§8.1电磁感应现象
电磁感应现象
电磁感应现象电磁感应现象是由法拉第发现的一种重要的物理现象，揭示了电磁场与运动磁场之间的相互作用。
在当今的科学与技术领域中，电磁感应现象被广泛应用于各种设备和系统中，具有重要的理论和实际意义。
一、发现和原理1831年，英国科学家法拉第通过实验证明了电磁感应现象的存在。
他发现当导体穿过磁场或磁场穿过导体时，都会在导体中产生感应电流。
这种现象被称为电磁感应。
根据法拉第的法则，当磁通量通过闭合电路时，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
具体来说，感应电动势的大小等于磁通量的变化率与导线的匝数之积。
这个原理被写成以下公式：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，dt表示时间的微小变化。
由于感应电动势的产生需要变化的磁场，因此需要一个运动的磁场或者通过电流的变化来改变磁场。
这就是电磁感应现象的基本原理。
二、应用领域电磁感应现象在现代社会中被广泛应用于各个领域，其中一些重要的应用包括但不限于以下几个方面。
1. 发电机和电动机：电磁感应现象是发电机和电动机工作的基础原理。
通过导体在磁场中的运动与磁通量的变化，可以产生感应电流和电动势，实现能量的转换和传输。
2. 变压器：变压器是利用电磁感应原理工作的电力设备。
通过交变电流在线圈中产生交变磁场，从而使得磁通量发生变化，进而感应出交变电动势。
通过调整线圈的匝数比例，可以实现电压的升降。
3. 电磁感应传感器：电磁感应原理也被应用于各种传感器中，如接近传感器、速度传感器等。
这些传感器可以通过探测磁场的变化来感知物体的位置、速度等信息，并将其转化为电信号进行处理。
4. 无线充电技术：利用电磁感应原理，可以实现无线充电技术。
将电能通过磁场进行传输，可以使电子设备无需插拔充电器，实现便捷的充电方式。
5. 非接触式信号传输：电磁感应原理还被应用于无线通信系统中。
通过改变电流或磁场的变化来传输信号，实现非接触式的信号传输和通信。
三、未来发展随着科技的不断进步和应用领域的扩大，电磁感应现象的研究和应用也在不断深化和拓展。
大学物理8.1 电磁感应的基本定律
8.1.1 电磁感应现象 8.1.2 法拉第电磁感应定律 8.1.3 楞次定律 8.1.4 电吉他
8.1.1 电磁感应现象
1820年，奥斯特发现了电流的磁效应．既 年 奥斯特发现了电流的磁效应． 然电流可以产生磁场， 然电流可以产生磁场，那么反过来磁场是否也 能产生电流呢？ 能产生电流呢？ 英国物理学家法拉第从1822年到 年到1831年， 英国物理学家法拉第从 年到 年 经过一个又一个的失败和挫折， 经过一个又一个的失败和挫折，终于在人类历 史上第一个发现了电磁感应现象． 史上第一个发现了电磁感应现象． 当通过一闭合回路所包围面积的磁通量发 生变化时，回路中就会产生电流， 生变化时，回路中就会产生电流，这种电流称 为感应电流， 为感应电流，与之相应的电动势称为感应电动 势．由于磁通量的变化而产生电流的现象称为 电磁感应现象． 电磁感应现象．
R
ε
金属吉他弦
N
s
N
磁体 连到放大器
线圈
s
连接到放大器的导线绕在小磁体上成为线 圈．磁体的磁场使磁体正上方的一段金属弦磁 化，产生 N 极和 S 极，这段弦就具有了它自己 的磁场． 的磁场．
当弦被弹拨而产生振荡时， 当弦被弹拨而产生振荡时，它相对线圈的 运动使它的磁场穿过线圈的磁通量发生变化， 运动使它的磁场穿过线圈的磁通量发生变化， 于是在线圈中感应出微弱的电流． 于是在线圈中感应出微弱的电流．当弦朝向和 背离线圈振荡时， 背离线圈振荡时，感应电流以与弦振荡相同的 频率改变方向， 频率改变方向，因而把振荡的频率经放大器传 送到扬声器，这样， 送到扬声器，这样，我们就听到了的电吉他弹 奏的声音了．磁体越大、缠绕的线圈越多， 奏的声音了．磁体越大、缠绕的线圈越多，拾 音器的输出功率就越大， 音器的输出功率就越大，电吉他比传统的吉他 有多得多的控制声音的方法． 有多得多的控制声音的方法．
初中物理《电磁感应现象》 PPT课件 图文
结论： 闭合线圈的一部分导体在磁场中做切 割磁感线时导体中产生电流，叫电磁
感应。所产生的电流叫做感应电流 产生感应 电流条件： 电路闭合；部分导体切割磁感线
能量 转化：
电流方 向的判 断：
机械能转化为电能
右手定则判断 感应电流方向
右手定则： 判断电流和 磁场关系
把右手放入磁场中，磁感线垂直进入手心，大拇指指向导线 运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。
8–1 电磁感应现象
一、法拉第的发现
奥斯特发现通电直导 线周围存在磁场
电场能够产生磁场
磁场能 够产生 电场吗？
我坚信电与磁的关 系必须被推广，如 果电流能产生磁场， 磁场也一定能产生
电流！
