电磁感应效应

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电磁感应效应范文第1篇

关键词：合作学习；电磁感应；教学应用

物理是一门以自然为基础的学科，其开展的目的就是让学生深层次地认识自然，而在日常生活中，很多比较普遍的现象都是电磁感应产生的，通过人类对电磁感应的研究，实现对工业生产的更好服务。为此在高中物理教学中，运用合作学习模式，能加深学生对于电磁感应的认识，对于学生来说有着重要的实际意义。

一、构建任务性合作模式，明确教学目标

许多教师在物理教学过程中，在运用合作学习这种教学模式时，往往不能明确教学目标，致使合作环节缺乏目的性，影响高中物理合作学习的教学效率。针对这一现象，教师在引导学生进行合作学习时，一定要明确教学目标，有针对性地组织学生进行合作，这样才能使合作过程有的放矢，具体而言，就是教师可以根据教学目标布置合作任务，进而让学生在完成任务的过程中，建立知识的模型网络，发挥合作学习的优势性。在进行电磁感应教学的过程中，教学目标就是，学生要了解电流磁效应和电磁感应现象的发现过程，以及有关电磁感应的物理学史，进而通过实验，明确电磁感应的产生条件，通过实验现象分析电磁感应、感应电流的定义，最后了解电磁感应现象在生活与生产中的实际应用，只有明确这一教学目标，教师才能实现合作任务的合理性。

二、生活导入，构建合作学习情景

电磁感应现象是生活中常见的一种物理现象，因此，教师在进行这节课程的合作学习教学时，可以结合生活中的实际现象，为学生构建具体的合作情景，通过教材知识与生活情景的融合，提高学生的学习兴趣，进而拉近学生与电磁感应知识的距离，通过增强教学内容的亲切感，使学生由被动学习转变为主动学习，因此，在学习电磁感应这节课程内容时，教师可以在开课前，进行这样的生活导入“银行柜员为什么可以通过信用卡上的磁条读取用户信息”“演唱会中话筒又是如何发声的”，进而通过这些生活中的实际问题引入，向学生阐释“电磁感应”这一物理概念，进而让学生以小组为单位，通过合作学习，探究电磁感应的产生条件，学生就可以在生活的铺垫中，用一种感性思维更直观地去探究抽象的物理知识，不但能提高学生合作学习的效率，还能加深学生对电磁感性知识的理解。

三、通过手动实验，进行合作物理学习

高中物理教学是一门以实验为基础的学科，许多物理理论知识都是通过实验的形式得出的，所以物理教学离不开物理实验，因此在进行电磁感应这节课程时，教师所组织的合作学习，也要以实验为切入点，引导学生以小组为单位，动手实验，在动手合作过程中，加深对实验现象的理解，继而通过实验现象，分析原理知识。在进行探究电磁感应的产生条件这个实验时，实验的重点就是观察闭合电路的一部分导体在磁场运用过程中，产生的感应电流条件，因此在实验过程中，教师可以引导学生观察导体上下左右的不同运动结果，让学生理解导体切割感线的运动含义，进而发现当导体的运动方向与磁感线不平行时，才能称之为切割，继而为E=BLVSinθ这一理论知识打下基础。通过学生手动实验，与教师的有效指导，进行合作实验学习，可以有效提高学生对于原理知识的认识。

四、引入探究式开放问题，拓展学生思维

在高中物理课程标准中，明确地提出了物理教学，要以培养学生的探究学习为主，因此，在教学过程中，通过为学生设置更多的开放式问题，引导学生主动探究，进而让学生以小组的探究式合作学习，不但可以充分的调动学生的思维，也可以开发学生的学习潜能，是提高物理课堂教学的有效方法。而在电磁感应这节课程学习结束后，教师就可以为学生布置这样的开放性作业，例如让学生根据电磁感应现象的理解，做一做摇绳发电，体会发电强弱与摇绳速度和摇绳方向之间的关系，学生就会在这个作业合作探究过程中，加深对影响电磁感应条件的理解，不但拓宽了学生的思维，也可以形成学生物理学习的研究思路。

综上所述，合作学习可以为学生提供更多展示自我的机会，不但可以促进学生的全面发展，也可以提高物理教学效率，尤其是对于电磁感应这种比较难以理解的知识，运用合作学习的方式，更能提高学生的原理认识。

参考文献：

[1]张小丁.“电磁感应现象”的合作学习模式教学设计[J].科技风，2014（19）.

