1、磁場及電磁感應第1頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 1820年奧斯特發現電流的磁效應以后，人們很自然地想到：既然電流能產生磁場，磁場能否產生電流呢?許多科學家開始不懈地探索。1831年，法拉第終于發現了由磁場產生電流的條件和規律，即電磁感應現象。 導體切割磁感線 一、電磁感應現象 如圖所示，在勻強磁場中放置一根導體AB，導體AB的兩端分別與靈敏電流計的接線柱連接形成閉合回路。當導線AB在磁場中做切割磁感線運動時。電流計指針偏轉，表明閉合回路有電流流過；當導線AB平行于磁感線方向運動時，電流計指針不偏轉，表明閉合回路沒有電流流過。第五節電磁感應第2頁，共17頁，2022年

2、，5月20日，10點9分，星期五線圈磁通量發生變化 實驗證明：閉合回路中的一部分導體相對于磁場做切割磁感線運動時，回路中有電流流過。 如圖所示，空心線圈的兩端分別與靈敏電流計的接線柱連接形成閉合回路。當用條形磁鐵快速插入線圈時，電流計指針偏轉，表明閉合回路有電流流過；當條形磁鐵靜止不動時，電流計指針不偏轉，表明閉合回路沒有電流流過；當條形磁鐵快速拔出線圈時，電流計指針偏轉，表明閉合回路有電流流過。 第五節電磁感應第3頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 實驗證明：閉合回路中的磁通發生變化時，回路中有電流流過。 因此，不論是閉合回路的一部分導體做切割磁感線運動，還是閉合回路中

3、的磁場發生變化，穿過線圈的磁通都發生變化。這樣，我們可以得出結論：不論用什么方法，只要穿過閉合回路的磁通發生變化，閉合回路就有電流產生。這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應現象，用電磁感應的方法產生的電流叫做感應電流。 第五節電磁感應第4頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 二、電磁感應定律 1.法拉第電磁感應定律 要使閉合回路有電流流過，電路中必須有電源，電流是由電源電動勢產生的。在電磁感應現象中，既然閉合回路有感應電流，這個回路中就必然有電動勢存在。在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。產生感應電動勢的那部分導體就相當于電源。只要知道感應電動勢的大小，感應電流就

4、可以根據歐姆定律計算。 第五節電磁感應第5頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 實驗證明：對于導體切割磁感線，導體中產生的感應電動勢與導體切割運動速度、磁感應強度、導體長度成正比。當導體運動方向與導體本身垂直，并且跟磁感線方向也垂直時，導體切割磁感線產生的感應電動勢大小為式中： 磁場磁感應強度，國際單位制單位T（特） 導體長度，國際單位制單位m（米） 導體運動速度；國際單位制單位m/s（米每秒） 導體切割磁感線產生的感應電動勢，國際單位制單位V（伏） 第五節電磁感應第6頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 在線圈中，感應電動勢的大小與磁通變化的快慢有關。

5、磁通變化的快慢叫做磁通的變化率，即單位時間內磁通的變化量。 法拉第電磁感應定律告訴我們：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通的變化率成正比。用公式表示為 如果線圈的匝數有N匝，那么，線圈的感應電動勢為第五節電磁感應第7頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五動圈話筒原理圖第8頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 3.右手定則 當閉合電路中的一部分導線做切割磁感線運動時，感應電流的方向可用右手定則來判斷：伸開右手，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁感線垂直進入手心，大拇指向導體運動方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向，如圖所示

6、。右手定則第五節電磁感應第9頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 2.楞次定律 在做前面實驗時，我們發現當條形磁鐵快速插入或拔出線圈時，電流計指針的偏轉方向不同，說明在不同情況下感應電流的方向是不同的。怎樣確定感應電流的方向呢? 我們通過下面的實驗來研究楞次定律。把磁鐵迅速從線圈中插入或拔出，觀察電流表偏轉情況。 通過實驗觀察，我們發現：當磁鐵插入線圈時，原磁通在增加，線圈所產生的感應電流的磁場方向總是與原磁場方向相反，即感應電流的磁場總是阻礙原磁通的增加。如圖（a)、(c)所示。當磁鐵拔出線圈時，原磁通在減少，線圈所產生的感應電流的磁場方向總是與原磁場方向相同，即感應電流