法拉第(1791-1867)
？？？
实验探究:磁如何生电
将线圈放入磁场中：无电流
猜想与假设 线圈只有转动时才有电流,可 能与导体在线圈在磁场中的 运动有关
二、电磁感应的应用—发电机
工作原理： 电磁感应
彼此绝缘的两 个半圆环
能量转化： 机械能转化 电能
一对与电源 连接的电刷
构造：转子和定子
能够完成这一任务的装置叫做换向器
1 交流电：大小和方向发生周期性变化的电流叫 做交变电流，简称交流电。 2 频率：在交流电中，1s内完成周期性变化的次 数叫做频率，单位是赫兹（Hz)。
制定计划与设计实验
灵敏电 流计
实验装置图
灵敏电 流计
将磁铁的N、S极对调
序 磁场 运动 有无 偏转 号 方向 方向 电流 方向
1
有
2
有
3
无无
4
无无
5
有
6
有
7
8.1电磁感应
电能来 源广泛
太阳能发电
小结
电 磁 感 应 产生感应 电流条件 决定感应 电流方向
闭合回路 部分导体 在磁场中 做切割磁感线运动
磁场方向
导体运动方向
交流电： 电流大小、方向随 时间周期性变化 能量转化：机械能→电能
应用： 发电机
练一练
1、如图所示，在将磁铁插入铜质漆包线绕制的 线圈的过程中，电流表的指针会摆动. 这个现象 所反映的物理原理，在下列电气设备中得到应 用的是 (B ) A、电磁起重机 B、发电机 C、电动机 D、电磁继电器
2、甲、乙两图中，哪个是发电机的工作 原理图？哪个是电动机的工作原理图？
甲（ 电动机 ） 乙（ 发电机 ）
二、发电机
1.原理：利用电磁感应的原理制成 2.构造：发电机主要由转子和定子组成 3.能量转化：发电机发电过程中，把机械能 转化为电能。
三、交流电
1、大小和方向随时间发生周期性变化的电 流叫交流电。 2、在交变电流中，电流周期性变化的次数 与所用时间的比叫交流电的频率。（线圈 转动1圈为一个周期） 3、我国生产的交流电，频率为50HZ（即1S 内线圈转动50圈），周期为0.02S；电流方 向1S改变100次。
1.导体是闭合电路的一部分 2.导体在磁场中做切割磁感线运动
问题２：怎样改变感应电流的方向？
实验结论2：改变 导体运动 方向或
改变 磁场 方向，感应电流的方
向就会改变，即感应电流的方向 与 导体运动 方向和 磁场 方向有关。
电磁感应现象是英国物理学家法拉第发 现的，他经过十年坚持不懈的努力，才发 现了这一现象，这种热爱科学，坚持探索 真理的可贵精神值得我们学习.这一现象的 发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导 致了发电机的发明，开辟了电的时代，所 以电磁感应现象的发现具有划时代的意义 。
电磁感应现象ppt课件
点
清）
单 解
A. 发电机的基本原理是电磁感应
读 B. 发电机产生的感应电流大小和方向会周期性变化
C. 发电机在工作过程中机械能转化为电能
D. 此交流发电机的频率是 50 Hz
8.1 电磁感应现象
考 ［解题思路］ 点 清 单 解 读
8.1 电磁感应现象
考 ［答案］ D
点
清 方法点拨 发电机是利用电磁感应制成的。在发电机工作时，产生的感应电
8.1 电磁感应现象
命题点：
实 验 1. 实验原理（①____________）。
突 破
2. 实验方法（转换法、②________）。
3. 转换法的应用（通过③______________判断是否产生感应电流）。
4. 导体在磁场中运动时，灵敏电流表不偏转的原因：
（1）没有感应电流产生（④＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
/
课
8.1 电磁感应现象
前 预
1.（1）法拉第 （2）闭合 一部分 切割磁感线 感应电流 导体的运动方向
习 磁场方向
新 2.（1）电磁感应 （2）转子 定子
知
导 （3）机械 电
引
（4）大小 方向 交流电 50 Hz
第八章 电磁相互作用及应用
/
考 1. C 提示：使铜棒竖直向上或向下运动，铜棒没有切割磁感线，不会产生
单 解
流的大小和方向在周期性变化。发电机将机械能转化为电能。
读
8.1 电磁感应现象
易 ■易错点 对产生感应电流的条件不理解
错
易
例 用如图所示的装置探究电磁感应现象，下列操作使灵敏电流表指针发生
混 分
偏转的是 （
）
析 A. 保持磁体和导体 AB 静止
2023—2024学年度教科版九年级物理上册课堂作业设计8.1.电磁感应现象(有解析)
2023—2024学年度教科版九年级物理上册课堂作业设计8.1.电磁感应现象（有解析）2024年度教科版九年级物理上册课堂作业设计8.1.电磁感应现象基础过关全练知识点1法拉第的发现1.(2023广西贵港中考)图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列哪种情况不会产生感应电流()A BC D2.如图所示,闭合导线框abcd的一部分处于磁场中,将导线框沿图示方向拉出过程中,则()A.电能转化为机械能B.导线框中不会产生感应电流,因为回路中没有电源C.导线框中会产生感应电流,整个导线框都是电源D.导线框中会产生感应电流,导线ab段相当于电源知识点2发电机3.彤彤同学将一个玩具电动机与小灯泡连接后,使小电动机转动,发现小灯泡发光了。