电磁感应效应范文第2篇

【关键词】电磁感应；鼠标；自充电

目前，广泛应用的无线鼠标多是以干电池提供能量，因鼠标功耗较大，需频繁更换电池，不仅给消费者带来不便，增加了使用成本，更造成严重的资源浪费，并且废弃电池中含有大量的铅、汞等重金属有害物质，如果回收处理不妥当的话，会加重环境污染。而选用锂电池或镍氢可充电电池的无线鼠标往往需要频繁充电，如长时间不用或忘记充电，将给使用带来不便。本文目的旨在开发研制一种可自充电的无线电磁感应鼠标，积极响应节能减排的可持续发展的主题，利用电磁感应原理生成电能，储存在可充电电池中，同时可为鼠标正常工作提供持续能量。

1 电磁感应技术

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象。因此产生的电流称为感应电流。将这种电磁感应技术应用于无线鼠标，可实现为鼠标工作提供能量，摆脱更换电池或频繁充电的烦恼。

2 设计与实施

区别于普通干电池供电的无线鼠标，我们研发的可自充电的无线电磁感应鼠标主要由以下几个部分构成：网格状磁场分布的鼠标垫、电磁感应线圈、整流电路、可充电电池以及鼠标的工作电路板。

2.1 网格状磁场分布鼠标垫

实施方案：将具有强磁场的正方形磁铁按图1左图中所示的排布方式粘结在硬质薄板上，使最近邻区域内磁场磁性相反。然后粘合鼠标垫表层，压紧保证工作面平整。

工作原理：相邻的小区域内有相反磁性的磁场分布，是为了保证鼠标沿各个方向移动时，磁场的变化能达到最大，线圈内通过的磁通量变化，从而在相同移动距离下可最大程度产生感应电流，感应电流进一步由整流电路整合后输出，为鼠标工作供能。

创新设计：已有的鼠标垫设计，多使用单片或整块的磁铁，移动鼠标时磁场改变较小，无法满足产生较大的感应电流为鼠标供电的需要，此外还会增加自身重量，造成携带不便。我们设计的网格状磁场分布鼠标垫，通过最近邻区域内磁场磁性相反排布，增强了磁场的变化，增加了输出电流，并且通过网格状分布，仅需在鼠标垫表面50%的面积上排布磁铁，减轻了50%的重量，克服了已有设计的不足，而且降低了成本，符合资源节约，环境友好的设计理念。

图1 网格状磁场分布鼠标垫（左图），电磁感应线圈（右图）

2.2 电磁感应线圈

实施方案：选用横截面直径Φ=0.15mm的漆包铜线，绕成平均直径35mm，高15mm，匝数6000匝的感应线圈。如图1右图所示。

试验测试：研发过程中，我们在相同线圈体积下，分别选用横截面直径为Φ=0.25mm、Φ=0.35mm、Φ=0.15mm的漆包铜线绕成感应线圈进行实验，比较了输出电压的瞬时值。

考虑到鼠标内部空间的限制，以及鼠标重量控制的因素，所缠绕的感应线圈要保证在一定体积内（直径，高度）能输出最大的瞬时电压。漆包铜线横截面直径较大，在相同体积下缠绕匝数就会较少，而漆包铜线横截面直径较小，在相同体积下缠绕匝数就会较多。通过实验对比，我们发现，漆包铜线横截面直径较小，缠绕匝数较多的情况下，输出电压较大，因此横截面直径Φ=0.15mm的漆包铜线，缠绕匝数为6000匝被选为我们的实施方案。

2.3 整流电路

工作原理：电磁感应产生的电动势，经整流器整合后储存到可充电电池中。整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流电（AC）转化为直流电（DC）的装置。本设计的整流器有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电（DC），经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给可充电电池提供充电电压。因此，它同时既起到一个充电器的作用，也起到一个电池的作用。经典的桥式整流器设计利用二极管的单向导通作用，允许电流单方向输入，实现整流。

实施方案：我们选用了集成桥式整流模块，用来实现整流输出。

2.4 铁芯设计

工作原理：经典电磁学研究表明，在电磁线圈内部增加铁磁材料，可有效增强输出磁场。故我们在电磁感应线圈内部增加铁芯，以进一步增强磁场变化，增加输出电流。

实施方案：在图1右图中的电磁感应线圈中心插入铁磁性柱体。

试验测试：我们比较了不同移动速率下电磁感应线圈输出的瞬时电压值，如表2所示。

实验数据表明，在增加铁芯后，感应线圈输出的电动势完全可以满足鼠标的工作需要与充电电池的充电需求。对于鼠标的不同运动方式下电磁感应现象我们对比分析发现：近距离快速移动产生的电势优于远距离慢速移动感应得到的电动势。

创新设计：铁芯往往被用于电磁线圈中以增强磁场输出，我们的设计将铁芯集成到感应线圈内，达到了增强接收变化磁场的目的。

2.5 可充电电池

实施方案：选用充电限制电压4.2V，容量3000mAh的工业锂电池为可充电电池。

工作原理：锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳，常见的正极材料主要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合，即通过锂离子的移动产生了电流。锂离子电池具有更高的重量能量比，自放电小，无记忆效应，寿命长，可以快速充电的优点，被广泛应用于电子设备中。