7、的磁場總是阻礙原磁通的減少，如圖(b)、(d）所示。 第五節電磁感應第10頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五楞次定律第五節電磁感應 總結實驗結果得到如下定律。 楞次定律：感應電流的方向，總是使感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變化。第11頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 4. 楞次定律與右手定則關系 楞次定律與右手定則是一般與特殊的關系，一切電磁感應現象都符合楞次定律，而右手定則只適用于單純由于部分導體切割磁感線所產生的電磁感應現象。對于由磁感應強度隨時間變化所產生的電磁感應現象，只能應用楞次定律進行分析；對于由切割磁感線所產生的電磁感應現象

8、，既可應用右手定則判斷，也可應用楞次定律判斷，一般情況下，應用右手定則判斷會方便些。 如下圖所示，線圈abcd放置在勻強磁場中，磁場方向如圖所示，其中cd可以沿著滑軌運動。當cd沿著滑軌向右運動時，cd作切割磁感應線運動，閉合回路abcd中有感應電流產生。同時，也可以用第二種說法來說明這個問題。把cd邊移到 位置時，線圈abcd包圍的面積增大了，由 可知磁通增加了。由于穿過閉合回路的磁通發生變化，因此回路中有感應電流。由此可知，產生感應電流的兩種說法是統一的，本質是相同的，所得結果也是完全一樣的。 第五節電磁感應第12頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五楞次定律與右手定則關

9、系第五節電磁感應第13頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五本章小結 一、磁場 1某些物體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性。具有磁性的物體叫磁體。磁體兩端磁性最強，磁性最強的地方叫磁極。任何磁體都有一對磁極，一個叫南極，用S表示；另一個叫北極，用N表示。N極和S極總是成對出現并且強度相等，不存在獨立的N極和S極。磁體間同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。 2通電導體周圍的磁場方向，即磁感線方向與電流的關系可以用安培定則（也稱為右手螺旋定則）來判斷，要特別注意大拇指與四指所指的方向的意義。 3. 在勻強磁場中，當通電導體與磁場方向垂直時，所受電磁力的大小與導體中電流大小成正

10、比，與導體在磁場中的有效長度及載流導體所在的磁感應強度成正比，用公式表示為F=BIL第14頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 通電導線在磁場中受到的電磁力的方向，可以用左手定則來判斷：伸出左手，讓大拇指與四指在同一平面內，大拇指與四指垂直，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向電流方向，那么，大拇指所指的方向，就是磁場對通電導線的作用力方向。 二、磁路的物理量 1. 通過與磁場方向垂直的某一面積上的磁感線的總數，叫做通過該面積的磁通量，簡稱磁通，用字母表示。磁通的國際單位制單位Wb（韋）。 2. 與磁場方向垂直的單位面積的磁通，叫做磁感應強度，也稱磁通密度，用字母B表示。磁感應強

11、度的國際單位制單位T（特）。 3. 磁導率就是一個用來表示媒介質導磁性能的物理量，用字母表示，國際單位制單位Hm（亨每米）。不同的媒介質有不同的磁導率。本章小結第15頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 4. 磁場中某點的磁場強度等于該點的磁感應強度B與媒介質的磁導率的比值，國際單位制單位A/m（安每米）。 5. 磁通所經過的路徑叫做磁路。全部在磁路內部閉合的磁通叫做主磁通。部分經過磁路周圍物質的閉合磁通叫做漏磁通。 三、鐵磁性物質 1. 原來沒有磁性，在外磁場作用下產生磁性的現象叫做磁化。 2. 鐵磁物質可分成三類：軟磁物質、硬磁物質、矩磁物質。 四、電磁感應 1不論用什么方法，只要穿過閉閉合回路的磁通發生變化，閉合回路就有電流產生。這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應現象，用電磁感應的方法產生的電流叫做感應電流。 本章小結第16頁，共17頁，2022年，5月20日，10點9分，星期五 2對于導體切割磁感線，導體中產生的感應電動勢與導體切割運動速度、磁場感應強度、導體長度成正比。 3電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通的變化率成正比。 4感應電流的