对此现象的解释正确的是()A.电产生了磁,使电动机转动B.该现象的原理是电流的磁效应C.磁产生了电,使小灯泡发光D.此电路没有电源,小灯泡不可能发光4.如图所示,是内蒙古科委对牧民家用小型风力发电机组在锡林浩特进行了技术鉴定。
这次鉴定会同时鉴定了两个小型风力发电机组。
该风力发电机利用了原理,工作时将能转化为能。
能力提升全练5.(2022四川成都中考,A1,★★★)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。
利用此原理,人们制造了()A.电磁铁B.电热器C.电动机D.发电机6.(2022安徽中考,15,★★★)用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,实验时蹄形磁体保持静止,导体棒ab处在竖直向下的磁场中。
下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是()A.导体棒ab保持静止B.导体棒ab向左运动C.导体棒ab竖直向下运动D.导体棒ab竖直向上运动7.(2023河北秦皇岛海港期末,11,★★★)(多选)如图是探究感应电流产生条件的实验装置,磁体和铜棒ab均水平放置,闭合开关,当铜棒水平向右运动时,小量程电流表G的指针向右偏转。
电磁感应现象电磁感应现象
一、电磁感应现象电磁感应现象二、利用磁场产生的现象叫电磁感应。
1.如何磁生电？产生感应电流的条件：只要穿过电路的发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。
当电路中导体切割磁感线时，闭合电路中就会产生感应电流，在这里必须注意电路是闭合的。
2.生成什么方向的电？感应电流方向：（1）、楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．（2）、右手定则：当导体切割磁感线时，闭合电路中感应电流方向应是：伸开右手，姆指与四指垂直且在一个平面内，让磁感线从穿过，姆指指导线切割磁感线的运动方向，四指指方向。
楞次定律和右手定则都是用来判定感应电流方向的．但右手定则只局限于判定导体切割磁感线的情况；而楞次定律则适用于一切电磁感应过程，因此，可以把右手定则看作是楞次定律的特殊情况．3、生成多少电？感应电流的大小：感应电动势：在现象中产生的电动势叫感应电动势，用表示。
（1）、电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的的成正比．这就是法拉第电磁感应定律．（2）、导体切割运动感应电动势的大小：。
B为磁感强度，L为切割磁感线导体的长度， 为导体切割运动的速度，【例题精选】1．当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是[]A．线圈中一定有感应电流B．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量成正比C．线圈中一定有感应电动势D．线圈中有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比2．如图13-12所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P、Q的运动情况是[ ]A．P、Q互相靠拢B．P、Q互相远离C．P、Q均静止D．因磁铁下落的极性未知，无法判断3．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图13-8所示．导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面．欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是[ ]A．匀速向右运动B．加速向右运动C．匀速向左运动D．加速向左运动4．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图4－75所示．在这过程中 [ ]A．作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零B．作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热5．如图4－76所示，一条形磁铁作自由落体运动，当它通过闭合线圈回路时，其运动情况为 [ ]A．接近线圈和离开线圈时速度都减小B．