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電磁感應(yīng)及其應(yīng)用范文第1篇

【關(guān)鍵詞】脈沖電源模塊 磁場測量 線圈探頭

磁場測量是研究與磁現(xiàn)象有關(guān)的物理過程的一種重要手段。磁測量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有著悠久的歷史。自16世紀(jì)末期就開始使用的利用磁力為原理的測量方法，到現(xiàn)在廣泛使用的電磁感應(yīng)法和電磁效應(yīng)法。目前比較成熟的磁場測試方法主要有以下幾種：磁力法、電磁感應(yīng)法、磁飽和法、電磁效應(yīng)法、磁共振法、超導(dǎo)效應(yīng)法和磁光效應(yīng)法。

電磁感應(yīng)法是利用電磁感應(yīng)定律來測試磁場的方法，當(dāng)一個線圈置于變化的磁場中時，當(dāng)耦合與線圈的磁通發(fā)生變化時，在線圈上就會感應(yīng)出響應(yīng)的電壓，因此，只要測試出對應(yīng)的電壓大小，就可以通過一定的轉(zhuǎn)換方法，獲得對應(yīng)的磁場大小。電磁感應(yīng)法一般利用具有一定面積的線圈作為探頭，因此理論上不能算真正的點(diǎn)磁場測試，一般將線圈面積內(nèi)的磁場平均值來表征線圈中心點(diǎn)的磁場。

1 電磁感應(yīng)法測量原理

則當(dāng)線圈的幾何尺寸滿足上述關(guān)系時，線圈的總磁通量φ只與其中心點(diǎn)處的磁場相關(guān)，此時所測得的是線圈中心的“點(diǎn)”磁場值，其方向與線圈軸向平行。

2.2 線圈常數(shù)的確定

利用滿足一定尺寸要求的感應(yīng)式磁傳感器測量空間“點(diǎn)”磁場，線圈常數(shù)是個很重要的概念，

當(dāng)感應(yīng)線圈的幾何尺寸和匝數(shù)設(shè)計確定后，線圈常數(shù)也就定了，但在實(shí)際設(shè)計尺寸時，應(yīng)綜合考慮L/D 和NS 值，保證實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)”磁場測量傳感器的最優(yōu)化設(shè)計。

3 電磁感應(yīng)法脈沖磁場測量系統(tǒng)

3.1 測量系統(tǒng)

利用電磁感應(yīng)法進(jìn)行磁場測量時，測試系統(tǒng)主要包含以下幾個部分，主要由線圈探頭，連接線以及采集系統(tǒng)組成。

線圈探頭是由導(dǎo)線繞制，由于僅為觀察線圈探頭測量磁場對于電流的跟隨效果，故在線圈探頭設(shè)計時并未做過多考究，其參數(shù)如下：線圈匝數(shù)8匝、外徑15.20mm、內(nèi)徑11.48mm、長15.30mm、導(dǎo)線直徑為1.64mm，如圖2所示。

3.2 試驗(yàn)布置

利用電磁感應(yīng)法測量磁場時，因?yàn)榫€圈探頭有一定的體積，故為了更好的測量到“點(diǎn)”磁場，需將線圈探頭正對電感器中心處，并妥善固定。線圈探頭固定位置如圖3所示，試驗(yàn)布置如圖4所示：

3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（1）示波器所測得的波形如圖5至圖6所示（其中CH1為線圈測得信號，CH2為電流信號）：

（2）將線圈測得的信號積分后，所獲得的波形如圖7至圖8所示：

由于示波器測得的信號存在一定的偏置，其中線圈測得信號大約有-0.02的偏置，電流信號大約有-0. 8的偏置，故對其做了相應(yīng)處理。在積分前，在EXCEL表格中，分別對線圈信號數(shù)據(jù)+0.02，對電流信號數(shù)據(jù)+0. 8。

3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

雖然只是簡單繞的線圈，但是通過測量的結(jié)果可以明顯看出，其相對于電流的跟隨性良好，并且也沒有出現(xiàn)負(fù)值。總體來說，其波形滿足要求，但是線圈探頭的標(biāo)定仍是一個難點(diǎn)。

有一點(diǎn)值得注意的地方，在線圈測量的dB/dt波形中，同樣可以發(fā)現(xiàn)有個向下的負(fù)脈沖，但是由于數(shù)據(jù)還要再次經(jīng)過積分，所以該負(fù)脈沖的影響并不明顯，并未影響到積分后磁場波形的變化。并且，通過對比第一次試驗(yàn)霍爾探頭測量的波形可以發(fā)現(xiàn)，其向下的負(fù)脈沖出現(xiàn)在同一地方，故可以判定為同一原因引起的負(fù)脈沖，并且該負(fù)脈沖只是單純影響測量信號?；魻柼筋^是直接輸出磁場的波形，所以負(fù)脈沖對其影響很大；而線圈是經(jīng)過積分后才獲得磁場波形，所以在這兩處負(fù)脈沖對其積分結(jié)果不會造成很大影響。

