完全消除了光污染這一隱形公害。但是為了更好地提高電磁感應燈的應用和管理性能,對電磁感應燈的智能化控制就提出了更高的要求。集成電力線載波通訊功能的一體化電磁感應燈能在不增加鋪設通訊線路的基礎上,使電磁感應燈具有遠程控制和在線診斷功能,是新一代智能型、網絡化燈具的代表。

二、工作原理

電力線載波監控電磁感應燈工作原理見圖1。交流220V市電經過熔斷器Fo和過電壓保護電路(由Rv1、Rv2、Rv3)后,被分為兩路,一路是電磁感應燈的主電源供電支路,另一路是電力線載波信號耦合的通訊支路。其中,主電源供電支路通過EMI凈化電路用以抑制常態和共態噪聲,然后經過全橋整流變成100Hz的脈動直流電壓,經過電容Cz的平滑作用,變成平直的直流電壓。其輸出空載電壓Vz=1.414×220=308V。再通過APFC功率因數變換器提高功率因數。輸出后的直流電壓約為400V,作為電磁感應燈的燈耦合器驅動電壓。該直流電壓通過內部DC-DC電源變換電路同時產生內部工作電源提供給LMGD0801厚膜智能IC。

厚膜智能集成電路芯片LMGD0801是一款專用的厚膜組件,它內部封裝了國產專用電力線載波擴頻通訊芯片PLCi36G-III和增強型嵌入式單片機及電路,是電力線載波監控電磁感應燈的控制核心,它完成三個主要功能:1)產生2.65MHz高頻振蕩頻率的梯形波,控制大功率驅動開關管推動耦合器產生高頻高壓振蕩磁場,激發燈泡內汞原子發射紫外光子,紫外光子激發玻殼內壁上的三基色粉而發光;2)通過檢測耦合器工作電流、工作電壓、驅動管導通狀態等參數,實現對電磁感應燈的工作狀態檢測和故障保護功能;3)通過電力線實現電力線載波通訊,接收由遠程控制中心控制器(如計算機)發出的指令(如開、關燈,調整輸出功率等),并且能根據控制器的指令上傳電磁感應燈的工作狀態信息(如燈的開關狀態,功耗,有無故障等)。

三、結論

本文所陳述的電力線載波監控一體化電磁感應燈不同于現有的以GPRS通訊模式或短距離無限通訊(如ZigBee)模式組成的無線網絡路燈控制。相比電力線載波技術,上述通訊技術造價相對高,并且通訊依賴于無線網絡信號的干擾強度,通訊可靠性差。由于現有的電力線通訊技術的發展,使我們通過電力線不僅提供能源,而且能夠通過電力線載波通訊監控每個燈體,對集群化路燈控制的效果尤其顯著,通過電力線載波網絡遠程控制燈的啟動停止,可以優化燈的使用方案,而且可以根據監測參數,對燈的使用效果和故障進行診斷。

參考文獻:

第4篇：電磁感應原理范文

如圖1所示：一個有明顯圓形邊界的磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，在磁場區域內水平放置一根細金屬導線，磁感應強度隨時間的變化滿足B=5t，求金屬導線上的感應電動勢的大小E.（已知圓形磁場的半徑為R，細金屬導線的長度為KF（]3KF）]R）

答案由幾何關系可知，做出如圖所示的等邊三角形，在另兩條邊上可以假設分別有兩根與該細導線完全相同的導線，則三根導線可以構成一個閉合回路，對該回路應用

則導線上感應電動勢的大小

分析該題如果僅考慮這一根細金屬導線是無法直接應用法拉第電磁感應定律的，因為這一根細導線沒有構成閉合回路，而細導線本身也沒有做切割磁感線運動，所以無從談起這一電路的磁通量的變化，那么這根細導線會不會產生感應電動勢呢？答案是肯定的.同學們都知道感應電動勢分為兩種：動生電動勢和感生電動勢.在穩恒磁場中運動著的導體內產生的感應電動勢叫做動生電動勢，因磁場的變化產生的感應電動勢叫做感生電動勢.這兩種感應電動勢的產生原理是截然不同的.

HJ2.15mm]電動勢的定義為單位正電荷從負極通過電源內部移動到正極的過程中非靜電力所做的功.

（1）動生電動勢的原理

在導體切割磁感線的過程中，這種非靜電力是由洛倫茲力提供的，但是并不是說洛倫茲力做了功，洛倫茲力永遠不做功，我們這里的討論實際上只計及洛倫茲力的一部分，也就是說洛倫茲力的一個分力做的功導致了感應電動勢的產生，全面考慮的話，在運動導體中的電子不但具有導體本身的速度v1，還有相對導體的定向運動速度v2，如圖2所示.

