选修32知识点
电磁感应现象
穿闭合回路中磁通量发生变化闭合回路中会产生感应电流果电路闭合会产生感应电动势
种利磁场产生电流现象电磁感应1831年法拉第发现
二感应电流产生条件
1回路中产生感应电动势感应电流条件回路围面积中磁通量变化研究磁通量变化关键磁通量广义公式中（BS夹角）磁通量变化面积变化引起磁感应强度B变化引起BS夹角变化引起BS中两量变化三量时变化引起
2闭合回路中部分导体磁场中作切割磁感线运动时产生感应电动势感应电流初中学质闭合回路中磁通量发生变化
3产生感应电动势感应电流条件：穿闭合电路磁通量发生变化
▲三法拉第电磁感应定律
公式： 注意 1)该式普遍适求均感应电动势2)穿电路磁通量变化率关 磁通产生磁通变化方式电路否闭合电路结构材料等素关
公式中涉磁通量变化量计算 计算 般遇两种情况 1)回路磁场垂直面积S变 磁感应强度发生变化 时 式中磁感应强度变化率 恒定 磁场变化均匀 产生感应电动势恒定电动势2)磁感应强度B 变 回路磁场垂直面积发生变化 线圈绕垂直匀强磁场轴匀速转动产生交变电动势属种情况
严格区磁通量 磁通量变化量磁通量变化率 磁通量 表示穿研究面磁感线条数 磁通量变化量 表示磁通量变化少 磁通量变化率表示磁通量变化快慢
公式二 注意 1)该式通常导体切割磁感线时 导线磁感线互相垂直(l^B )2)vB夹角l导体切割磁感线效长度(l导体实际长度垂直B方投影)
公式般导体部分切割磁感线速度相 导体部分切割磁感线速度相情况 求感应电动势？
图1示 长l导体杆AC绕A点纸面角速度匀速转动 转动区域垂直纸面里匀强磁场 磁感应强度B 求AC产生感应电动势 显然 AC部分切割磁感线速度相等 AC点线速度半径成正 AC切割速度均切割速
——长L导线端轴垂直匀强磁场B面角速度匀速转动时两端感应电动势
公式三：——面积S纸圈匝匀强磁场B中角速度匀速转坳转轴磁场方垂直线圈面磁场方行时线圈两端感应电动势
图示设线框长L宽d转图示位置时边垂直磁场方纸外运动切割磁感线速度（圆运动半径宽边d半）产生感应电动势
端电势高端电势
边垂直磁场方切割磁感线纸里运动理产生感应电动热势端电势高端电势
边边切割产生感应电动势．两端等电势输出端M．N电动势
果线圈匝M端电势高N端电势低
参俯示图位置线圈长边垂直切割磁感线感应电动势值图示位置转角度圆运动线速度垂直磁场方分量应时线圈产生感应电动势瞬时值作值作值方投影（线圈面磁场方夹角）
线圈面垂直磁场方时线速度方磁场方行切割磁感线感应电动势零
●总结：计算感应电动势公式：
（线圈面磁场方夹角）
注意：区分感应电量感应电流 回路中发生磁通变化时 感应电场作电荷发生定移动形成感应电流 迁移电量(感应电量) 仅回路电阻磁通量变化量决定 发生磁通量变化时间关
▲四楞次定律：
11834年德国物理学家楞次通实验总结出：感应电流方总感应电流磁场阻碍引起感应电流磁通量变化
磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化
2闭合电路中磁通量发生变化引起感应电流时楞次定律判断感应电流方
楞次定律容：感应电流磁场总阻碍引起感应电流磁通量变化
●（口诀：增反减拒留躲离追）
楞次定律理解：感应电流效果总反抗（阻碍）产生感应电流原某种程磁通量变化受阻碍闭合电路会努力实现种程：
（1）阻碍原磁通变化（原始表述）
（2）阻碍相运动理解拒留具体表现：产生感应电流回路某部分运动会运动阻碍穿路磁通变化引起原磁通变化磁体产生感应电流动回路发生相运动回路面积变回路运动阻碍磁体回路相运动回路发生磁体方运动
（3）线圈面积扩缩趋势
（4）阻碍原电流变化（感现象）