4 結(jié)論

本文首先對利用電磁感應(yīng)法測量磁場進(jìn)行了簡要的介紹，并且對其注意事項(xiàng)與設(shè)計做了一定分析。根據(jù)實(shí)際條件，對模塊的電感外側(cè)磁場進(jìn)行了測量，并且獲得了磁場測試的結(jié)果。

對于霍爾效應(yīng)法而言，測試得到信號后，經(jīng)過簡單的轉(zhuǎn)換就可以得到磁感應(yīng)強(qiáng)度信號，但是，信號中包含有較多的干擾和毛刺，需要進(jìn)行平滑處理（差分放大消除共模干擾）；而電磁感應(yīng)法獲得的信號，需要進(jìn)行積分處理才能夠獲得最終的磁場信號，經(jīng)過積分處理后的信號失去了一些重要的跳變信息，例如霍爾效應(yīng)中出現(xiàn)的下降沿信號，就無法在感應(yīng)法中明顯的體現(xiàn)。

為了使磁場測量的工作更加方便，下一步的工作主要為消除示波器中的偏置與設(shè)計積分環(huán)節(jié)，本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠?yàn)楹笠浑A段的工作提供一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)

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電磁感應(yīng)及其應(yīng)用范文第2篇

【關(guān)鍵詞】 無線充電 CD4017 鋰電池

隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，導(dǎo)致自由空閑時間壓縮，工作的繁忙往往會使人們忽略對家里養(yǎng)殖魚的喂養(yǎng)。

本課題設(shè)計的游水觀賞魚無需喂養(yǎng)，可以在水缸里自由游動極具觀賞性，也可用于家用裝飾的門店商業(yè)裝飾，美觀而不失科技感。

該設(shè)計具有無線充電功能，當(dāng)觀賞魚游動耗盡電量后在水缸底部充電區(qū)域可通過無線充電技術(shù)給鋰離子聚合物蓄電池實(shí)現(xiàn)無線充電。

本課題的設(shè)計主要由魚體驅(qū)動電路、鋰電池充放電保護(hù)電路和電磁感應(yīng)無線供電電路三大模塊構(gòu)成。

一、設(shè)計的技術(shù)難點(diǎn)

1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計

觀賞魚在水下的游動由兩個獨(dú)立電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的圓周運(yùn)動要轉(zhuǎn)為左右擺動，觀賞魚尾鰭擺動推動魚體運(yùn)動。這種運(yùn)動方式的轉(zhuǎn)變涉及到機(jī)械鏈桿機(jī)構(gòu)，設(shè)計合適的鏈桿機(jī)構(gòu)對驅(qū)動~體前進(jìn)不可或缺。

1.2防水密封問題的處理

水下推進(jìn)系統(tǒng)必須合理的處理好內(nèi)部各類電子元器件的靜態(tài)和動態(tài)防水密封問題。開發(fā)的過程中，必須考慮不同部位的密封特點(diǎn)，針對不同密封部位采用不同密封方式，分類處理，完好的防水密封處理將影響魚體整體運(yùn)動效果。

二、魚體驅(qū)動電路的設(shè)計

魚體驅(qū)動電路設(shè)計作為本課題的三大模塊之一，合理的設(shè)計對實(shí)現(xiàn)觀賞魚水下游動至關(guān)重要。CD4017是一款計數(shù)分頻器集成IC，配合受控馳張振蕩電路提供的時序脈沖信號通過對繼電器觸頭的控制間接控制魚體驅(qū)動電機(jī)，實(shí)現(xiàn)魚體自由游動。

魚體驅(qū)動功能的實(shí)現(xiàn)將由四個不同模塊配合工作，包括受控馳張振蕩源、計數(shù)分頻器、前進(jìn)驅(qū)動模塊和轉(zhuǎn)向控制模塊組成。魚體頭部放置一個輕觸開關(guān)，當(dāng)魚體游動碰觸水缸壁后將觸發(fā)受控馳張振蕩電路并產(chǎn)生時序信號，隨后時序信號通過CD4017芯片計數(shù)分頻控制轉(zhuǎn)向電機(jī)使魚體轉(zhuǎn)向繼續(xù)游動，同時在魚尾設(shè)有獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動魚體前進(jìn)游動。

三、鋰電池充放電保護(hù)板設(shè)計

觀賞魚設(shè)計中電源模塊采用鋰電池供電。鋰電池具有很高的能量密度可大容量的儲存電能，這也導(dǎo)致其安全性能的不穩(wěn)定。

通常發(fā)生的自燃或破裂的險情就是當(dāng)鋰電池處于過充電狀態(tài)時，因能量過剩使電池發(fā)熱溫度上升促使電解液分解，內(nèi)部壓強(qiáng)急劇升高而引發(fā)；鋰電池的使用壽命縮短就是受其處于過放電情況影響，引發(fā)內(nèi)部離子傳輸載體超量分解造成性能惡化。