2.6 组装与测试

实施方案：电磁感应线圈、整流电路、可充电电池以及鼠标的工作电路板组装示意图与成品如图2所示。

3 本设计的特色与优势

第一，我们设计的网格状磁场分布鼠标垫，通过最近邻区域内磁场磁性相反排布，增强了磁场的变化，增加了输出电流，并且通过网格状分布，仅需在鼠标垫表面50%的面积上排布磁铁，减轻了50%的重量。第二，铁芯往往被用于电磁线圈中以增强磁场输出，而我们的设计将铁芯集成到感应线圈内，达到了增强磁场变化的目的。

4 结语

随着人们对生活舒适度的要求不断提高，方便快捷成为社会的主题。便携式的无线鼠标必然是消费者的优先选择。传统的干电池供电会给用户带来诸多不便，办公时忘记带电池就会影响工作进度，其次，一次性电池一般只能使用两三个月，不仅会提高消费成本，还造成了大量的能源浪费，产生不可回收利用的垃圾，污染环境。本项目设计了无线电磁感应鼠标，可自身提供能源，不仅克服了传统鼠标的诸多不便，也降低了使用成本。

【参考文献】

[1]郭巍.电磁感应定律试验新探[J].物理实验，2008，7：23-24.

[2]陈晓春.基于电磁共振耦合无线供电的无线鼠标研究[J].宁波职业技术学院学报，2012，16（2）：1-3.

[3]徐曼珍，编.新型蓄电池原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2005.

电磁感应效应范文第3篇

Abstract： The process of student to master knowledge is actually the process to know kings. In the teaching process， teachers should actively take experimental demonstration and other visual teaching modes， and pay attention to arouse the enthusiasm of students' learning initiative. After the students get perceptual knowledge of physical phenomenon， teachers should guide students to think actively， let the students to get the perceptual knowledge rise to theoretical understanding， so as to help students understand the electromagnetic induction phenomenon. Practice has proved that through this intuitive and heuristic teaching method， the vast majority of students are able to better grasp the concept of electromagnetic induction and its laws， and the better teaching results will achieved.

关键词： 电磁感应现象；探究性实验教学；教学方法

Key words： electromagnetic induction phenomenon；exploratory experiment teaching；teaching method

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0149-03

0 引言

电磁感应现象是《电工基础》这门课程的核心内容，它揭示了磁和电的内在联系，是我们进一步学习《电子技术》、《电机学》、《电气设备》等专业课程的重要基础，在整个电类专业课程的学习过程中具有非常重要的地位，是同学们必须理解并熟练掌握的内容。为了便于学生理解并掌握电磁感应现象，根据自己多年来的教学实践，探索运用了演示实验的探究式教学的方法进行教学，收到了良好的教学效果。

1 提出问题，引入新课

首先，通过复习磁场的有关知识，使同学们进一步理解磁现象的电本质：磁场是由电流产生的，即“电能生磁”。最早发现电能生磁这一现象的物理学家是丹麦的奥斯特，1820年4月，奥斯特通过实验（称为“奥斯特实验”）发现了电流可以产生磁场，实验现象见图1。

奥斯特实验的这一发现就像是架起了一座电和磁之间的桥梁，人们自然而然的就会想到这座桥梁难道仅仅是一个单行道吗？就会产生以下的猜想：既然电流可以产生磁场，那么磁场是不是也可以产生电流呢？磁场如果能产生电流，那么，它应该具有什么样的条件呢？从而引出我们这一堂新课的教学内容。

2 根据猜想，设计实验

电流可以产生磁场，是通过试验获得的。那么我们可以引导学生思考，是不是也可以考虑通过实验的办法来研究“磁场能否产生电流”这个问题。为此，我们需要考虑实验装置的设计问题，并利用设计的实验装置来研究“磁场能否产生电流”的问题。