图1示O点悬挂轻质导线环条形磁铁导线环轴线方突然环插入判断插入程中导环运动常规方法应先楞次定律 判断出环感应电流方安培定确定环形电流应磁极磁极相互作确定导线环运动方直接感应电流效果分析：条形磁铁环插入程中环磁通量增加环感应电流效果阻碍磁通量增加磁通量减方运动环右摆动显然第二种方法判断更简捷
3闭合电路中部分导体做切割磁感线运动时右手定判定感应电流方
运动切割产生感应电流磁通量发生变化引起感应电流特例判定电流方右手定楞次定律特例右手定判定定楞次定律判定少情况右手定判定方便简单反楞次定律判定右手定判定出图2示闭合图形导线中磁场逐渐增强切割右手定难判定感应电流方楞次定律容易判定
（电动左手动电右手）
五互感 感 涡流
1互感：线圈A中电流变化产生磁通量发生变化磁通量变化线圈B中激发感应电动势种现象互感
2感：线圈（导体）身电流变化产生电磁感应现象感现象感现象中产生感应电动势感电动势
感现象分通电感断电感两种 中断电感中灯泡熄灭前否闪亮问题 图2示 原电路闭合处稳定状态 L联 电流分 方左右断开S瞬间 灯A中原左右电流立消失 灯A线圈L构成闭合回路 L感作 中电流
会立消失 回路中逐断减弱维持暂短时间 时间灯A中右左电流通 时通灯A电流开始减弱 果原 灯A熄灭前闪亮 果原 灯A逐断熄灭闪亮原 L直流电阻A电阻决定 果 果
例分析知：感电动势总量阻碍线圈（导体）中原电流变化
感电动势电流变化率成正
L线圈感系数线圈身性质线圈越长单位长度匝数越截面积越铁芯线圈感系数L越单位亨利（H）
3涡流应
1．变压器工作时原副线圈产生感应电动势外变化磁通量会铁芯中产生感应电流般说空间变化磁通量中导体会产生感应电流种感应电流做涡流
2．应：
（1）新型炉灶——电磁炉
（2）金属探测器：飞机场火车站安全检查扫雷探矿
▲六交变电流 描述交变电流物理量图象
）交流电产生变化规律：
（1）产生：强度方时间作周期性变化电流交流电
矩形线圈匀强磁场中绕垂直匀强磁场线圈称轴作匀速转动时图5—1示产生正弦（余弦）交流电动势外电路闭合时形成正弦（余弦）交流电流
图5—1
（2）变化规律：
（1）中性面：磁力线垂直面中性面
线圈面位中性面位置时图5—2（A）示穿线圈磁通量磁通量变化率零感应电动势零
图5—2
线圈面匀速转垂直中性面位置时（线圈面磁力线行时）图5—2（C）示穿线圈磁通量然零线圈面磁通量变化率感应电动势值
（伏） （N匝数）
（2）感应电动势瞬时值表达式：
中性面开始感应电动势瞬时值表达式：（伏）图5—2（B）示
感应电流瞬时值表达式：（安）
线圈面磁力线行开始计时感应电动势瞬时值表达式：（伏）图5—2（D）示
感应电流瞬时值表达式：（安）
二）表征交流电物理量：
（1）瞬时值值效值：
交流电效值根电流热效应规定：交流电恒定直流分通样阻值电阻果二者热效应相等（相时间产生相等热量）等效直流电压电流值做该交流电电压电流效值
正弦（余弦）交流电电动势效值值关系：
●交流电压效值 交流电流效值
●注意：通常交流电表测出值交流电效值电器标明额定值等指效值电器说明耐压值指值
（2）周期频率角频率
交流电完成次周期性变化需时间周期T表示单位秒
交流电1秒完成周期性变化次数频率f表示单位赫兹
周期频率互倒数
国市电频率50赫兹周期002秒
角频率： 单位：弧度秒
交流电图象：
图象图5—3示
图象图5—4示
三）正弦交变电流函数表达式
uUmsinωt
iImsinωt
七电感电容交变电流影响
①电感交变电流阻碍作阻碍作感抗表示
低频扼流圈线圈感系数Ｌ作通直流阻交流
高频扼流圈线圈感系数Ｌ作通低频阻高频．
②电容交变电流阻碍作阻碍作容抗表示
耦合电容容量较隔直流通交流
高频旁路电容容量隔直流阻低频通高频
▲八变压器
）理想变压器效率1输入功率等输出功率原副线圈组变压器说（图5—6）原副线圈电压匝数成正
通原副线圈电流强度匝数成反
●注意：1理想变压器物理量决定素
输入电压U1决定输出电压U2输出电流I2决定输入电流I1输入功率输出功率变化变化直达变压器功率（负载电阻减输入功率增负载电阻增输入功率减）