故此利用鋰電池作為電源時必須設(shè)計合理的保護(hù)電路確保安全性以及性能穩(wěn)定。

四、電磁感應(yīng)無線供電電路設(shè)計

考慮到觀賞魚在水下的運(yùn)動，所以電源模塊將應(yīng)用電磁感應(yīng)原理設(shè)計近距離感應(yīng)式無線供電系統(tǒng)為鋰電池充電。選取XKT-412高頻大功率無線供電IC和T335濾波整流IC設(shè)計無線充電發(fā)射模塊；選取T3168關(guān)斷型穩(wěn)壓IC設(shè)計無線充電接收模塊。

五、結(jié)語

觀賞魚的外形體積直接影響到無線充電模塊體積的大小，而本次設(shè)計的無線充電觀賞魚將用作商業(yè)用途其體積較小，所以在選取芯片設(shè)計整個系統(tǒng)時應(yīng)盡可能選擇封裝較小且以滿足系統(tǒng)功能為前提下的高度集成芯片。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 高帥.仿生鰩魚的結(jié)構(gòu)設(shè)計與實(shí)驗(yàn)研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文.2014，7：2-6

[2] 鄭精輝.基于波動機(jī)理的觀賞魚探測器研究.浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文.2007，6：3-8

[3] 陳維山.仿魚機(jī)器人穩(wěn)態(tài)游動的水動力性能研究哈爾濱工業(yè)大學(xué).2010，7：2-5

[4] 印健健.解析CD4017集成電路的邏輯功能.電子測試.2013（7）：37-38

[5] 趙明亮.單結(jié)晶體管可控硅觸發(fā)電路的安裝與調(diào)試.企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月）.2015（15）：79-80

電磁感應(yīng)及其應(yīng)用范文第3篇

（一）如何判斷物體有無磁性

判斷物體是否有磁性可以從吸鐵性、指向性、磁極間的相互作用規(guī)律、磁體的磁性強(qiáng)弱分布特點(diǎn)來進(jìn)行解答.

1.根據(jù)磁體的吸鐵性判斷.分別將鋼棒靠近無磁性的鐵類物質(zhì)，如鐵屑、大頭針等，若能夠吸引，則鋼棒有磁性，否則沒有磁性.

2.根據(jù)磁體的指向性判斷.分別將鋼棒用細(xì)線吊起，使它們能在水平面上自由轉(zhuǎn)動，若靜止時總是指示南北方向說明鋼棒有磁性，否則沒有磁性.

3.根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律判斷.將鋼棒的一端靠近靜止的小磁針的磁極，若發(fā)生排斥現(xiàn)象，則鋼棒有磁性；若與小磁針的兩極都相互吸引，則沒有磁性.

4.根據(jù)磁極的磁性最強(qiáng)判斷.將A棒、B棒如圖1放置，因?yàn)闂l形磁體兩端的磁性最強(qiáng)，中間的磁性最弱.如果A、B不吸引，則表示鋼棒B有磁性，A沒有磁性；如果A、B吸引，則表示鋼棒A有磁性，B沒有磁性.

（二）如何理解通電螺線管外部的磁場和條形磁鐵的磁場一樣

理解這個問題時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

1.對通電螺線管概念的理解要到位

兩個原則：①同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引；②右手定則.

三個因素：有三個因素與通電螺線管周圍的磁場有關(guān)：螺線管的磁極、電流方向及繞線情況.在這三個因素中，任意兩個都能決定第三個.

2.對通電螺線管隱含條件的理解要到位

（1）通電螺線管外部的磁感線是從螺線管的北極發(fā)出回到南極.其隱含條件是：通電螺線管內(nèi)部的磁場方向是從螺線管的南極指向北極.

（2）通電螺線管的磁性強(qiáng)弱與電流大小有關(guān).電流越大，螺線管的磁性越強(qiáng).

（三）如何分析由電磁繼電器組成的電路的工作過程

我們可以用“流程圖法”（如圖2）來解釋電磁繼電器的工作過程，總的來說可以分五個步驟.如圖所示：

注意：控制電路的通斷可以是人為接通或斷開，也可以是外界條件變化使之自動接通或斷開.

（四）磁場為什么會對電流產(chǎn)生力的作用

我們知道磁體的周圍有磁場，當(dāng)磁體跟另一個磁體接近時，它們之間通過磁場發(fā)生相互作用；我們還知道電流周圍也存在著磁場，我們可以把通電導(dǎo)體看成一個磁體，當(dāng)通電導(dǎo)體跟磁體接近時，它們之間也通過磁場發(fā)生相互作用.因此，磁場對電流的作用，其實(shí)質(zhì)也是磁體和磁體間通過磁場而發(fā)生的作用.

（五）感應(yīng)電流因何而生

1.由電磁感應(yīng)現(xiàn)象可知，要得到感應(yīng)電流應(yīng)同時滿足兩個條件：（1）電路必須是閉合的；（2）部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動.