2.1 实验装置所需实验器材的选取

老师通过引导同学思考，要完成“磁场能否产生电流”的问题的研究，必须提供那些器材。

①要创造出磁场环境，需要什么器材？

②要看是否产生电流所以要提供电流的载体或者是电流流动的路径，需要什么器材？（导体：直导体、螺线管线圈等）

③电流即使产生了也是看不见摸不着，要发现电路中是否有电流的产生，需要什么器材？（灵敏度高的电流表、检流计）

讨论的结果：实验所需要的器材是：磁铁、导体、灵敏度高的电流表。

2.2 设计实验装置

2.3 利用实验装置进行实验研究，填写实验情况记录表

利用图2、图3所示的实验装置，引导进行相应的实验研究，并将实验结果记录到相应的实验情况记录表中，见表1和表2。

①奥斯特实验证明导体通电后可以产生磁场，那么反过来是不是把导体放在磁场里就会产生电流呢？观察发现没有电流产生，将观察结果记录到表1和表2中。

②把导体直接放在磁场里没有产生电流，可能是由于导体与磁场处于相对静止的缘故；那么我们试着让导体和磁场相对运动起来，看能不能产生电流？（观察记录实验结果）

2.4 分析实验，探究结论

从表1、表2记录的情况来看，在一定的条件下，磁场是可以产生电流的。那这个条件是什么呢？这就需要我们进一步寻找以上两个实验的共同之处，从本质上总结出磁能生电的条件。

①先分析螺线管线圈的实验情况。

在实验装置中，我们知道条形磁铁在其周围空间存在磁场，磁场的强弱和方向可以用磁力线来描述，磁力线穿过线圈平面的磁力线的根数成为线圈的磁通量，记为￠（磁通量是我们前面已经学习了的概念）。穿过线圈平面的磁力线的根数越多，线圈的磁通量越大；反之，线圈的磁通量越小（见图4）。

有了线圈的磁通量的概念后，我们再来分析实验过程（见图5）：我们很容易就可以发现，当条形磁铁插入螺线管线圈时，穿过线圈的磁力线根数增加，线圈的磁通量变大；当条形磁铁从螺线管线圈拔出时，穿过线圈的磁力线根数减少增加，线圈的磁通量变小，也就是说，在条形磁铁插入或者拔出螺线管线圈的过程中，线圈的磁通量￠发生了变化，同时，我们从表2的记录情况可知，此时闭合电路有电流产生。

当条形磁铁不动时，穿过线圈的磁力线根数不变，线圈的磁通量￠没有变化，同时，我们从表2的记录情况可知，此时闭合电路没有电流产生。

到此时，我们好像找到了“磁能生电”的条件：当通过线圈的磁通量发生改变的时候，螺线管线圈实验装置的闭合电路（由装置中的螺线管线圈、电流表及连接二者的导线构成）中有电流产生；当通过线圈的磁通量没有发生改变的时候，闭合电路中没有电流产生。如果这个条件也能解释直导体装置的实验现象，那我们就找到以上两个实验的共同之处，从本质上总结出磁能生电的条件。

②再分析直导体实验装置的实验情况。

如果我们将实验装置中的直导体、导线和电流表构成的闭合电路视为一个（单匝）线圈。当导体静止在磁场中和导体沿磁力线方向上下运动时，穿过线圈的磁力线根数没有发生变化，线圈的磁通量￠没有变化，按照我们找到的“磁能生电”的条件来判定，此时闭合电路（由直导体、导线和电流表构成的）中应该没有电流产生，这一点和表1的观察记录情况是吻合的；当导体向左、向右切割磁力线运动时，我们可以发现线圈的面积在变化，穿过线圈的磁力线根数在变化，也就是说线圈的磁通量￠发生了变化，按照我们找到的“磁能生电”的条件来判定，此时闭合电路（直导体、导线和电流表构成的电路）中应该有电流产生，这一点和表1的观察记录情况也是吻合的。

这样我们就找到了两个实验的共同之处，从本质上找到了磁能生电的基本条件：不管是什么原因，只要穿过线圈的磁通量发生改变（理解：线圈中既要有磁通量，又要有磁通量的变化），闭合电路中就一定有电流产生。

3 总结提炼，获得新知

物理学每遇到新的问题、新的现象，都会促使新的概念的产生。本节课我们通过实验探究的办法，发现了在一定的条件下，磁场是可以产生电流的这样一个新现象，为描述这一现象，产生了以下新的概念：①电磁感应：把由于穿过线圈的磁通量发生改变，而在闭合电路中产生电流的现象，称为电磁感应；简单地说，就是把磁能生电的物理现象称为电磁感应。②感应电流：由电磁感应现象产生的电流称为感应电流。③感应电动势：由电磁感应现象产生的电动势，称为感应电动势。④产生电磁感应的条件：穿过线圈的磁通量必须发生改变。

4 新课提示

通过本节课的学习，我们认识了电磁感应这种物理现象。下一次课，我们将继续进行实验探究，找到由电磁感应现象引起的感应电动势大小和方向的表达式，以便于我们在今后的学习和工作中分析各种电磁感应现象。请同学课后在复习本节课教学内容的基础上，预习电磁感应定律一节。