接近线圈和离开线圈时加速度都小于gC．接近线圈作减速运动，离开线圈作加速运动D．作加速运动，接近线圈加速度小于g，离开线圈加速度大于g6．如图4-77所示，光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b，当一条形永磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时，则[]A．a，b两环均静止不动B．a，b两环互相靠近C．a，b两环互相远离D．a，b两环均向上跳起7．如图4－80所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 [ ]A．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针8．如图4－83所示，导体杆op可绕o轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω转动，磁感应强度为B，ao 间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则所施外力的功率为 [ ]9．如图所示，理想变压器左线圈与导轨相连接，导体棒ab可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是：[]A．ab棒匀速向右滑，c、d两点中c点电势高B．ab棒匀加速右滑，c、d两点中d点电势高C．ab棒匀减速右滑，c、d两点中d点电势高D．ab棒匀加速左滑，c、d两点中c点电势高10．如图所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻，其它电阻不计.导轨MN放在导轨上，在水平恒力F的作用下，沿导轨向右运动，并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行，从MN进入磁场开始计时，通过MN的感应电流i随时间t的变化可能是下图中的（）11．如图4-78所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入较小的有界匀强磁场，线圈平面和磁场保持垂直．设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为A过程；线圈全部进入磁场内运动为B过程；线圈下边出磁场到上边刚出磁场为C过程．则[ ]A．在A过程中，线圈一定做加速运动 B．在B过程中，线圈机械能不变，并做自由落体运动 C．在A和C过程中，线圈内电流方向相同 D．在A和C过程中，通过线圈的截面的电量相同12．铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是A．金属环在下落过程中的机械能守恒B．金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量C．金属环的机械能先减小后增大D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力13．如图4-100所示为某一电路装置的俯视图．mn，xy为水平放置的很长的平行金属板，板间有匀强磁场，磁感强度为B，裸导线ab电阻为R0，电阻为R1=R2=R，电容器电容C很大．由于棒ab匀速滑行，一不计重力的带正电粒子以初速度v0水平射入两板间可做匀速直线运动．（1）棒ab向哪边运动？速度多大？（2）棒如果突然停止运动，那么在突然停止时刻作用在棒上的安培力多大？方向如何？14．截面积为0.2m2的100匝电阻可以忽略不计的线圈A，处在均匀磁场中，磁场的方向垂直线圈截面，如图所示，磁感应强度为B=（0.6－0.2t）T（t为时间，以秒为单位），R1=4Ω，R2=6Ω，C=3F，线圈电阻不计，求：（1）闭合S2后，通过R2的电流大小和方向；（2）S1切断后，通过R2的电量。
8.1 《电磁感应现象》 课件---2024-2025学年教科版物理九年级上学期
结论：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生电流。
新知讲解
b a 磁生电的条件：闭合电路的部分导体在磁 场中做切割磁感线运动。
新知讲解
2.尝试改变电路中产生的电流方向，记录 你所使用的成功方法。
b a
新知讲解
2.尝试改变电路中产生的电流方向，记录 你所使用的成功方法。
（1） 如图 所示磁铁上为N 极，ab水平向右 运动，灵敏电流 计指针向左偏转。
新知讲解
有了电磁感应，才有发电机的出现，这
是人类历史上一次重大革命，从此人类迈进
了电气化时代。
太太，难道
这玩意儿
您能预言一个刚
有什么用呀？
出生的婴儿的未
来吗？
课堂练习
课堂练习
1.下列说法不正确的是（ B ）