2.要想真正地理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生，除掌握上述兩個條件外，還要正確認(rèn)識以下幾個問題：

（1）必須是導(dǎo)體正在做切割磁感線運(yùn)動.如果某部分導(dǎo)體雖然做過切割磁感線運(yùn)動，但現(xiàn)在處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么該電路中就不會有感應(yīng)電流，也就是說只有切割磁感線的過程中，才會產(chǎn)生感應(yīng)電流.

（2）切割磁線時，導(dǎo)體不一定是運(yùn)動的.“切割”指的導(dǎo)體與磁場的相對運(yùn)動.磁體不運(yùn)動，導(dǎo)體運(yùn)動，如在電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)體切割磁感線，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；導(dǎo)體不運(yùn)動，磁體運(yùn)動，如對于大型發(fā)電機(jī)來說，定子是線圈，轉(zhuǎn)子是磁極，這時導(dǎo)體也會切割磁感線，也有會感應(yīng)電流產(chǎn)生；導(dǎo)體不動，磁體也不動，但是磁體的磁性強(qiáng)弱發(fā)生了變化，即產(chǎn)生了變化了磁場，這時也相當(dāng)于導(dǎo)體切割了磁感線，也會有感應(yīng)電流產(chǎn)生.

二、例題解析

考點(diǎn)1.磁場與磁感線

考點(diǎn)歸納：（1）磁體、磁現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；（2）磁極間的相互作用的研究和利用；（3）磁場方向的規(guī)定，熟知條形、蹄形磁體周圍磁感線的分布情況，還要了解放入磁場中的物體各磁極的受力情況.

例1 為了收集實(shí)驗(yàn)臺上的鐵粉，小明用塑料袋包好磁鐵吸引鐵粉，當(dāng)磁鐵靠近桌面上的鐵粉時，出現(xiàn)如圖3所示的情況，小明說：“我終于看到了真正的磁感線”.小紅用如圖4所示的通電線圈去收集鐵粉.

（1）根據(jù)如圖3所示，條形磁鐵有

個磁極，鐵粉能夠一個接著一個吸引排列下去，說明鐵粉被 后也具有磁性，相當(dāng)于小磁體的鐵粉靠在一起的磁極一定是 （選填“同名”或“異名”）磁極.

（2）小明的說法中錯誤的是 .

磁感線顯示的是 .

（3）小紅所用線圈繞在鐵芯上的作用是 ，圖4中畫出了部分磁感線，則a點(diǎn)的磁場比b點(diǎn)的磁場 （選填“強(qiáng)”或“弱”）；根據(jù)圖中磁感線的方向，標(biāo)出螺線管的磁極和電源的正負(fù)極.

解析 任何磁鐵都具有兩個磁極，磁極就是磁體上磁性最強(qiáng)的部位，也就是吸引鐵粉最多的部位.鐵粉本身不具有磁性，被磁化后變?yōu)樾〈朋w，各個小磁體的異名磁極相互吸引而連成一串.磁感線是描述磁場的假想曲線，這個曲線的要求是：該曲線每點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場方向一致，曲線的箭頭代表磁場方向，同時磁場方向規(guī)定磁體外部從N極出發(fā)進(jìn)入S極，因此電磁鐵的左端為S極.而磁感線的疏密程度代表了該點(diǎn)的磁場強(qiáng)度，越密集磁場越強(qiáng).因此圖中b點(diǎn)比a點(diǎn)磁感線密集些，b點(diǎn)比a點(diǎn)的磁場強(qiáng)些.根據(jù)右手螺旋定則，大拇指向右指向N極，電流必須從左側(cè)流入，因此電源的左端為正極.

答案 （1）兩 磁化 異名

（2）磁感線是假想的曲線，看不見的磁場的方向和強(qiáng)弱

（3）增強(qiáng)磁性 弱 如圖5

考點(diǎn)2.電流的磁場及其應(yīng)用

考點(diǎn)歸納：（1）奧斯特實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法、步驟和結(jié)論，最早做實(shí)驗(yàn)者及實(shí)驗(yàn)的意義；（2）電流磁場的應(yīng)用；（3）利用安培定則判斷電磁鐵的磁極、電源的正負(fù)極，并繞制通電螺線管；（4）探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)的關(guān)系.

例2 如圖6所示，試判斷通電螺線管的南北極.

解析 由圖6可知，在我們看到螺線管的一側(cè)導(dǎo)線中電流方向向上，看不到的一側(cè)電流方向向下.如圖7所示，根據(jù)安培定則，讓右手彎曲的四指指向電流方向，則拇指所指的方向就是通電螺線管的北極，即螺線管的左端為N極，右端為S極.

變式 開關(guān)S閉合后，通電螺線管上方小磁針靜止時的指向如圖8所示，試確定電源的正負(fù)極.

解析 由磁場規(guī)律知，通電螺線管的左端為S極，右端為N極，根據(jù)安培定則得，電源的左端為負(fù)極，右端為正極.如圖9所示.

點(diǎn)評 本題是母題的逆用，先從小磁針的指向，確定通電螺線管的N、S極，再用安培定則判斷螺線管中的電流方向，進(jìn)而確定電源的正負(fù)極.