TP4GW93.TIF，BP#]電子的合速度為v，所受的洛倫茲力為F，F1即為非靜電力，由圖可以很清楚地看出F1對電子做正功，F2對電子做負功，但是總功為零，即F對電子不做功.

（2）感生電動勢的原理

第5篇：電磁感應原理范文

電磁感應現象中的能量轉化取決于電磁感應的成因：

如果是切割磁感線，磁場并未減弱，所以磁場并無變化，但線圈卻因切割磁感線而受到阻力，如果不補充機械能，線圈就會停止轉動，此時機械能轉化為電能，發電機就是利用此原理把機械能轉化為電能發電的；如果是因為磁場變化產生的電磁感應，這時就是磁場能轉化為電能，相互偶合的線圈，當其中一個通電或斷電的瞬間或者是通以交流電時，另一個線圈產生電流，但這時的磁場變化是由于電流變化引起的，所以不能用以發電，但能進行電能的變換，比如變壓器。

（來源：文章屋網 ）

第6篇：電磁感應原理范文

法拉第電磁感應定律是電磁學中的一個重要內容，在物理教材中，通過用條形磁鐵插入、拔出串接了靈敏電流表的閉合線圈定性實驗，分析插拔磁鐵的快慢與靈敏電流表指針擺動的幅度關系，得出“閉合線路內，磁通量的變化率越大，線圈的匝數越多，產生的感應電動勢也就越大”的結論．在此定性實驗的基礎上，教材中直接引出了法拉第電磁感應定律．顯然，上述方法省略了“E與n、ΔΦ/Δt成正比關系:E=nΔΦ/Δt，E:感應電動勢(V)，n:感應線圈匝數，ΔΦ/Δt:磁通量的變化率”這一量化結論的實驗研究過程．由于采用手動操作改變ΔΦ/Δt，并且靈敏電流表的指針是瞬時晃動的，實驗操作、觀察都存在一定的局限．本文用充磁器和可拆交流演示變壓器分別設計并實現電磁感應的定性和定量實驗．充磁器結構簡單，重量輕、操作方便，在物理實驗室中主要是為給條形磁鐵充磁，也可為U形磁鐵充磁，是學校實驗室中必備的器材，一種器材多種用途，它產生磁場的磁感應強度比一般永久式磁鐵高許多，因此，可以用來定性地演示許多電磁學實驗，它是定性實驗電磁感應較好的方法．常見的定性實驗不能進行進一步的探究．利用可拆交流演示變壓器可以定量進行試驗研究，通過反復實踐，設計出了驗證法拉第電磁感應定律的創新實驗方法．

1用充磁器實現電磁感應實驗設計

1．1充磁器

充磁器是一種快速飽和充磁設備，是一種多種用途器材，它的作用就是給磁鐵上磁，磁鐵在剛生產出來，并不具備磁性，必須通過充磁器充磁后才能帶磁．充磁器示意圖如圖1所示，由于充磁器結構上的原因，每次實驗通電時間一般不超過幾秒鐘，否則，升溫過快會損壞充磁器．

1．2用充磁器定性的演示法

拉第電磁感應定律(1)將合適的U形軟鐵棒套上事先繞上兩組不同匝數線圈的紙筒，線圈匝數分別為n1和n2(n2＞n1)，然后插入充磁孔內固定，如圖2所示，接通充磁器電源，可見連在匝數線圈為n2上的演示電表V2指針擺幅大些，說明感應電動勢和線圈匝數n成正比關系E∝n．(2)將合適軟鐵棒放入充磁孔內，讓連有演示電表V1(或V2)的線圈n1(或n2)分別快速、慢速穿入軟鐵棒，可見演示電表指針擺動幅度大些、小些，說明感應電動勢與閉合線圈內磁通量的變化率成正比關系E∝ΔΦ/Δt．

2用可拆交流演示變壓器設計電磁感應實驗

2．1實驗原理與實驗設計

根據變壓器的工作原理，當交流電通過原線圈n1時，閉合鐵芯中將產生峰值穩定交流變化的磁通量變化率ΔΦ/Δt．如果水平移動變壓器上端的橫鐵軛，鐵芯不再完全閉合，一部分磁感線外泄，使鐵芯中的ΔΦ/Δt變小，如圖3所示．按照上述操作，可改變ΔΦ/Δt的大小．若抽動橫鐵軛到某一固定位置不動，此時的ΔΦ/Δt比較穩定．