A. 科学思维有许多方式，逆向思考也是一种有 效的思维方式 B. 1831年，法国物理学家法拉第发现了利用磁 场产生电流的条件和规律 C. 法拉第的发现进一步揭示了电与磁的联系 D. 电能的大规模生产、传输和利用，人类进入 了电气化时代
新知讲解
发电机都是依据电磁感应来发电的。如 图所示是发电机的发电原理。
新知讲解
你也许发现，随着线圈的转动，发电机产 生的感应电流的大小和方向也在周期性地变化。 这样的电流叫做交变电流电（alternating current），简称交流电（AC）。
新知讲解
在交变电流中，电流周期性变化的次数与 所用时间的比叫做这一交变电流的频率 （frequency），单位是赫兹（Hz）。我国电 网的交流电的频率是50Hz。
课堂练习
4.直流发电机线圈内和供给外部的电流分别
是（ A ）
A.交流电和直流电 B.交流电和交流电 C.直流电和交流电 D.直流电和直流电
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感应电流方向的判断方法—右手定则
右手定则：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且 都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，让磁感线 垂直进入手心（相当于手心面向N极），大拇指指向导线 运动方向，则四指所指方向为导体中感应电流的方向。
如图是闭合电路中的一部分导体的横 截面，在磁场中运动，推断感应电流 的方向
3.如图所示，在将磁铁插入铜质漆包线绕制的线圈的 过程中，电流表的指针会摆动. 这个现象所反映的物 理原理，在下列电气设备中得到应用的是( B ) A.电磁起重机 B.发电机 C.电动机 D.电磁继电器 4.要改变电磁感应中感应电流的方向， 以下方法正确的是 （ A ） A.改变导体切割磁感应线的方向 B.改变导体切割磁感应线的速度 C.改变导体的粗细 D.改变导体所处磁场的强弱
根据电磁感应现象，怎样
在导体中产生持续的电流？
二、发电机 能量转化：机械能→电能
1.结构：定子和转子（转子可能是线圈也可能是磁体） 2.原理：电磁感应现象 每转动一周完成1个周期，每 3.发电机的工作过程： 个周期电流的方向变化2次。 4.交变电流：大小和方 向发生周期性变化的电 流，简称交流电（AC） 直流电（DC）
5.频率（f）：单位时间 内（1s）电流周期性变 化的次数。 单位：赫兹（Hz）我国 交流电的频率为50Hz。
地热发电 风力发电 核电站 水力发电 太阳能发电 火力发电 潮汐发电
■讨论交流■婴儿的未来
据说，在法拉第表演他的圆盘发电机时，一位贵 妇人问道：“法拉第先生，这东西有什么作用 呢？”法拉第答道：“夫人，一个刚刚出生的婴 儿有什么作用呢？”
奥斯特实验
？
一、法拉第的发现
迈克尔·法拉第（Michael Faraday， 公元1791～公元1867）英国物理学家、 化学家，也是著名的自学成才的科学 家。生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠
家庭，仅上过小学。
法拉第从1822年起，经过十年的努力，终于在1831年发现 了磁也能生电。导致了发电机、电动机和变压器的相继问
N
v v
N
S
N
v
N
v
S
Nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
S
S
S
■讨论交流■太空悬绳发电
1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号
这种方式能发电吗？
航天飞机进行了卫星悬绳发电实验： 航天飞机在地球赤道上空离地面约 3000km处由东向西飞行，相对地的速 度大约6.5×103m/s。从航天飞机向 地心方向发射一颗卫星，卫星携带一 根长20km的金属悬绳，使这根悬绳与 地磁场垂直，做切割磁感线运动。运 动过程中，悬绳、航天飞机、卫星和 大气层的电离层形成回路。
电磁感应 现象的装置，根据这一现象 1.如图是研究_________ 发电 机。 制了________
2.如图所示 ，在微型电扇的插头处接一只发光二极管， 用手旋转叶片， 发现二极管发光.上述实验 现象说明 了 （ A ） A.磁能生电 B.磁场对电流有力的作用 C.电流的磁效应 D.电流的热效应
世，使电能的大规模生产、传输和利用成为现实，人类社
会进入了电气化时代。
■实验探究■导体在磁场中产生电流的条件
材料
♦灵敏电流计 ♦各种形状的 磁体若干 ♦导线 ♦线圈 ♦金属支架
■导体在磁场中产生电流的条件 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。 —电磁感应现象 所产生的电流叫做感应电流 电磁感应现象中的能量转化：机械能→电能 影响感应电流方向的因素: 1.导体运动的方向 2.磁场的方向