考點(diǎn)3.電磁繼電器

考點(diǎn)歸納：（1）電磁繼電器的原理和工作過程；（2）能快速判斷各種自動控制電路的原理.

例3 如圖10是一種水位自動報警器的原理圖，有關(guān)該報警器工作情況的下列敘述，不正確的是（ ）.

A.該報警器紅燈是報警燈，報警器工作時，必須依靠一般水的導(dǎo)電性，且水位必須到達(dá)A

B.該報警器的紅、綠燈不會同時亮

C.當(dāng)水位沒有達(dá)到A時，電磁鐵沒有磁性，只有綠燈亮

D.當(dāng)該報警器報警時，電磁鐵的上端是N極

解析 水、金屬塊A和B組成了控制電路的“開關(guān)”.當(dāng)水位沒有到達(dá)A點(diǎn)時，這個“開關(guān)”處于斷開狀態(tài)，控制電路中沒有電流，電磁鐵沒有磁性，此時銜鐵在彈簧的拉力作用下使動觸點(diǎn)與上面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路中的綠燈亮以示安全；當(dāng)水位到達(dá)A點(diǎn)時，控制電路中的“開關(guān)”閉合，電路有電流，使得電磁鐵具有磁性，從而吸引銜鐵使動觸點(diǎn)與下面的靜觸點(diǎn)接觸，工作電路中的紅燈亮以示危險.根據(jù)電磁鐵中的電流方向及其繞線方式，運(yùn)用右手定則易知電磁鐵的下端為N極.

答案 D

點(diǎn)評 此題通過一個自動控制電路來考查電磁繼電器的應(yīng)用.分析這類自動控制作用的電磁繼電器的工作原理，通常按下面的程序進(jìn)行：控制無件或開關(guān)處于什么狀態(tài)——控制電路的通斷——電磁鐵有無磁性——是否吸引銜鐵——工作電路的通斷.

考點(diǎn)4.電動機(jī)與發(fā)電機(jī)的區(qū)別

考點(diǎn)歸納：（1）從制作原理來區(qū)分：電動機(jī)是利用通電線圈在磁場中受到力的作用而轉(zhuǎn)動的原理制成的；發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的.

（2）從構(gòu)造來區(qū)分：電動機(jī)的構(gòu)造：主要由磁鐵、線圈、換向器和電刷等組成；發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：主要由磁鐵、線圈、銅環(huán)和電刷等組成.

（3）從能量轉(zhuǎn)化形式區(qū)分：電動機(jī)工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；發(fā)電機(jī)工作時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能.

（4）從結(jié)構(gòu)示意圖來區(qū)分：由以上兩圖可以看出電動機(jī)和發(fā)電機(jī)模型非常相似，但不難看出兩者最顯著的區(qū)別就是：①電動機(jī)外部有電源，通電線圈通過受力而轉(zhuǎn)動（如圖11）；發(fā)電機(jī)外部無電源，導(dǎo)體運(yùn)動產(chǎn)生電流，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)（如圖12）；②電動機(jī)線圈兩端連接的滑環(huán)是半圓環(huán)，發(fā)電機(jī)線圈兩端連接的滑環(huán)是圓環(huán).

例4 如圖13所示的4個實(shí)驗(yàn)裝置中，能說明發(fā)電機(jī)工作原理的是（ ）.

解析 如圖13所示的是教科書上4個重要的演示實(shí)驗(yàn)裝置.A圖是用來演示通電導(dǎo)體周圍存在磁場，使小磁針受磁場作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象的；B圖是用來演示開關(guān)閉合時，導(dǎo)體ab中通過電流在磁場中受力運(yùn)動的現(xiàn)象的；C圖是用來演示通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動現(xiàn)象的，B圖和C圖都能說明電動機(jī)的原理；D圖是用來演示開關(guān)閉合后導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是用來說明發(fā)電機(jī)工作原理的實(shí)驗(yàn)裝置.

答案 選D.

點(diǎn)評 本題考查對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察理解能力，同時考查對電磁現(xiàn)象的綜合認(rèn)識和理解.物理學(xué)的發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn)，因此認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)、觀察研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和規(guī)律，是學(xué)習(xí)物理應(yīng)具備的基本技能.

考點(diǎn)5.發(fā)電機(jī)應(yīng)用的探究

考點(diǎn)歸納：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件

例5 實(shí)際的發(fā)電機(jī)采取線圈不動（稱為“定子”）而磁鐵運(yùn)動（稱為“轉(zhuǎn)子”）的方式發(fā)電，為了增強(qiáng)磁鐵的磁性，轉(zhuǎn)子一般不用永磁鐵，而用電磁鐵代替.小明利用如圖14所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了模擬探究.其中為A電磁鐵，B為螺線管（其作用相當(dāng)于線圈），B與靈敏電流計組成閉合回路.

