探究电磁感应产生的条件ppt
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大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版
的磁场在其周围空间激发一种电场提供的。这
种电场叫感生电场（涡旋电场）
感生电场 E i
感生电场力 qEi
感生电场为非静 电性场强，故：
e E i dld dm t
Maxwell：磁场变化时，不仅在导体回路中 ，而且在其周围空间任一点激发电场，感生 电场沿任何闭合回路的线积分都满足下述关 系：
E id l d d m t d ds B td S d B t d S
线
形
状
电力线为闭合曲线
E感
dB 0 dt
电 场 的
为保守场作功与路径无关
Edl 0
为e非i 保守E 场感作d功l与路径dd有mt关
性
静电场为有源场
质
EdS
e0
q
感生电场为无源场
E感dS0
➢感生电动势的计算
方法一，由 eLE感dl
需先算E感
方法二， 由 e d
di
(有时需设计一个闭合回路)
2.感生电场的计算
Ei
dl
dm dt
L
当 E具i 有某种对称
性才有可能计算出来
例：空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感
强度方向平行柱轴，如长直螺线管内部的场。
磁场随时间变化，且设dB/dt=C >0，求圆柱
内外的感生电场。
则感生电场具有柱对称分布
Bt
此 E i 特点：同心圆环上各点大小相同，方向
磁通量 的变化
感应电流的 磁场方向
感应电流 的方向
电动势 的方向
➢ 楞次定律的另一种表述：
“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因”
“原因”即磁通变化的原因，“效果”即感应电流的 场
电磁感应定律PPT课件
21 B1 I1
12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
（Maxwell equations）
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数，仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位：H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
（D）电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a
12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
（Maxwell equations）
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数，仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位：H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
（D）电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a
法拉第电磁感应定律ppt课件全
E n 算出的是平均感应电动势 t
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动 势等于全段时间内导体的平均感应电动势。
8
巩固练习：
1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每 秒钟均匀地增加2 Wb，则：
A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
√B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中的感应电动势始终是2 V D．线圈中不产生感应电动势
由I
E R
r
知：大，总电指阻针一偏定转时角，越E大越。大，I越
问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈
中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了I 产生的I大小不等6
2．磁通量变化越快，感应电动势越大。
二、法拉第电磁感应定律
Φ
t3 t4
O
t1 t2
t
图1
图2
18
例2.如图 (a)图所示，一个500匝的线圈的两 端跟R＝99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的 匀强磁场中，线圈的横截面积为20 cm2，电阻 为1 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象 如(b)图，求磁场变化过程中通过电阻R的电流 为多大？
19
【解析】 由题图(b)知：线圈中磁感应强度 B 均匀 增加，其变化率ΔΔBt ＝(504－1s0)T＝10 T/s. 由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动 势为 E＝nΔΔΦt ＝nΔΔBt S＝500×10×20×10－4 V＝10 V. 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I＝R＋E r＝991＋0 1A＝0.1 A.
巩固练习
2．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀 速转动，穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系 如图1，当线圈处于如图2所示位置时，它的：
电磁感应(20张ppt)
（3）线框绕轴线AB转动（图丙）。
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
2．如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开（图甲）， 然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？ 为什么？
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
3、 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内， 闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2。线圈在什么时候 有感应电流？什么时候没有感应电流？为什么？
孙正林 泰州市第三高级中学
开启智慧之门
一、电磁感应的探索历程 1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电导 线周围的小磁针发生偏转，从而发现电流的磁 效应．
开启智慧之门
2．法拉第发现“磁生电” 1831年，英国物理学家法拉第发现
了电磁感应现象．
电源
G
开启智慧之门
奥斯特梦圆 : “电”生“磁” (机遇总是垂青那些有准备的人）
法拉第心系： “磁”生“电” （成功总是属于那些坚持不懈的人）
探究智慧之源
二、探究感应电流产生的条件
实验1：
如何才能在回路中 产生感应电流？
实验操作 表针是否摆动
导体棒左移 是 导体棒右移 是 导体棒不动 否 导体棒上移 否 导体棒下移 否
结论：闭合回路的部分导体在磁场
中切割磁感线
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁 从线圈中拔出
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁从线圈中拔出
磁铁的运 指针是
动
否摆动
N极插入线 圈
是
N极停在线 否 圈中
N极从线圈 中抽出
是
磁铁的运 指针是
动
否摆动
S极插入线 圈
是
S极停在线
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
2．如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开（图甲）， 然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？ 为什么？
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
3、 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内， 闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2。线圈在什么时候 有感应电流？什么时候没有感应电流？为什么？
孙正林 泰州市第三高级中学
开启智慧之门
一、电磁感应的探索历程 1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电导 线周围的小磁针发生偏转，从而发现电流的磁 效应．
开启智慧之门
2．法拉第发现“磁生电” 1831年，英国物理学家法拉第发现
了电磁感应现象．
电源
G
开启智慧之门
奥斯特梦圆 : “电”生“磁” (机遇总是垂青那些有准备的人）
法拉第心系： “磁”生“电” （成功总是属于那些坚持不懈的人）
探究智慧之源
二、探究感应电流产生的条件
实验1：
如何才能在回路中 产生感应电流？
实验操作 表针是否摆动
导体棒左移 是 导体棒右移 是 导体棒不动 否 导体棒上移 否 导体棒下移 否
结论：闭合回路的部分导体在磁场
中切割磁感线
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁 从线圈中拔出
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁从线圈中拔出
磁铁的运 指针是
动
否摆动
N极插入线 圈
是
N极停在线 否 圈中
N极从线圈 中抽出
是
磁铁的运 指针是
动
否摆动
S极插入线 圈
是
S极停在线
高二物理课件《探究电磁感应的产生条件》课件
课堂练习
书 P9 No.2
课题研究：“摇绳能发电吗?