2．2實驗過程的實現

為了操作方便，將副線圈放在右手側，同時在實驗中注意安全，勿用身體接觸原線圈中的交流電，實驗過程如下:

2．2．1定性探究感應電動勢E與磁通量變化率ΔΦ/Δt之間的關系如圖3所示，將多用表V調至交流電壓10V檔，與4．5V小燈泡并聯，串接到副線圈n2，原線圈n1接入交流220V．當橫鐵軛完全閉合在鐵芯上時，多用表電壓檔測出副線圈中產生4．5V的感應電壓．將橫鐵軛從原線圈端向左緩慢地水平移動，4．5V小燈泡逐漸變暗，當橫鐵軛移動離鐵芯約4mm時，觀察電壓讀數降到3V左右．利用上述直觀的現象，通過思考該現象產生的原因并進行分析驗證，可以得出結論:感應電動勢E與橫鐵軛的水平移動有關，橫鐵軛的移動快慢不同，使磁通量變化快慢不同，產生的電動勢大小也不同．磁通量變化快慢類比于速度變化快慢，用ΔΦ/Δt表示，電動勢大小與ΔΦ/Δt有關，ΔΦ/Δt越小(大)，E越小(大)．

2．2．2定量探究感應電動勢E與匝數n的正比關系去掉副線圈，換上長導線纏繞在鐵芯上替代副線圈，將導線兩端與小燈泡串接成閉合線路，并將多用表與小燈泡并聯．將橫鐵軛開口距離調至約4mm后固定不變，開始纏繞導線，由于在n2鐵芯上下位置不同，ΔΦ/Δt略有差異，所以選擇在n2鐵芯下部的同一位置附近纏繞導線，隨著纏繞在鐵芯上的線圈匝數增多，可觀察到小燈泡從不亮到亮的變化過程:在線圈繞到第6匝時，小燈泡微微發光;當線圈繞到25匝左右時，小燈泡已經比較亮了．在繞線過程中，觀察多用表上交流電壓讀數，發現每多繞一匝導線，感應電動勢約增大0．1V，可得出感應電動勢E與匝數n的定量關系．同時觀察到:從鐵芯上逐漸解開纏繞的導線到第4匝時，小燈泡仍微微發光，而在纏繞到第4匝時，小燈泡卻并不發光，說明有自感作用．通過上述實驗，進一步進行分析探究:假設每一匝線圈內的磁通量的變化率為ΔΦ1/Δt，對應產生的感應電動勢為E1，則每多繞一匝線圈，ΔΦ/Δt就增大一個單位ΔΦ1/Δt，線路中感應電動勢也增大一個E1，由此得出量化的結論:電路中感應電動勢的大小，跟磁通量的變化率成正比．即E∝ΔΦ/Δt，E=kΔΦ/Δt(1)若E、ΔФ、Δt均取國際單位，上式中k=1，由此得出E=ΔΦ/Δt(2)若閉合電路有n匝線圈，則E=nΔΦ/Δt(3)

3結束語

第7篇：電磁感應原理范文

在中學物理教材中，電磁感應定律表述為：閉合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，在國際單位制下，則電磁感應定律可以表示為E=ΔΦΔt.在大學基礎物理教材中，電磁感應定律表述為：通過回路所包圍面積的磁通量發生變化時回路中產生的感應電動勢與磁通量對時間的變化率成正比，若采用國際單位制，則此電磁感應定律可表述為E=-dΦdt，在約定的正負符號規則下，式中的負號反映了感應電動勢的方向，它是楞次定律的數學表現.符號的規定方法，限于文章篇幅，在此不再贅述，讀者如有興趣可查閱文獻.

兩種表述相較，大學教材比中學教材更顯嚴謹，突出了物理規律的數學精確表達，E=-dΦdt要比E=ΔΦΔt更能使規律得到一般性的體現，式中用負號反映了感應電動勢的方向.在理解難易層次上，對于中學生而言，中學教材顯然更為適切，尤其E=-dΦdt中與楞次定律相關的負號的方向含義不易被理解.同一個內容，兩種教材呈現形式不同，編者主要考慮了學習對象在數學知識能力上的差異.第二種表述，要求具備微分知識以及物理原理利用數學詮釋的思維習慣.