探究一：閉合開關(guān)后，B保持不動，A迅速向下插入B，電流計指針向右偏；A向上拔出時，電流計指針向左偏.

（1）以上操作說明 .

（2）若保持A不動，螺線管B由下向上套住A的過程中，電流計指針應(yīng)向 偏.

（3）感應(yīng)電流的大小可能與什么因素有關(guān)？

①請說出你的猜想（至少說出兩個不同的猜想）： ； .

②請你針對其中一個猜想設(shè)計實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想是否正確.要求說出實(shí)驗(yàn)方案.

探究二：將A放在B內(nèi)并保持不動.閉合開關(guān)瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)；閉合開關(guān)一段時間，A中電流穩(wěn)定后，電流計指針不偏轉(zhuǎn)；移動滑動變阻器的滑動觸頭，電流計指針偏轉(zhuǎn)；斷開開關(guān)瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn).

（4）探究二說明，閉合電路中的磁場 （選填“發(fā)生變化”或“不發(fā)生變化”）時，就能產(chǎn)生感應(yīng)電流.

（5）閉合電路中感應(yīng)電流的大小與磁場強(qiáng)弱變化的快慢有什么關(guān)系呢？將放在內(nèi)保持不動，閉合開關(guān)，快速移動滑動變阻器的滑動觸頭時，電流計的指針偏轉(zhuǎn)角度較大；慢慢移動滑動變阻器的滑動觸頭時，電流計的指針偏轉(zhuǎn)角度較小.由此可得出結(jié)論： .

解析 B保持不動，當(dāng)A向下或向上運(yùn)動即切割磁感線運(yùn)動方向發(fā)生改變時，電流計指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變即感應(yīng)電流發(fā)生改變，說明感應(yīng)電流的方向與切割磁感線的運(yùn)動方向有關(guān).保持A不動，螺線管B由下向上套住A，相當(dāng)于B保持不動，A向下插入B，根據(jù)題設(shè)條件可知，此時電流計指針應(yīng)向右偏.設(shè)計驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)方案要體現(xiàn)控制變量法.

根據(jù)探究二中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，當(dāng)閉合電路中的磁場發(fā)生變化時，就能產(chǎn)生感應(yīng)電流.滑動變阻器滑動觸頭移動得快，說明閉合電路中的磁場強(qiáng)弱變化得快；滑動變阻器滑動觸頭移動得慢，說明閉合電路中的磁場強(qiáng)弱變化得慢.所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：閉合電路中感應(yīng)電流的大小與磁場強(qiáng)弱變化的快慢有關(guān)，同樣的條件，磁場強(qiáng)弱變化得快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大.

電磁感應(yīng)及其應(yīng)用范文第4篇

一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)

電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式．電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用．其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象，電磁輻射和電磁場等．為了便于研究，把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理，實(shí)際上，這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的．透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系，才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)．對此，應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材．

1．電磁學(xué)的兩種研究方式

整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行，這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來．只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系，才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力．

場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法．場是物質(zhì)，是物質(zhì)的相互作用的特殊方式．中學(xué)物理的電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來，靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等，組成一個關(guān)于場的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容．

“路”是“場”的一種特殊情況．中學(xué)教材以“路”為線的大骨架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等．

“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系．麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律，是以“場”為基礎(chǔ)的．“場”是電磁運(yùn)動的實(shí)質(zhì)，因此可以說“場”是實(shí)質(zhì)，“路”是方法．

2．物理知識規(guī)律物

理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律，以及它們的相互聯(lián)系．

物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實(shí)驗(yàn)，掌握了充分可靠的事實(shí)之后，進(jìn)行分析和比較找出它們相互之間存在著的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來．物理定律的形成，也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的．但是，物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性，因此其適用范圍有一定的局限性．

第二冊第一章“電潮重要的物理規(guī)律是庫侖定律．庫侖定律的實(shí)驗(yàn)是在空氣中做的，其結(jié)果跟在真空中相差很?。溥m用范圍只適用于點(diǎn)電荷，即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況．

“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律．歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用，但對氣體導(dǎo)電是不適用的．歐姆定律的運(yùn)用有對應(yīng)關(guān)系．電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體．

“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進(jìn)行類比，可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念．

“電磁感應(yīng)”這一章，重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律．在這部分知識中，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線．本章以電流、磁場為基礎(chǔ)，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面，是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)．電磁感應(yīng)的重點(diǎn)和核心是感應(yīng)電動勢．運(yùn)用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的．

“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐，進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場，對場的認(rèn)識又上升了一步．麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步．

3．通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性，使學(xué)生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點(diǎn)

電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的．大量實(shí)驗(yàn)證明在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著．電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用．運(yùn)動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場．磁體的周圍也存在著磁場．磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)．磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用．現(xiàn)在，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場的觀點(diǎn)，并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)．

運(yùn)動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對其它運(yùn)動的電荷（電流）有磁場力的作用．所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷（電流）之間是通過磁場而發(fā)生作用的．麥克斯韋用場的觀點(diǎn)分析了電磁現(xiàn)象，得出結(jié)論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場．按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場，這就是電磁場．電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波．