5 结语

从1820年4月丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应，到1831年8月29日，历经的十年的艰苦努力，大胆探索，英国物理学家法拉第终于发现了磁能生电的重要事实及其规律，进一步揭示了电和磁的联系。之后仅两个月，他就根据电磁感应原理，制成了世界上的第一台发电机，发电机的发明，是电能的大量生产成为可能，从而使人类社会由蒸汽时代跨入了电气时代，由此拉开了第二次工业革命的序幕。第二次工业革命对人类社会的经济、政治、思想文化、生活方式等方面产生了深刻的影响，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。

法拉第在众多的领域都取得了惊人地成就，这一切都缘于他是一个刻苦学习、勇于坚持、大胆探索的人。今天，我们仿照法拉第等前人探索的路子，通过探究性实验教学的过程，感受科学探索的精神，从而培养同学们养成坚持不懈、勇于探索、实事求是的科学态度，争做社会的有用人才。

参考文献：

[1]劳动和社会保障部教材办公室组织编写.电工基础[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2003.

电磁感应效应范文第4篇

1、在不同环境温度下其阻值是有区别的，电磁炉检锅负温度系数热敏电阻阻值一般是100或者200欧姆；

2、不同厂家所设的电阻值是不一样的。电磁炉是利用电磁感应原理制成的，在励磁线圈中通以交流电，产生交变磁场；

3、由于电磁感应效应，在铁或不锈钢制成的金属锅中会产生涡电流，电流的焦耳热就可以对食物进行加热和烹饪；

4、这种最新的加热方式，能减少热量传递的中间环节，可大大提升制热效率，比传统炉具节省能源一半以上。

（来源：文章屋网 ）

电磁感应效应范文第5篇

不同品牌的电磁炉设置的代码也不一样的，不知道您使用的是什么品牌的，如果是格兰仕的e1则表示igbt超温，无锅或锅具材料不合适，美的的话E1就是短路（主传感器坏），格力的就是电压过高。

电磁炉又称为电磁灶，1957年第一台家用电磁炉诞生于德国。1972年，美国开始生产电磁炉，20世纪80年代初电磁炉在欧美及日本开始热销。

电磁炉的原理是电磁感应现象，即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流（原因可参考法拉第电磁感应定律），这是涡旋电场推动导体中载流子（锅里的是电子而绝非铁原子）运动所致；涡旋电流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热。

（来源：文章屋网 ）

电磁感应效应范文第6篇

1 从电与磁的关系理解奥斯特实验

长期以来，磁现象与电现象是被分别进行研究的，特别是吉尔伯特对磁现象与电现象进行深入分析对比后断言电与磁是两种截然不同的现象，没有什么一致性。但是电与磁是否有一定的联系的疑问一直萦绕在一些有志探索的科学家的心头。

丹麦物理学家奥斯特(H．C．Oersted，1777~1851)就是其中的一位。他是康德哲学思想的信奉者，深受康德等人关于各种自然力相互转化的哲学思想的影响，奥斯特坚信客观世界的各种力具有统一性，并开始对电、磁的统一性的研究。

1820年4月的一天晚上，奥斯特在为精通哲学及具备相当物理知识的学者讲课时，突然来了“灵感”，在讲课结束时说：“让我把通电导线与磁针平行放置来试试看！”于是，他在一个小伽伐尼电池的两极之间接上一根很细的铂丝，在铂丝正下方放置一枚磁针，然后接通电源，小磁针微微地跳动，转到与铂丝垂直的方向。

小磁针的摆动，对听课的听众来说并没什么，但对奥斯特来说实在太重要了，多年来盼望出现的现象，终于看到了，当时简直使他楞住，他又改变电流方向，发现小磁针向相反方向偏转，说明电流方向与磁针的转动之间有某种联系。 奥斯特为了进一步弄清楚电流对磁针的作用，于1820年4月到7月，费了三个月的时间，做了六十多个实验，他把磁针放在导线的上方、下方，考察了电流对磁针作用的方向；把磁针放在距导线不同距离，考察电流对磁针作用的强弱；把玻璃、金属、木头、石头、瓦片、松脂，水等放在磁针与导线之间，考察电流对磁针的影响；……。

于1820年7月21日发表了题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文，这篇论文仅用四页纸，十分简洁地报告了他的实验，向科学界宣布了电流的磁效应。1820年7月21日作为一个划时代的日子载入史册，它揭开了电磁学的序幕，标志着电磁学时代的到来。奥斯特也因此成为第一个揭示电和磁联系的人，也为后来法拉第的电磁感应现象的发现奠定了基础。

后来，人们利用电流磁效应将直导线弯成螺线管状，制成了通电螺线管，使电流的磁场加强了，为了使通电螺线管的磁性更强，人们又在螺线管中插入铁芯，从而导致电磁铁的发明。由于电磁铁的磁性又有可控制――电流的通、断；磁性强弱可调节――电流的大小和线圈匝数；磁极可改变――电流的方向等优点，渐渐地电磁铁替代了永磁体。于是，人们将电磁铁应用到电磁起重机、电吉他、电话、磁悬浮列车、电磁继电器等等方面，为人类作出了不可磨灭的贡献。