2、线圈中插入、抽出磁铁
通过前面两个实验，我们可以 得到什么结论？ 只有磁铁相对线圈运动时，才 有电流产生。磁铁相对线圈静 止时，没有电流产生。 想一想：这个结论是不是普遍 适用的呢？
探究实验-------书 P 7实验
操作
开关闭合瞬间 开关断开瞬间
现象
有电流产生
有电流产生
无电流产生 有电流产生
归纳总结
结论：
只要穿过闭合电路的磁通量变 化，闭合电路中就有感应电流 产生。
例题1
如图所示，在磁感应强度为 B的匀强磁场中有一 面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置， 则此时通过线圈的磁通量为多大？现使线圈以ab 边为轴转180°，求此过程磁通量的变化量？ 如果线圈转过的角度是1200， 磁通量变化了多少？
学科网
法拉第的创新：
组卷网
圆盘发电机揭开了机械能转化为电能 的序幕。
从此人类进入了电气化时代：壮美的都市夜景
二、探究电磁感应的产生条件
【实验现象 】 ？ 感应电流、电磁感应现象 【实验条件 】 ？
1、初中研究的结论：闭合电路 的部分导体 切割磁感线 时有感 应电流产生。
二、探究电磁感应的产生条件
开关闭合时， 滑动变阻器不动 开关闭合时， 迅速移动变阻器的滑片
实验结论： 只有当线圈A中电流发生变化时，线圈B中过以上几个产生感应电流 的实验，我们能否寻找它们之 间的共同之处，并从本质上概 括出产生感应电流的条件？
分析论证
△Φ=B · △S
分析论证
分析论证
4.1 划时代的发现
zxxk
4.2探究电磁感应的产生条件
一、划时代的发现
《电磁感应现象》课件
4. 分析结果
根据记录的数据，分析电磁感应 现象中产生的电动势大小和方向 与磁场变化的关系，验证法拉第 电磁感应定律。
5. 清理实验现场
实验结束后，关闭电源，拆解电 路，整理实验器材。
05
电磁感应现象的意义与影响
对现代电力工业的影响
发电
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能，为现代电力工业
提供源源不断的能源。
智能电网
智能电网的建设需要大量应用电磁感应技术，实 现高效、安全、可靠的电力传输和分配。
3
交通领域
未来交通工具如电动汽车、高速磁悬浮列车等将 大量应用电磁感应技术，提高运行效率和安全性 。
学生自我评估与反馈
学生应自我评估对本课程内容的掌握程度，是否理解了电磁感应现象的基本概念和法拉第电磁感应定律的原理 。
用于测量感应电流的大小 和方向。
导线
连接电源、线圈、电流计 和磁铁。
实验步骤与观察
2. 启动实验
打开电源，逐渐增加磁场强度或 改变磁场方向，观察灵敏电流计 的读数变化。
1. 连接电路
将电源、线圈、电流计和磁铁按 照电路图正确连接，确保线路接 触良好。
3. 记录数据
在实验过程中，记录不同磁场强 度和方向下，感应电流的大小和 方向变化。
输电
高压输电线路利用电磁感应原理 将电能高效地传输到各个角落，
满足人们的电力需求。
配电
配电系统利用电磁感应原理实现 电能的分配和管理，保障电力供
应的稳定性和可靠性。
对现代电子工业的影响
电子设备
各种电子设备如电视、电脑、手机等 都离不开电磁感应的应用，如变压器 、电感器等。
通信技术
无线通信和光纤通信技术利用电磁感 应原理实现信息的传输和处理，极大 地促进了现代电子工业的发展。
电磁感应及应用PPT优秀课件
理量发生了变化、哪些物理量不变？
B不变、S变
猜 想1
产生感应电流条件：闭合回路面积发生变化
探究产生感应电流的条件
1问 题
S不变、B变能产生感应电流吗？
2 合作探究 设计实验，探究B改变与产生感应电流之间的关系。
导线若干
大小螺线管
条形磁铁
滑动变阻器
单刀单掷开关
灵敏电流计
探究产生感应电流的条件
实验结论 插入、拔出过程有感应电流产生，停留无感应电流产生。
S不变、B变
猜 想2
产生感应电流的条件：磁感应强度发生变化
探究产生感应电流的条件
实验结论 B不变、S改变；S不变、B改变都会产生感应电流。
猜想
能否用一个物理量描述产生感应电流的条件？
磁通量：Φ=BS
产生感应电流的条件：
闭合回路磁通量变化
电磁感应现象的应用
导入实验
连接灯泡的铜线圈在靠近盒 子的过程中，穿过线圈的磁 通量在不断地发生变化。
电磁感应现象的应用
生活中的物理
电磁炉运用了电磁感应原理，交变电流通过陶 瓷板下方的线圈产生变化的磁场，磁场内的磁 力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流， 令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。
探究产生感应电流的条件
实验探究 1、将条形磁铁插入和拔出大螺线管， 观察插入、停留、拔出过程有无感应 电流的产生。
2、尝试对此过程的现象加以解释。
探究产生感应电流的条件
实验探究
将条形磁铁插入和拔出大螺线管，观察 插入、停留、拔出过程电流表示数是否 发生变化。
实验现象
插入、拔出 停留
电流表示数变化 电流表示数不变，为零
人教版 必修三 第十三章 第三节
电磁感应及应用
B不变、S变
猜 想1