從場的觀點(diǎn)來闡述路．電荷的定向運(yùn)動形成電流．產(chǎn)生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場．導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處．導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運(yùn)動的特例，即導(dǎo)體中形成電流時，它的本身要形成電場又要提供自由電荷．當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時，電流也隨之而終止．

二、以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終，使知識學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體

1．場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題．第一章“電潮是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵．電場強(qiáng)度、電勢、磁嘗磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場是物質(zhì)的實(shí)質(zhì)性概念．電場線，磁感線是形象地描述場分布的一種手段．要進(jìn)行比較，找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強(qiáng)對場的理解．

2．電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運(yùn)動的電荷、電流有力的作用．在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別，比如，場不是力，電勢不是能等．場中不同位置場的強(qiáng)弱不同，可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹?qiáng)弱程度．在電場中用電場力做功，說明場具有能量．通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了．

3．認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使“潮抽象的概念形象化，通過演示實(shí)驗(yàn)是非常重要的措施．把各種實(shí)驗(yàn)做好，不僅使學(xué)生易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練．安排學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力．從物理學(xué)的特點(diǎn)與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看，應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力，使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學(xué)生真正掌握科學(xué)知識體系上．

電磁感應(yīng)及其應(yīng)用范文第5篇

知識目標(biāo)

1、知道安培的分子電流假說．

2、知道電和磁是相互聯(lián)系的．

3、了解磁性材料及其應(yīng)用．

能力目標(biāo)

1、通過本書教學(xué)，了解科學(xué)假說在認(rèn)識自然奧秘中的重要作用．

2、通過演示實(shí)驗(yàn)和實(shí)物展示，掌握一些實(shí)用的磁性材料的常識，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力．

情感目標(biāo)

進(jìn)行物理方法教育：培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)研究的思維方式，即實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)科學(xué)假說實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論．

教學(xué)建議

教材分析

教材本節(jié)的重點(diǎn)是：磁鐵的磁場也是由運(yùn)動電荷產(chǎn)生的．難點(diǎn)是學(xué)生對安培分子電流假說的理解．教師可以利用深化物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)使學(xué)生理解分子電流．

教法建議

教學(xué)可以采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法，在引入時，可以讓學(xué)生思考：為什么通電螺旋管周圍的磁感線分布和條形磁鐵非常相似？是否磁體和電流的磁場本質(zhì)上有可能存在相同的起源問題？讓學(xué)生認(rèn)真思考聯(lián)系．在通過演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，在教師指導(dǎo)點(diǎn)撥下總結(jié)規(guī)律．通過實(shí)驗(yàn)和講解擴(kuò)展磁性材料知識．

教學(xué)設(shè)計方案

安培分子電流假說磁性材料

一、素質(zhì)教育目標(biāo)

（一）知識教學(xué)點(diǎn)

1、知道安培的分子電流假說．

2、知道電和磁是相互聯(lián)系的．

3、了解磁性材料及其應(yīng)用．

（二）能力訓(xùn)練點(diǎn)

1、通過本書教學(xué)，了解科學(xué)假說在認(rèn)識自然奧秘中的重要作用．

2、通過演示實(shí)驗(yàn)和實(shí)物展示，掌握一些實(shí)用的磁性材料的常識，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力．

（三）德育滲透點(diǎn)

進(jìn)行物理方法教育：培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)研究的思維方式，即實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)科學(xué)假說實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論．

（四）美育滲透點(diǎn)

通過精美的實(shí)驗(yàn)儀器展示，培養(yǎng)學(xué)生對物理儀器工藝美的審美感受力，通過物理學(xué)研究思維方式的訓(xùn)練和培養(yǎng)，提高學(xué)生對物理學(xué)推理過程的邏輯美的審美感受力．

二、學(xué)法引導(dǎo)

1、教師通過復(fù)習(xí)提問法引入，通過學(xué)生自學(xué)課本，了解安培分子電流假說，通過演示實(shí)驗(yàn)法驗(yàn)證，通過啟發(fā)使學(xué)生理解電本質(zhì)．

2、學(xué)生認(rèn)真思考，細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)，在教師指導(dǎo)下自學(xué)課本，分析總結(jié)．

三、重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法

1、重點(diǎn)

磁鐵的磁場也是由運(yùn)動電荷產(chǎn)生的．

2、難點(diǎn)

安培分子電流假說的理解．

3、疑點(diǎn)

分子電流的微觀本質(zhì)．

4、解決辦法

利用深化知識中學(xué)過的物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)或理解分子電流．

四、課時安排

1課時

五、教具學(xué)具準(zhǔn)備

條形磁鐵、軟鐵棒、大頭針、電源、通電螺旋管、小磁針、塑料棒、鋁棒、銅棒、鐵架臺、變壓器鐵芯．

六、師生互動活動設(shè)計

教師復(fù)習(xí)提問引入，學(xué)生認(rèn)真思考聯(lián)系．通過演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)生自學(xué)課本知識，在教師指導(dǎo)點(diǎn)撥下總結(jié)規(guī)律．通過實(shí)驗(yàn)和講解擴(kuò)展磁性材料知識．