有人说奥斯特的电流磁效应是“偶然地发现了磁针转动”，当然也不无道理，但是法国的巴斯德说得好：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”

2 从力学角度理解奥斯特实验

奥斯特实验现象：把通电导线与磁针平行放置，接通电源，小磁针会发生偏转。从力学角度分析，小磁针偏转，也就是发生了运动状态改变，那么，它一定是受到力的作用。这个施力物就是电流，也就是说，电流对小磁针（即磁体）存在力的作用。根据力的作用是相互的，同学们应该想到什么？――磁体也应该对电流存在力的作用。基于这个思路，科学家们通过多次实验证明磁体对放入磁场中的通电直导体的确有力的作用，通过实验还证明：通电在磁场中受力的方向与磁感线方向和电流方向有关，且三个方向两两互相垂直。磁场可让通电导体在磁场中受力能平移运动；后来，科学家将通电线圈放入磁场中，发现通电线圈在磁场中将受力而转动。只是每当转到平衡位置（线圈平面与磁感应线垂直）时，因受一对平衡力而静止下来。科学家们通过反复的分析、论证和试验，终于利用换向器在每当线圈由于惯性作用转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向来改变线圈的受力方向，从而实现线圈能连续转动。而最终导致电动机的发明。

电动机的工作原理就是利用“通电线圈在磁场中受力而转动的性质”制成的 ，在这个过程中，消耗了电能而获得了线圈转动的机械能。

3 从逆向思维角度理解奥斯特实验

电磁感应效应范文第7篇

【关键词】感应式电度表；工作原理；电磁感应；感性负载；转动平衡

感应式电度表具有制造工艺成熟、生产加工简便、性能稳定可靠等特点。在日常生产和生活中应用广泛。电类专业人员需要掌握其工作原理，才能为其安装、调试、检查和维护等，打下良好基础。所以，学习和掌握其工作原理非常重要。感应式电度表原理中，包含较多物理上的现象和定理。这些物理知识的掌握，对于原理的学习至关重要。下面我们就从感应式电度表结构入手，结合其物理现象和定理等，分析其工作原理。

一、感应式电度表的结构

感应式电度表，其测量机构基本结构主要有以下四个部分构成：如图1所示是感应式电度表的结构示意图。

1.驱动元件：电流元件1和电压元件2组成电度表的驱动元件。电流元件有导线截面较粗，匝数少，和负载串联的电流线圈及硅钢片叠合成的铁芯构成；电压元件由导线截面较细，匝数较多，和负载并联的电压线圈及铁芯构成。电流线圈和电压线圈共同产生转动力矩。

2.转动元件：铝盘3和固定铝盘的转轴4构成电度表的转动元件，转轴上下安装有轴承。电度表工作时，铝盘上产生的涡流和交变磁通共同作用产生转动力矩，驱动铝盘转动。

3.制动元件：永久磁铁5构成电度表的制动元件。它可在铝盘转动时产生制动力矩，使铝盘转速与负载的功率成正比。这样，铝盘的转数可反映电能的大小。

4.计度器：与转轴装成一体的蜗轮蜗杆传动机构6和滚轮构成电度表的计度器。铝盘转动时，通过蜗杆、蜗轮及齿轮等传动机构带动滚轮组转动。滚轮侧面可有0～9的数码，滚轮间按照十进制数进位。这样，用通过滚轮上的数字来反映铝盘的转数，从而达到累计电能的目的，并可以从计度器窗口直接显示所测电能的度数。

二、电度表工作原理与物理现象及定理

1.驱动元件中产生的磁通方向判定，要利用电流的磁效应和安培定则：电流的磁效应指出，当通电导体通入电流时，在其周围就会产生磁场，这就是电流的磁效应。磁场方向，可以用安培定则判定。所以，在电度表通电后，其驱动元件的电流元件和电压元件会产生磁场及磁通，其方向可用安培定则判定。这可以为后续移进磁场讲解，做好铺垫。

2.驱动元件产生移进磁场：驱动元件产生移进磁场的分析，是电度表与案例分析的关键环节。要分析清楚产生的原理，这里需要几个物理相关知识的配合，解决几个问题。一是电流线圈和电压线圈中电流的相位关系，电压线圈由于其线径细、匝数多，可近似为感性负载；电流线圈由于其线径粗、匝数少可近似于导线，其负载性质主要是受所接用电器影响，多数情况下我们可近似看成电阻性负载。由于两者负载性质的差异，其电流存在相位差，由感性负载的特点可判断电流线圈中的电流超前电压线圈中的电流。二是电流线圈和电压线圈产生磁通随时间变化情况，由于其他因素不变时，磁通和电流成正比，磁通和电流变化同步，得出两者磁通变化和电流同步。根据瞬时磁通波形，画出磁通强弱、位置、方向的变化。三是根据瞬时磁通的强弱、位置、方向的变化，得到一个交变并移动的磁场，得出产生移进磁场的结论。