根據通過閉合回路所圍面積的磁通量Φ=SB·dS可知，使磁通量變化的方式是多樣的，但從本質上可歸為兩類：電路運動（磁場不變，電路回路面積改變） 和磁場變化（磁場改變，電路回路面積不變），各自由此產生的電動勢被稱為動生電動勢和感生電動勢.對于感應電動勢的產生機制，宏觀上將其理解為磁通量的變化率，它適用于或由電路運動或由磁場變化（或兼由兩者）所引起的磁通量變化，但這種解釋并不能對“電路運動”或“磁場變化”加以細致區分.有文獻利用數學導數方法對“磁通量的變化率”理解為：ΔΦΔt=（Φ）′=（BS）′=B′S+BS′=ΔBΔtS+BΔSΔt，其中B′S=ΔBΔtS為感生電動勢，BS′=BΔSΔt為動生電動勢.對此，筆者認為該觀點值得商榷.感生電動勢是在導體回路不動，磁場發生變化而產生的電動勢；動生電動勢是磁場保持不變，導體回路或導體在磁場中運動而產生的電動勢.在表達式B′S=ΔBΔtS和BS′ΔSΔt中實際上難以保證S或者B始終保持不變.物理現象既能從宏觀上解釋，還能從微觀上進行考量，在普遍意義上諸多物理現象的微觀機制往往更加奧妙.微觀上，需要從非靜電力做功的角度進行闡釋，感生電動勢與感生電場相關，而動生電動勢是運動電荷受洛倫茲力的結果.在物理學的其他領域里還沒有一個像法拉第電磁感應定律這樣需要從兩種完全獨立的不同現象進行分析才能真正理解的.電動勢可定義為導線中每單位電荷所受的沿切向力對整個電路環繞一匝的路程積分.中學物理教材在此方面主要給出了定性解釋，而大學物理教材除定性分析外還進行了定量描述，感應電動勢表示為E=∫k·d，Ek為等效的非靜電力場的場強，動生電動勢E=∫Lk·d=∫L（×）·d，k=×為非靜電力場強.在中學物理教學過程中，教師在講授該內容時，對動生電動勢和感生電動勢的微觀機理往往闡釋得較為粗淺，不夠深入透徹，而把重點定位為法拉第電磁感應定律在具體電路中的應用計算.通過這樣的課堂學習，學生學會了對動生電動勢和感生電動勢在各種不同情形下的問題計算，培養了較強的解題能力，但卻缺失對電磁感應現象本質成因的思考，從而導致對此毫無印象，或留有印象但一知半解.這種傾向于應試目的的教學方式，削弱了物理學科本身在研究思想方法上的教育價值，學生的物理思維未得到有效歷練，物理品格未得到實際提升.筆者認為，對兩種電動勢的微觀解釋的教學，在原有中學教材定性分析基礎上，應當適當作一些深層次的拓展，幫助學生突破感生電場及洛倫茲力在動生電動勢中的作用等難點與疑點知識，將微觀物理過程和圖象展現給學生，教學過程中滲透科學研究中宏觀與微觀兩種不同角度的思考方法，注重學生科學研究素質的培養.不能因為知識的生澀難懂和學生在數學上存在的困難，而放棄物理研究思想方法的教育，應當讓學生明白數學的困難僅是暫時的，在物理研究中數學主要也僅起到了工具的作用，與物理思想方法相比，顯然后者更加重要.

在知識考查上，電磁感應與力學、電學、能量內容的結合是歷來高考最為常見的考查方式和考點.此外，無論在物理競賽中，還是在近年來越來越備受關注的名校自主招生考試中，電磁感應也始終未脫離命題者的視線.對于同時存在電路運動和磁場變化的復雜電磁感應問題，在求解感應電動勢時往往故意將其看成在該時刻僅由磁場變化引起的感應電動勢和僅由“切割運動”引起的感應電動勢的代數和進行處理（同時考慮感應電動勢的方向），或者利用一些特殊的方法進行求解，如等效法.這些方法都能巧妙地解決問題，但對方法本身的理解要求較高，不易被掌握.與其利用特殊，還不如回歸一般.在教學中引入對電磁感應定律的一般性導數認識，對感應電動勢的大小采取E=dΦdt的計算，對于其方向利用中學生熟知的楞次定律另作判斷，不將反映方向的負號置于式中，這樣便可以避免文中之前提及的負號方向費解的問題.學生在高二第二學期已經學習了導數知識，盡管所學內容的深度及廣度還有所欠缺，但已經能夠求解各種初等函數的導數，這為將導數方法引入到高中物理中提供了可能.在解決問題時，從磁通量的變化率角度出發的導數方法，以不變應萬變，顯然要比使用其他方法更加自然順手，易于掌握.此外，不僅局限于該章節的內容，在其他模塊的一些知識的教學過程中，也可以適時地引入導數，這既能拓寬學生解決問題的思路，也培養了數學物理思想，還能為今后不少學生進入大學進一步學習普通物理做好鋪墊.