2原线圈副线圈理想变压器电压电流关系
U1U2U3…n1n2n3… I1n1I2n2+I3n3+…
变压器中高压线圈电流绕制导线较细低电压线圈电流绕制导线较粗
述公式中IUP均指效值瞬时值
3解决变压器问题常方法
动态分析问题思路程序表示：
U1P1
●二）电输送
送电导线电阻远距离送电时线路损失电较
输送电功率送电导线电阻定条件提高送电电压减送电电流强度达减少线路电损失目
线路中电流强度I损失电功率计算式：
注意：送电导线损失电功率求全部降落导线
九传感器工作原理
元件够感受诸力温度光声化学成分等非电学量定规律转换电压电流等电学量转换电路通断种元件做传感器优点：非电学量转换电学量方便进行测量传输处理控制
光敏电阻光射电阻变化原：物质例硫化镉种半导体材料光时载流子极少导电性着光增强载流子增导电性变光越强光敏电阻阻值越
金属导体电阻温度升高增热敏电阻阻值温度升高减阻值温度变化非常明显
金属热电阻热敏电阻够温度热学量转换电阻电学量金属热电阻化学稳定性测温范围灵敏度较差
十传感器应
1．光敏电阻
2．热敏电阻金属热电阻
3．电容式位移传感器
4．力传感器————力信号转化电流信号元件
5．霍尔元件
霍尔元件电磁感应磁学量转化电压电学量元件
传感器
执行机构
计算机系统
显示器
外部磁场运动载流子受洛伦兹力导体板侧聚集导体板侧会出现余种电荷形成横电场横电场电子施加洛伦兹力方相反静电力静电力洛伦兹力达衡时导体板左右两例会形成稳定电压称霍尔电势差霍尔电压．
1．传感器应般模式
2．传感器应：
力传感器应——电子秤
声传感器应——话筒
温度传感器应——电熨斗电饭锅测温仪
光传感器应——鼠标器火灾报警器
传感器应实例：1．光控开关2．温度报警器
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电磁感应现象
穿闭合回路中磁通量发生变化闭合回路中会产生感应电流果电路闭合会产生感应电动势
种利磁场产生电流现象电磁感应1831年法拉第发现
二感应电流产生条件
1回路中产生感应电动势感应电流条件回路围面积中磁通量变化研究磁通量变化关键磁通量广义公式中（BS夹角）磁通量变化面积变化引起磁感应强度B变化引起BS夹角变化引起BS中两量变化三量时变化引起
2闭合回路中部分导体磁场中作切割磁感线运动时产生感应电动势感应电流初中学质闭合回路中磁通量发生变化
3产生感应电动势感应电流条件：穿闭合电路磁通量发生变化
▲三法拉第电磁感应定律
公式： 注意 1)该式普遍适求均感应电动势2)穿电路磁通量变化率关 磁通产生磁通变化方式电路否闭合电路结构材料等素关
公式中涉磁通量变化量计算 计算 般遇两种情况 1)回路磁场垂直面积S变 磁感应强度发生变化 时 式中磁感应强度变化率 恒定 磁场变化均匀 产生感应电动势恒定电动势2)磁感应强度B 变 回路磁场垂直面积发生变化 线圈绕垂直匀强磁场轴匀速转动产生交变电动势属种情况
严格区磁通量 磁通量变化量磁通量变化率 磁通量 表示穿研究面磁感线条数 磁通量变化量 表示磁通量变化少 磁通量变化率表示磁通量变化快慢
公式二 注意 1)该式通常导体切割磁感线时 导线磁感线互相垂直(l^B )2)vB夹角l导体切割磁感线效长度(l导体实际长度垂直B方投影)
公式般导体部分切割磁感线速度相 导体部分切割磁感线速度相情况 求感应电动势？
图1示 长l导体杆AC绕A点纸面角速度匀速转动 转动区域垂直纸面里匀强磁场 磁感应强度B 求AC产生感应电动势 显然 AC部分切割磁感线速度相等 AC点线速度半径成正 AC切割速度均切割速
——长L导线端轴垂直匀强磁场B面角速度匀速转动时两端感应电动势
公式三：——面积S纸圈匝匀强磁场B中角速度匀速转坳转轴磁场方垂直线圈面磁场方行时线圈两端感应电动势
