《电工技术基础与技能》第六章电磁感应(1)

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1、6电磁感应电磁感应 1用楞次定律判断感应电流和感应电动势方向。用楞次定律判断感应电流和感应电动势方向。2自感现象及有关计算。自感现象及有关计算。教学重点教学重点1理解电磁感应现象，掌握产生电磁感应的条件及感应电理解电磁感应现象，掌握产生电磁感应的条件及感应电流方向的判断。流方向的判断。2理解感应电动势的概念，掌握电磁感应定律及有关的计理解感应电动势的概念，掌握电磁感应定律及有关的计算。算。3理解自感及自感系数的概念，了解自感现象在实际中的理解自感及自感系数的概念，了解自感现象在实际中的应用。应用。4理解电感器的储能特性及在电路中能量的转化规律，了理解电感器的储能特性及在电路中能量的转化规律，了

2、解磁场能量的计算。解磁场能量的计算。教学难点教学难点6电磁感应电磁感应 6.1 6.1 电磁感应现象电磁感应现象6.2 6.2 感应电流的方向感应电流的方向6.3 6.3 电磁感应定律电磁感应定律6.4 6.4 自感现象自感现象6.5 6.5 互感现象互感现象6.6 6.6 互感线圈的同名端和串联互感线圈的同名端和串联6.7 6.7 涡流和屏蔽线涡流和屏蔽线 6.1 6.1 电磁感应现象电磁感应现象一、磁感应现象一、磁感应现象二、磁感应条件二、磁感应条件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，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？磁能否产生电呢

3、？ 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。运动时，回路中就有电流产生。一、一、电电磁感应现象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。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，称为在一定条件下，由磁产生电的现象，称为电磁感应现象电磁感应现象，产，产生的电流称为生的电流称为感应电流感应电流。上述几个实验，其实质上是通过不同的方法改变了穿过闭合回上述几个实验，其实质上是通过不同的方法改变了穿过闭合回路的路的磁通磁通。因此，产生电磁感应的条件是：

4、。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。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。 二、磁感应条件二、磁感应条件6.2 6.2 感应电流的方向感应电流的方向一、右手定则一、右手定则二、楞次定律二、楞次定律三、右手定则与楞次定律的一致性三、右手定则与楞次定律的一致性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电流方向可用右手定则右手定则来判断。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，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

5、线穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指即为感应让磁感线穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指即为感应电流的方向。电流的方向。一、右手定则一、右手定则例如：ab当磁铁插入线圈时，原磁通在增加，线圈所产生的感应电流当磁铁插入线圈时，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；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的磁场方向总是与原磁场方向相同，

6、即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的减少。原磁通的减少。因此，得出结论：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，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。这就是总是阻碍原磁通的变化。这就是楞次定律楞次定律的内容。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，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。即可判断出线圈中的感应电流方向。1 1楞次定律楞次定律2判断步骤判断步骤 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，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

7、阻碍磁铁与线圈的相对运动，因此，要想保持它们的相对运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。转化为电能，即线圈中的电流不是凭空产生的。 感应电流方向感应电流方向 )(1增增加加或或减减少少原原磁磁通通变变化化方方向向原原磁磁场场 B)(12相相同同或或相相反反与与方方向向感感应应电电流流磁磁场场BB安安培培定定则则楞次定律3楞次定律符合能量守恒定律楞次定律符合能量守恒定律右手定则和楞次定律都可用来判断感应电流的方向，两种右手定则和楞

8、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。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。是判断感应电流方向的普遍规律。三、右手定则与楞次定律的一致性三、右手定则与楞次定律的一致性6.3 6.3 电磁感应定律电磁感应定律一、感应电动势一、感应电动势二、电磁感应定律二、电磁感应定律三、说明三、说明注意注意：对电源来说，电流流出的一端为电源的正极。：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

9、向在电源内部，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，因此也是由负极指向正极，因此感应电动势的方向感应电动势的方向与感应电流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。一致，仍可用右手定则和楞次定律来判断。一、感应电动势一、感应电动势1感应电动势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感应电动势动势。产生感应电动势的那部分导体，就相当于电源，如在磁。产生感应电动势的那部分导体，就相当于电源

10、，如在磁场中切割磁感线的导体和磁通发生变化的线圈等。场中切割磁感线的导体和磁通发生变化的线圈等。2感应电动势的方向感应电动势的方向感应电动势是电源本身的特性，即只要穿过电路的磁通发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。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，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。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感应电动势与电路是否闭合无关1电磁感应定律电磁感

11、应定律tE 对于对于N 匝线圈，有匝线圈，有 tNNtNE12 式中式中N 表示线圈匝数与磁通的乘积，称为磁链，用表示线圈匝数与磁通的乘积，称为磁链，用 表示。表示。即即 tE 于是于是二、电磁感应定律二、电磁感应定律 = N 大量的实验表明：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化率 / t成正比，即成正比，即 上式适用于上式适用于 的情况。的情况。 如图如图 6-2 所示，设速度所示，设速度 v 和磁场和磁场 B 之间有一夹角之间有一夹角 。将速。将速度度 v 分解为两个互相垂直的分量分解为两个互相垂直的