如何做好中學物理教學與大學物理教學的過渡銜接與有機結合，如何讓學生的物理思維得到有效延伸和發展，如何讓物理思想研究方法為學生所熟悉、掌握、運用乃至創新，以期培養出優秀的物理人才，這些都應當值得探索.物理教學過程中，不應將中學物理與大學物理割裂，反之應促使兩者實現一脈相承.以上對于電磁感應定律的理解與教學建議處理，只是筆者的管窺之見，如有不妥之處，敬請同仁指正.

第8篇：電磁感應原理范文

[關鍵詞] 電磁感應；楞次定律

電磁感應這部分內容，有幾條定理定律，如果不知道其用法，解決問題的時候就會繞很多彎，把簡單的問題復雜化。

一、 楞次定律相關內容

物理學家楞次是在綜合法拉第電磁感應原理（發電機原理）和安培力原理的基礎上，以“電動機發電機原理”的形式提出這個定律的。其內容是：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。關于其表述，有多個意思，楞次定律的表述可歸結為：“感應電流的效果總是反抗引起它的原因。” 如果回路上的感應電流是由穿過該回路的磁通的變化引起的，那么楞次定律可具體表述為：“感應電流在回路中產生的磁通總是反抗（或阻礙）原磁通的變化。”我們稱這個表述為通量表述，這里感應電流的“效果”是在回路中產生了磁通；而產生感應電流的原因則是“原磁通的變化”。可以用八個字來形象記憶“增反減同，來阻去留”。

如果感應電流是由組成回路的導體作切割磁感線運動而產生的，那么楞次定律可具體表述為：“運動導體上的感應電流受的磁場力（安培力）總是反抗（或阻礙）導體的運動。”我們不妨稱這個表述為力表述，這里感應電流的“效果”是受到磁場力；而產生感應電流的“原因”是導體作切割磁感線的運動。

從楞次定律的上述表述可見，楞次定律并沒有直接指出感應電流的方向，它只是概括了確定感應電流方向的原則，給出了確定感應電流的程序。要真正掌握它，必須要求對表述的涵義有正確的理解，并熟練掌握電流的磁場及電流在磁場中受力的規律。

我所要闡述的關于楞次定律的應用主要是在于它對于磁通的慣性，即:在任何狀態下，閉合回路的磁通都有保持其大小不變的趨勢。

二、電工教學中楞次定律的應用

我們都知道，在判斷感應電流的方向時一般用安培定則（右手定則），而如果要判斷物體所受電磁力的方向的時候一般要用左手定則來判斷。但是實際的情況是我們在解決某些問題時，用楞次定律解釋起來也許更方便一些，我們舉一些簡單的例子來表述。

例1：當一個絕緣懸掛的金屬環在磁鐵靠近它的時候，問這個金屬環應該怎樣運動。這個問題，按照以往的思路是這樣的。首先學生一般會根據靠近金屬環的磁鐵的極性判斷出穿過金屬環的某個方向的磁通變大了，那么，金屬環中會有感應磁通產生，并且與磁鐵產生的磁通方向相反，磁鐵和金屬環之間是斥力，金屬環向遠離磁鐵的方向運動。若知識的理解程度再差點則有后面下面的分析（判斷出金屬環中的感應電流方向和金屬環電流形成的磁場的方向與靠近金屬環的極性相反，磁鐵和金屬環之間是斥力，金屬環向遠離磁鐵的方向運動）。對此只能說明學生大部分對電磁感應這部分內容的理解不深。

假如我們用楞次定律來分析，這個問題就很簡單了。當磁鐵靠近金屬環時，由于金屬環中的磁通有變大的趨勢，而根據楞次定律，我們知道金屬環有保持其中的磁通不變的作用，而遠離磁鐵會使得其磁通保持不變，這就確定了其運動方向。是否簡單多了呢？最簡單的思路是要想保持磁通不變，必然要保持距離不變。