图示设线框长L宽d转图示位置时边垂直磁场方纸外运动切割磁感线速度（圆运动半径宽边d半）产生感应电动势
端电势高端电势
边垂直磁场方切割磁感线纸里运动理产生感应电动热势端电势高端电势
边边切割产生感应电动势．两端等电势输出端M．N电动势
果线圈匝M端电势高N端电势低
参俯示图位置线圈长边垂直切割磁感线感应电动势值图示位置转角度圆运动线速度垂直磁场方分量应时线圈产生感应电动势瞬时值作值作值方投影（线圈面磁场方夹角）
线圈面垂直磁场方时线速度方磁场方行切割磁感线感应电动势零
●总结：计算感应电动势公式：
（线圈面磁场方夹角）
注意：区分感应电量感应电流 回路中发生磁通变化时 感应电场作电荷发生定移动形成感应电流 迁移电量(感应电量) 仅回路电阻磁通量变化量决定 发生磁通量变化时间关
▲四楞次定律：
11834年德国物理学家楞次通实验总结出：感应电流方总感应电流磁场阻碍引起感应电流磁通量变化
磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化
2闭合电路中磁通量发生变化引起感应电流时楞次定律判断感应电流方
楞次定律容：感应电流磁场总阻碍引起感应电流磁通量变化
●（口诀：增反减拒留躲离追）
楞次定律理解：感应电流效果总反抗（阻碍）产生感应电流原某种程磁通量变化受阻碍闭合电路会努力实现种程：
（1）阻碍原磁通变化（原始表述）
（2）阻碍相运动理解拒留具体表现：产生感应电流回路某部分运动会运动阻碍穿路磁通变化引起原磁通变化磁体产生感应电流动回路发生相运动回路面积变回路运动阻碍磁体回路相运动回路发生磁体方运动
（3）线圈面积扩缩趋势
（4）阻碍原电流变化（感现象）
图1示O点悬挂轻质导线环条形磁铁导线环轴线方突然环插入判断插入程中导环运动常规方法应先楞次定律 判断出环感应电流方安培定确定环形电流应磁极磁极相互作确定导线环运动方直接感应电流效果分析：条形磁铁环插入程中环磁通量增加环感应电流效果阻碍磁通量增加磁通量减方运动环右摆动显然第二种方法判断更简捷
3闭合电路中部分导体做切割磁感线运动时右手定判定感应电流方
运动切割产生感应电流磁通量发生变化引起感应电流特例判定电流方右手定楞次定律特例右手定判定定楞次定律判定少情况右手定判定方便简单反楞次定律判定右手定判定出图2示闭合图形导线中磁场逐渐增强切割右手定难判定感应电流方楞次定律容易判定
（电动左手动电右手）
五互感 感 涡流
1互感：线圈A中电流变化产生磁通量发生变化磁通量变化线圈B中激发感应电动势种现象互感
2感：线圈（导体）身电流变化产生电磁感应现象感现象感现象中产生感应电动势感电动势
感现象分通电感断电感两种 中断电感中灯泡熄灭前否闪亮问题 图2示 原电路闭合处稳定状态 L联 电流分 方左右断开S瞬间 灯A中原左右电流立消失 灯A线圈L构成闭合回路 L感作 中电流
会立消失 回路中逐断减弱维持暂短时间 时间灯A中右左电流通 时通灯A电流开始减弱 果原 灯A熄灭前闪亮 果原 灯A逐断熄灭闪亮原 L直流电阻A电阻决定 果 果
例分析知：感电动势总量阻碍线圈（导体）中原电流变化
感电动势电流变化率成正
L线圈感系数线圈身性质线圈越长单位长度匝数越截面积越铁芯线圈感系数L越单位亨利（H）
3涡流应
1．变压器工作时原副线圈产生感应电动势外变化磁通量会铁芯中产生感应电流般说空间变化磁通量中导体会产生感应电流种感应电流做涡流
2．应：
（1）新型炉灶——电磁炉
（2）金属探测器：飞机场火车站安全检查扫雷探矿
▲六交变电流 描述交变电流物理量图象
）交流电产生变化规律：
（1）产生：强度方时间作周期性变化电流交流电
矩形线圈匀强磁场中绕垂直匀强磁场线圈称轴作匀速转动时图5—1示产生正弦（余弦）交流电动势外电路闭合时形成正弦（余弦）交流电流
图5—1
