电工技术基础与技能 课件3.4电磁感应

电工技术基础与技能单元3磁场与电磁感应1、理解电磁感应现象单元学习目标2、掌握产生电磁感应的条件及感应电流方向的判断3.4电磁感应1.掌握楞次定律2.掌握右手定则重点1.楞次定律及右手定则在电路中的判断和应用难点3.4电磁感应在发现了电流的磁效应后，人们自然想到：既然电能够产生磁，磁能否产生电呢？由实验可知，当闭合回路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就有电流产生。一、电磁感应现象当穿过闭合线圈的磁通发生变化时，线圈中有电流产生。

在一定条件下，由磁产生电的现象，称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流。3.4电磁感应课本上的几个实验，其实质上是通过不同的方法改变了穿过闭合回路的磁通。因此，产生电磁感应的条件是：当穿过闭合回路的磁通发生变化时，回路中就有感应电流产生。磁感应条件3.4电磁感应当闭合回路中一部分导体作切割磁感线运动时，所产生的感应电流方向可用右手定则来判断。伸开右手，使拇指与四指垂直，并都跟手掌在一个平面内，让磁感线穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指即为感应电流的方向。二、楞次定律与右手定则3.4电磁感应

当磁铁插入线圈时，原磁通在增加，线圈所产生的感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反，即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的增加；

当磁铁拔出线圈时，原磁通在减少，线圈所产生的感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相同，即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的减少。

因此，得出结论：

当将磁铁插入或拔出线圈时，线圈中感应电流所产生的磁场，总是阻碍原磁通的变化。这就是楞次定律的内容。根据楞次定律判断出感应电流磁场方向，然后根据安培定则，即可判断出线圈中的感应电流方向。

1．楞次定律3.4电磁感应

2．判断步骤

由于线圈中所产生的感应电流磁场总是阻碍原磁通的变化，即阻碍磁铁与线圈的相对运动，因此，要想保持它们的相对运动，必须有外力来克服阻力做功，并通过做功将其他形式的能转化为电能，即线圈中的电流不是凭空产生的。

感应电流方向

3．楞次定律符合能量守恒定律3.4电磁感应右手定则和楞次定律都可用来判断感应电流的方向，两种方法本质是相同的，所得的结果也是一致的。右手定则适用于判断导体切割磁感线的情况，而楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律。右手定则与楞次定律的一致性3.4电磁感应注意：对电源来说，电流流出的一端为电源的正极。在电源内部，电流从电源负极流向电源正极，电动势的方向也是由负极指向正极，因此感应电动势的方向与感应电流的方向一致，仍可用右手定则和楞次定律来判断。三、法拉第电磁感应定律

1．感应电动势电磁感应现象中，闭合回路中产生了感应电流，说明回路中有电动势存在。在电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势。产生感应电动势的那部分导体，就相当于电源，如在磁场中切割磁感线的导体和磁通发生变化的线圈等。

2．感应电动势的方向3.4电磁感应感应电动势是电源本身的特性，即只要穿过电路的磁通发生变化，电路中就有感应电动势产生，与电路是否闭合无关。若电路是闭合的，则电路中有感应电流，若电路是断开的，则电路中就没有感应电流，只有感应电动势。

3．感应电动势与电路是否闭合无关3.4电磁感应

1．电磁感应定律对于N匝线圈，有式中N

表示线圈匝数与磁通的乘积，称为磁链，用

表示。即

于是四、电磁感应定律

=N

大量的实验表明：单匝线圈中产生的感应电动势的大小，与穿过线圈的磁通变化率

/

t成正比，即3.4电磁感应上式适用于的情况。如下图所示，设速度v

和磁场B之间有一夹角

。将速度v

分解为两个互相垂直的分量v

1、v

2，v

1=v

cos

与B平行，不切割磁感线；v

2=v

sin

与B垂直，切割磁感线。B与v

不垂直时的感应电动势3.4电磁感应例题：如图所示，abcd

是一个矩形线圈，它处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面和磁场垂直，ab

边可以在线圈平面上自由滑动。设ab

长为l，匀速滑动的速度为v，在

t时间内，由位置ab

滑动到a

b

，利用电磁感应定律，ab

中产生的感应电动势大小导线切割磁感线产生的感应电动势3.4电磁感应上式表明，在磁场中，运动导线产生的感应电动势的大小与磁感应强度B、导线长度l、导线运动速度v

以及导线运动方向与磁感线方向之间夹角的正弦sin

成正比。用右手定则可判断ab

上感应电流的方向。若电路闭合，且电阻为R，则电路中的电流因此，导线中产生的感应电动势

E

Blv2

Blv

sin

3.2磁场对电流的作用电磁感应定律使用说明

1．利用公式

计算感应电动势时，若v

为平均速度，则计算结果为平均感应电动势；若v

为瞬时速度，则计算结果为瞬时感应电动势。

2．利用公式计算出的结果为

t时间内感应电动势的平均值。3.2磁场对电流的作用在下图中，设匀强磁场的磁感应强度B为0.1T，切割磁感线的导线长度l为40cm，向右运动的速度v为5m/s，整个线框的电阻R为0.5

，求：

(1)感应电动势的大小；

(2)感应电流的大小和方向；

(3)使导线向右匀速运动所需的外力;

(4)外力做功的功率；

(5)感应电流的功率。导线切割磁感线产生的感应电动势练一练3.2磁场对电流的作用解:(1)线圈中的感应电动势

(2)线圈中的感应电流由右手定则可判断出感应电流方向为abcd

。

(3)由于ab

中产生了感应电流，电流在磁场中将受到安培力的作用。用左手定则可判断出ab

所受安培力方向向左，与速度方向相反，因此，若要保证ab

以速度v

匀