例2：一個在均勻的磁場中的金屬導軌上與導軌形成閉合面的，可以在導軌上自由滑動金屬導體棒。當磁場增強時，導體棒會怎樣移動。

關于這個問題，思路是這樣的。首先牽扯到的問題是，導體棒中的電流方向，應該用右手定則判斷，而電流和磁場的作用力要用左手定則判斷。這樣的方法是按照所學理論來一步步分析的，但是卻繁瑣多了，基本跟上個例子的分析差不多。再次用用楞次定律來分析，當磁場變強時，穿過原來的導軌和導體閉合面的磁通變多了，為了保持磁通不變，此閉合面應該減小面積，所以導體的運動方向就明確了。

這些都是楞次定律在解決問題時候的一些應用。當然，我們在另外一些問題的解釋上，同樣可以利用楞次定律使得問題敘述的更清楚，簡潔。

例如，在上《電機與變壓器》課的時候，學生們對三相交流電動機的原理聽得是茫然。當然，按照教材的講法，理論是沒有任何問題的。只是復雜的文字敘述使得學生在理解的時候反應很慢，講課的效果較差。

教材上電動機的原理：當磁極沿順時針方向旋轉，磁極的磁力線切割轉子導條，導條中就感應出電動勢，電動勢的方向由右手定則來確定。因為運動是相對的，假如磁極不動，轉子導條沿逆時針方向旋轉，則導條中同樣也能感應出電動勢來。在電動勢的作用下，閉合的導條中就產生電流。該電流與旋轉磁極的磁場相互作用,而使轉子導條受到電磁力(安培力)，電磁力的方向可用左手定則確定。由電磁力進而產生電磁轉矩，轉子就轉動起來。

在上面的敘述中，提到了左手定則，右手定則等，使得我們本來基礎不扎實的學生聽得一頭霧水。假如能夠用其他的方法簡單說明其工作原理，學生不是就有自信了嗎？為此，我一般在學生不能很好的理解教材上的電動機原理的時候，換用楞次定律來解釋這個原理。

楞次定律描述電動機的工作原理：當三相定子繞組中通入三相交流電時，定子電流在氣隙中產生旋轉磁場，由于轉子導體是閉合的，為了保證和旋轉磁場的相對位置不變（即磁通不變），轉子隨旋轉磁場轉動。

其中沒有提到電流方向，左手右手定則，學生表示很容易接受。從效果上，我看到了用楞次定律分析電動機工作原理的簡潔、明了。當然，在講授電機工作原理之前，我先會帶領學生復習楞次定律的內容和應用，讓其對楞次定律的理解更深刻一些，給教學帶來方便，給學生一個理解和分析問題的方法。通過以上幾個例子可以看出，在講授電磁感應原理的內容的時候，靈活的運用一些知識可以使教學活動的效果更好，有助于學生從另外的角度來發現問題，解決問題。不僅僅是在這個楞次定率的問題上，我們可能在教學的過程中會有很的這樣的例子。

第9篇：電磁感應原理范文

無線充電從原理上可以分為電磁感應式、電磁共振式和微波傳輸式三種。

電磁感應式的工作原理類似一個分離的空心變壓器，就好像把變壓器的原繞組埋設在地面下，將副繞組安裝在電動汽車上，從而實現電力的傳輸。電磁感應式目前的優點是能實現較大的傳輸功率，能達到幾百千瓦，傳輸效率可以達到90%；它的缺點是供電端與受電端的距離有限，目前最大約為100mm。

電磁共振式的充電是利用電磁共振原理，電源發射端通過振蕩器產生某種頻率的高頻振蕩電流，在發射線圈周圍形成振蕩磁場。當電動汽車進入該磁場范圍，具有相同自振頻率的汽車接受端的線圈產生電磁共振，產生最強的振蕩電流，從而實現電能的傳輸。電磁共振式的能量傳輸只在系統內進行，對系統外的物體不會產生影響，具有很高的傳輸效率，傳輸距離可以達到數米。2012年美國斯坦福大學首次提出了“駕駛充電”概念，汽車在道路上一邊行駛一邊自動充電。該系統的原理是將一系列線圈埋入道路路面下，在汽車底盤裝上感應線圈，當電動汽車駛過道路時，地下線圈與車上線圈產生電磁共振，實現電力輸送。據報道，這種無線充電方式效率可以達到97%。電磁共振式更能應對發射端與接受端的位置偏差，這很適合給運動中汽車充電，因此具有極好的發展前景。美國Witricjt公司開發的電磁共振式系統輸出功率為3.3kW，傳輸距離為200mm下綜合效率達到90%。