产生感应电流条件：闭合回路面积发生变化
探究产生感应电流的条件
1问 题
S不变、B变能产生感应电流吗？
2 合作探究 设计实验，探究B改变与产生感应电流之间的关系。
导线若干
大小螺线管
条形磁铁
滑动变阻器
单刀单掷开关
灵敏电流计
探究产生感应电流的条件
实验结论 插入、拔出过程有感应电流产生，停留无感应电流产生。
S不变、B变
猜 想2
产生感应电流的条件：磁感应强度发生变化
探究产生感应电流的条件
实验结论 B不变、S改变；S不变、B改变都会产生感应电流。
猜想
能否用一个物理量描述产生感应电流的条件？
磁通量：Φ=BS
产生感应电流的条件：
闭合回路磁通量变化
电磁感应现象的应用
导入实验
连接灯泡的铜线圈在靠近盒 子的过程中，穿过线圈的磁 通量在不断地发生变化。
电磁感应现象的应用
生活中的物理
电磁炉运用了电磁感应原理，交变电流通过陶 瓷板下方的线圈产生变化的磁场，磁场内的磁 力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流， 令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。
探究产生感应电流的条件
实验探究 1、将条形磁铁插入和拔出大螺线管， 观察插入、停留、拔出过程有无感应 电流的产生。
2、尝试对此过程的现象加以解释。
探究产生感应电流的条件
实验探究
将条形磁铁插入和拔出大螺线管，观察 插入、停留、拔出过程电流表示数是否 发生变化。
实验现象
插入、拔出 停留
电流表示数变化 电流表示数不变，为零
人教版 必修三 第十三章 第三节
电磁感应及应用
电磁感应现象及应用ppt课件
课堂小结
1. 划时代的发现 法拉第——电磁感应——感应电流
2. 产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感 应电流。
3. 电磁感应现象的应用 发电机、变压器、电磁炉
3. 法拉第最初发现“电磁感应现象”的实验情景简化如图所示，在正确操 作的情况下，得到符合实验事实的选项是（ ） A．闭合开关的瞬间，电流计指针无偏转 B．闭合开关稳定后，电流计指针有偏转 C．通电状态下，断开与电源相连线圈的瞬间，电流计指针有偏转 D．将绕线的铁环换成木环后，闭合或断开开关瞬间，电流计指针无偏 转
例：关于感应电流，下列说法中正确的是（ ） A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中 一定没有感应电流 D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感 应电流
2.产生感应电流的条件 （3）感应电流产生的条件：
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就 产生感应电流。 思考：能引起磁通量发生变化的原因有哪些？ a.由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化。 b.磁场不变，由于闭合回路的面积S变化而引起磁通量的变化。 c.闭合回路的磁场和面积S同时变化而引起磁通量的变化。 d.闭合回路与磁场间的夹角变化而引起磁通量的变化。
（2）实验分析：
条形磁体运动
电路中是否产生感应
电流表指针是否摆动
电流
N/S极插入线圈
是
是
N/S极停在线圈中
否
否
N/S极从线圈中拔出
是
是
条形磁体插入线圈时，线圈中的磁场由弱变强，条形磁体从线圈中 拔出时，线圈中的磁场由强变弱，即通过线圈的磁场强弱发生变化 时，会产生感应电流。2.产生感应流的条件（2）实验分析：
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁现象之间存在某种联系。
3
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2020/5/20
第一节 划时代的发现
电流的磁效应引发的对称性思考：
电流能够引起磁针的转动，为什么不能用磁铁使导线中 产生电流呢
1822年
1822年12月 1825年11月 1828年 4月 1831年 8月
法拉第在一篇日记中留下了“由磁产生电”这样的思想
B
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实验二：
线圈A中电流迅速变化，产生的磁 场强弱也在迅速变化，由于两个线 圈套在一起，所以通过线圈B的磁 场强弱也在迅速变化
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2020/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
S
当AB棒在导轨上向右运动时，虽然磁场强弱没有变化，但 是导体棒切割磁感线运动使闭合回路包围的面积在变化
11
产生的电流： 感应电流
5
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2020/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
当闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中会产生感应 电流
所谓切割即是指导 体运动方向与磁感 线方向不平行
6
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2020/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
还有哪些情况可以产生感应电流？
第四章 电磁感应
1 划时代的发现 2 探究电磁感应的条件 3 楞次定律 4 法拉第电磁感应定律 5 电磁感应规律的应用 6 互感和自感 7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动
1
-
2020/5/20
电厂中发电机如何发电？电网中高压低压跟什么因素有 关，如何控制？
2
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2020/5/20
第一节 划时代的发现
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2020/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
归纳结论：
磁通量 Φ = BSsinα
只要穿过闭合电路的磁通量发生 变化，闭合电路中就有感应电流 产生
做一做： 摇绳能发电吗，如果能，沿哪个方向站立时，发电
的可能性比较大？
12
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2020/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
摆动
在闭合回路所处的磁场中，磁感应强度发生变 开关断化开时瞬间，那么这个回路中就能产生感应电摆流动
开关闭合时，滑动变阻器不动
静止
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片
摆动
9
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2020/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
分析论证：
A B
10
实验一：
磁铁插入线圈时磁场有弱变强；磁 铁从线圈中抽出时，磁场有强变弱
19世纪20年代前 电和磁的研究始终独立发展着
18世纪中叶
人们发现磁化现象，但物理学家们仍认为电和磁互
不相关
18世纪末
康德提出“各种自然现象之间相互联系相互转化”的 思想， 奥斯特相信电和磁之间存在某种关系
1803年 1820年
奥斯特提出要把宇宙纳在一个体系中，实验失败 奥斯特发现“电流磁的效应”
电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象和
N极停在线圈中 不偏转
S极停在线圈中 不偏转
N极从线圈中抽 出
偏转
S极从线圈中抽 出
偏转
8
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2020/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
2、模仿法拉第实验
由开关或变阻器控制一个线圈的电流， 能够在另一个线圈中产生感应电流吗？
归纳以上四项实验观察结果，你能得出什么结论？
开关闭合瞬间
练习与巩固：
1、 如图所示匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种 情况下，线圈中 是否产生感应电流？
（1）保持线框平面始终与磁感线垂直，现况在磁场中上下运动（图甲） （2）保持线框平面始终与磁感线垂直，现况在磁场中左右运动（图乙） （3）线框绕轴线AB转动（图丙）。
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2020/5/20
变化的磁场
7
变化的电0/5/20
第二节 探究电磁感应的产生条件
实验：
1、向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出
我们可以得到什么结论？
磁铁的动作
表针的摆动情 磁铁的动作
当磁铁与线圈间发况生相对运动时，闭合导体
N回极路插中入产线生圈了感应电偏流 转
S极插入线圈
表针的摆动情 况
偏转
试图使用恒定电流产生的磁场来产生感应电流，结 果：实验失败 发现电磁感应现象
4
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2020/5/20
第一节 划时代的发现
磁生电是一种在变化、运动过程中才能出现的效应
法拉第把引起电流的原因概括为5大类：
变化的磁场 变化的电流 运动的恒定电流 运动的磁铁 在磁场中运动的导体
现象：
电磁感应现象