（2）变化规律：
（1）中性面：磁力线垂直面中性面
线圈面位中性面位置时图5—2（A）示穿线圈磁通量磁通量变化率零感应电动势零
图5—2
线圈面匀速转垂直中性面位置时（线圈面磁力线行时）图5—2（C）示穿线圈磁通量然零线圈面磁通量变化率感应电动势值
（伏） （N匝数）
（2）感应电动势瞬时值表达式：
中性面开始感应电动势瞬时值表达式：（伏）图5—2（B）示
感应电流瞬时值表达式：（安）
线圈面磁力线行开始计时感应电动势瞬时值表达式：（伏）图5—2（D）示
感应电流瞬时值表达式：（安）
二）表征交流电物理量：
（1）瞬时值值效值：
交流电效值根电流热效应规定：交流电恒定直流分通样阻值电阻果二者热效应相等（相时间产生相等热量）等效直流电压电流值做该交流电电压电流效值
正弦（余弦）交流电电动势效值值关系：
●交流电压效值 交流电流效值
●注意：通常交流电表测出值交流电效值电器标明额定值等指效值电器说明耐压值指值
（2）周期频率角频率
交流电完成次周期性变化需时间周期T表示单位秒
交流电1秒完成周期性变化次数频率f表示单位赫兹
周期频率互倒数
国市电频率50赫兹周期002秒
角频率： 单位：弧度秒
交流电图象：
图象图5—3示
图象图5—4示
三）正弦交变电流函数表达式
uUmsinωt
iImsinωt
七电感电容交变电流影响
①电感交变电流阻碍作阻碍作感抗表示
低频扼流圈线圈感系数Ｌ作通直流阻交流
高频扼流圈线圈感系数Ｌ作通低频阻高频．
②电容交变电流阻碍作阻碍作容抗表示
耦合电容容量较隔直流通交流
高频旁路电容容量隔直流阻低频通高频
▲八变压器
）理想变压器效率1输入功率等输出功率原副线圈组变压器说（图5—6）原副线圈电压匝数成正
通原副线圈电流强度匝数成反
●注意：1理想变压器物理量决定素
输入电压U1决定输出电压U2输出电流I2决定输入电流I1输入功率输出功率变化变化直达变压器功率（负载电阻减输入功率增负载电阻增输入功率减）
2原线圈副线圈理想变压器电压电流关系
U1U2U3…n1n2n3… I1n1I2n2+I3n3+…
变压器中高压线圈电流绕制导线较细低电压线圈电流绕制导线较粗
述公式中IUP均指效值瞬时值
3解决变压器问题常方法
动态分析问题思路程序表示：
U1P1
●二）电输送
送电导线电阻远距离送电时线路损失电较
输送电功率送电导线电阻定条件提高送电电压减送电电流强度达减少线路电损失目
线路中电流强度I损失电功率计算式：
注意：送电导线损失电功率求全部降落导线
九传感器工作原理
元件够感受诸力温度光声化学成分等非电学量定规律转换电压电流等电学量转换电路通断种元件做传感器优点：非电学量转换电学量方便进行测量传输处理控制
光敏电阻光射电阻变化原：物质例硫化镉种半导体材料光时载流子极少导电性着光增强载流子增导电性变光越强光敏电阻阻值越
金属导体电阻温度升高增热敏电阻阻值温度升高减阻值温度变化非常明显
金属热电阻热敏电阻够温度热学量转换电阻电学量金属热电阻化学稳定性测温范围灵敏度较差
十传感器应
1．光敏电阻
2．热敏电阻金属热电阻
3．电容式位移传感器
4．力传感器————力信号转化电流信号元件
5．霍尔元件
霍尔元件电磁感应磁学量转化电压电学量元件
传感器
执行机构
计算机系统
显示器
外部磁场运动载流子受洛伦兹力导体板侧聚集导体板侧会出现余种电荷形成横电场横电场电子施加洛伦兹力方相反静电力静电力洛伦兹力达衡时导体板左右两例会形成稳定电压称霍尔电势差霍尔电压．
1．传感器应般模式
2．传感器应：
力传感器应——电子秤
声传感器应——话筒
温度传感器应——电熨斗电饭锅测温仪
光传感器应——鼠标器火灾报警器
传感器应实例：1．光控开关2．温度报警器
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