3.转动铝盘中电磁力矩的产生：由于存在的移进磁场是一个交变磁场，根据电磁感应原理，在整块的铝板上会产生感应电流即涡流。涡流在磁场的作用下，会产生电磁力及电磁力矩。根据左手定则，可以判定电磁力矩的方向和磁场的移进方向一致。并且，在电压和电流线圈连接方式不变时，受力方向不变，即铝盘的转向不会该变。

4.铝盘的匀速转动及转动周数和用电量的关系：根据物体转动平衡原理，只有当物体所受转矩为零时，才会匀速转动，制动原件（永久磁铁）起到产生阻尼力矩的作用。其阻尼力矩的产生及方向，也符合电磁感应原理，方向遵守左手定则。可以判定，阻尼力矩的方向和电磁力矩方向正好相反。当铝盘达到一定转速时，两者大小相等，铝盘就会匀速转动，即负载的功率不变。由于电磁转动力矩Mp=CP、C为常数，Mp与负载功率P成正比，阻尼力矩Mz=Kn、K为常数，Mz与铝盘转速成正比；当转速恒定时，Mp=Mz、得到n与P成正比；两端同乘以t、得到CPt=Knt，推导得出A=Pt=Knt/C=NK/C，所用电量A与铝盘转数N成正比，得出电表转动周数越多，计量用户的用电量越多的结论。

通过以上分析，我们知道感应式电度表的工作原理，主要是用电磁感应现象来解释和分析的，另外也包括安培定则、左手定则、感性负载、转动平衡等一些方法和定理。掌握这些，对于原理的分析就会清晰且易于理解。所以，做好前期物理理论知识学习和准备，是分析和掌握感应式电度表原理的基础。

参考文献

[1]陈惠群.电工仪表与测量[M].中国劳动社会保障出版社，2007.

[2]刘国林.电工学[M].高等教育出版社，2007.

电磁感应效应范文第8篇

考点透视:磁体有吸铁(镍、钴)性和指向性;磁极间的相互作用;磁化现象等知识是这部分知识常见的考查点。

例1下列说法正确的是()。

A.磁感线是真实存在的,磁场由无数条磁感线组成

B.在地磁场作用下能自由转动的小磁针,静止时

N极指向北方

C.要使通电螺线管的磁性减弱,应该在螺线管中

插入铁芯

D.奥斯特实验表明,铜导线可以被磁化

解析:磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线,选项A错误;要使通电螺线管的磁性增强,应该在螺线管中插入铁芯,选项C错误;磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,选项D错误。

答案:B。

点评:地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫地磁场。磁针指南北,就是受到地磁场作用的缘故。地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。奥斯特实验表明,通电导线和磁体一样,周围存在着磁场;电流的磁场方向跟电流方向有关。

考点2磁场(多以填空、选择和作图题为主,分值一般为4～6分)

考点透视:磁体周围存在磁场,磁在日常生活、生产中有重要作用;磁感线可用来形象地描述磁场;磁感线的方向的规定;地球周围有磁场,地磁的南北极等知识是这部分知识常见的命题重点。

例2如图1是U形磁铁周围的磁感线。根据磁感线方向,下列对磁极的判断正确的是()。

图1

A.甲是N极,乙是S极

B.甲是S极,乙是N极

C.甲、乙都是S极

D.甲、乙都是N极

解析:磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中画出的一些假想的、有方向的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体南极的。磁体周围的磁感线有无数条,我们可以只画出有代表性的部分磁感线,也可以根据问题的需要画出能帮助我们解决问题的磁感线。

答案:A。

点评:磁体的周围存在着一种叫做磁场的物质,磁体间的相互作用就是通过它们各自的磁场而产生的。磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用,我们常用小磁针是否受到磁力的作用来检验小磁针所在的空间是否存在磁场。

考点3电生磁(多以填空、选择和简答题为主,分值一般为2～6分)

考点透视:电流的磁效应;通电导体周围存在着磁场;通电螺线管的磁场与条形磁体相似等知识是这部分知识常见的命题内容。

例3 医生对病人进行脑部手术时,须要将体温降至合适的温度。准备手术之前,病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏博动,推动血液循环。如图2所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为N极,活塞将向______运动,“动力泵”处于______(填“抽血”或“送血”)状态。

图2

解析:磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为N极,活塞将向右运动,“动力泵”处于送血状态。