七、教學(xué)步驟

（一）明確目標(biāo)

（略）

（二）整體感知

本節(jié)課首先講述磁鐵和電流的磁場是否有本質(zhì)上的一致，然后介紹磁性材料的特點(diǎn)及常見的磁性材料．

（三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程

1、引入新課

從上節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們發(fā)現(xiàn)磁體和電流這兩種完全不同的物質(zhì)周圍空間都存在著磁場，且通電螺旋管周圍的磁感線分布和條形磁鐵非常相似，這說明了什么問題？

電與磁之間一定有某種聯(lián)系，磁體和電流的磁場本質(zhì)上有可能存在相同的起源問題．

2、安培的分子電流假說

身體中的電流是由大量的自由電子的定向移動而形成的，而電流的周圍又有磁場，所以電流的磁場應(yīng)該是由于電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的．那么，磁鐵的磁場是否也是由電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的？

安培提出在磁鐵中分子、原子存在著一種環(huán)形電流——分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體．

磁鐵的分子電流的取向大致相同時，對外顯磁性；磁鐵的分子電流取向雜亂無章時，對外不顯磁性．

3、假說的驗(yàn)證

（l）能解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

現(xiàn)象一：軟鐵棒被磁化．演示：軟鐵棒未被磁化前無磁性；磁化后有磁性，能吸引大頭針．

現(xiàn)象二：磁鐵受到猛烈的敲擊會失去磁性．

演示：猛擊磁鐵，觀察小磁針偏轉(zhuǎn)情況．

（2）近代的原子結(jié)構(gòu)理論證實(shí)了分子電流的存在．

根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理論，微粒原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，電子在庫侖力的作用下，繞核高速旋轉(zhuǎn)，形成分子電流．

4、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

科學(xué)假說在人們認(rèn)識自然奧秘中有著重要的作用，是人們研究科學(xué)發(fā)展的一種重要方式，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后的假說就升華為理論，即安培分子電流理論．從該理論中，我們可以清楚地看到磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的．

5、磁性材料

（1）不同的物質(zhì)磁化程度不同

演示：通電螺線管上方懸掛小磁針，先在螺線管中先后插入塑料棒、銅棒、鋁棒，觀察磁針偏轉(zhuǎn)情況．再分別插入軟鐵棒、變壓器鐵芯，觀察磁釘偏轉(zhuǎn)情況．

大多數(shù)物質(zhì)對磁場的影響很小，只有少數(shù)幾種物質(zhì)如鐵、鎳、鈷及一些合金等才能對磁場有很大的影響，能使磁場增強(qiáng)幾千倍，甚至上百萬倍，這些材料叫鐵磁性材料．

6、介紹硬磁性材料和軟磁性材料

閱讀課文，請學(xué)生回答：

（1）什么是硬磁性材料？什么時候用硬磁性材料？

（2）什么是軟磁性材料？什么時候用軟磁性材料？

（四）總結(jié)、擴(kuò)展

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了安培分子電流假說，使我們認(rèn)識到磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的．電與磁的統(tǒng)一是一個非常重要的思想，這個思想引導(dǎo)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，引導(dǎo)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，最后引導(dǎo)麥克斯建立了統(tǒng)一的電磁場理論．

注意不要把一切磁場都看作是由電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的．因?yàn)樽兓碾妶鲆矔a(chǎn)生磁場．另外注意和化學(xué)中極性分子知識相結(jié)合編寫理化綜合題考察學(xué)生的綜合應(yīng)試能力．

八、布置作業(yè)

普通磁帶錄音機(jī)是用一個磁頭來錄音和放音的，磁頭結(jié)構(gòu)如圖所示，在一個環(huán)形鐵芯上繞一個線圈，鐵芯有個縫隙，工作時磁帶就貼著這個縫隙移動，錄音時，磁頭線圈跟微音器相連，放音時，磁頭線圈改為跟揚(yáng)聲器相連，磁帶上涂有一層磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁，微音器的作用是把聲音的變化轉(zhuǎn)化為電流的變化，揚(yáng)聲器的作用是把電流的變化轉(zhuǎn)化為聲音的變化．根據(jù)學(xué)習(xí)的知識，把普通錄音機(jī)錄音的基本原理簡明扼要地寫出來．（放音的基本原理待學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)后可知．）

答：聲音的變化經(jīng)微音器轉(zhuǎn)化為電流的變化，變化的電流流過線圈，在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場，磁帶經(jīng)過磁頭時磁粉被不同程度地磁化，并留下剩磁，這樣，聲音的變化就被記錄成不同程度的磁化．

九、板書設(shè)計

七、安培的分子電流假說、磁性材料

一、安培的分子電流假說

1、假說的提出

2、假說的驗(yàn)證

二、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)

磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運(yùn)動產(chǎn)生的．