答案:右,送血。

点评:通电螺线管外部的磁场同条形磁体的磁场一样,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。通电螺线管的极性跟电流的关系可以用安培定则来判定,即用右手握螺线管法则,让四指弯向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

考点4电磁铁(多以填空、选择、简答、探究、计算题为主,分值一般为4～6分)

考点透视:电磁铁的特性和工作原理;制做简单的电磁铁;电磁铁磁性强弱的决定因素等知识是这部分知识常见的命题重点。

例4如图3所示,给电磁铁通电,铁块及弹簧在图中位置静止,当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,关于电流表示数和弹簧长度变化情况是()。

图3

A.电流表的示数增大,弹簧的长度增加

B.电流表的示数增大,弹簧的长度减小

C.电流表的示数减小,弹簧的长度增加

D.电流表的示数减小,弹簧的长度减小

解析:当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,电路中电阻变小,根据在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻阻值成反比,电路中电流增大,电流表的示数增大,电磁铁磁性增强,弹簧的长度增加。

答案:A。

点评:电磁铁的铁心之所以选用软铁而不是钢,是因为电磁铁要求其磁性强弱随着通入电流大小的变化而发生明显变化。软铁属软磁体,被磁化后磁性很容易消失;而钢是硬磁体,通电后会磁化成永磁体,用钢做铁心的电磁铁,其磁性强弱随电流大小的变化就不明显了。

考点5电磁继电器、扬声器(多以填空、选择和探究题为主,分值一般为4～8分)

考点透视:电磁继电器的构造和主要用途;电磁继电器的工作原理等知识是这部分知识常见的考点。

例5法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻 (GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖。图4是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现,当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中,指示灯明显变亮,则下列说法正确的是( )。

图4

A.电磁铁右端为N极

B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱

C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小

D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小

解析:所谓巨磁阻效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时有巨大的变化。滑片P向左滑动过程中,电路中电阻变小,电流增大,巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小,指示灯明显变亮。

答案:C。

考点6电动机(多以填空、选择、简答和探究题为主,分值一般为4～10分)

考点透视:磁场对通电导线的作用;制作模拟电动机等知识是这部分知识常见的考点。

例6 如图5所示的3幅实验装置图,请在下面的横线上填出各实验装置所研究的物理现象:

图A_________________________________;

图B_________________________________;

图C_________________________________。

图5

答案:磁场对电流的作用、电磁感应、电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。

点评:直流电动机靠直流电源供电,是利用通电线圈在磁场里受到力的作用而转动的现象制成的,是把电能转化为机械能的装置。

考点7 磁生电(多以填空、选择、探究题为主,分值一般为4～8分)

考点透视:电磁感应现象和产生感应电流的条件等知识是这部分知识常见的考点。

例7 如图6所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导体AB,导体的两端跟电流表连接,开关闭合,电路中没有电流。以下操作中,可能使电路中产生电流的是( )。

图6

A.让导体在磁场中静止,换用量程更小的电流表

B.让导体在磁场中静止,换用磁性更强的永磁体

C.让导体在磁场中沿不同方向运动

D.将导体换成匝数很多的线圈,线圈在磁场中静止

解析:闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中产生电流的现象,称为电磁感应现象。感应电流就是电磁感应现象中产生的电流。

答案:C。

点评:产生感应电流的条件必须具备3点,即电路闭合;部分导体;作切割磁感线运动。如果电路不闭合,即使一部分导体作切割磁感线的运动,也不会产生感应电流,但是导体两端可以产生感应电压。电磁感应现象中的能量转化是机械能转化为电能。

考点8磁生电(多以填空、选择、简答和探究题为主,分值一般为4～10分)

考点透视:发电机的原理;发电机发电过程是能量转化的过程;交流电和直流电等知识是这部分知识常见的命题重点。

例8 图7是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机下列说法正确的是()。

图7

A.直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部

电路的是直流电

B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供给外部

电路的也是直流电

C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动

的原理工作的

D.图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈

中的电流方向

解析:直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电流,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电流。直流发电机和直流电动机在结构上没有差别,只不过直流发电机是用其他机器带动,使其导体线圈在磁场中转动,不断地切割磁感线,产生感应电流,把机械能变成电能。

答案:A 。

点评:电池提供的电能是有限的,更充足、更强大的电能要通过发电机获取。发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电。

考点9电和磁的应用(多以填空、选择和简答题为主,分值一般为4~8分)

考点透视:电和磁在生活和生产中的广泛应用是这部分知识常见的考点。

例9电磁铁在生活和生产中有着广泛的应用。下图中应用到电磁铁的设备有( )。

解析:话筒是将声信号转化成电信号的装置,里面有一个金属盒,盒里装满了碳粒;听筒是将电信号转化成声信号的装置,里面有个永磁铁。