1、一、电磁感应现象及其产生的条件一、电磁感应现象及其产生的条件二、电磁感应定律二、电磁感应定律第五节第五节 电磁感应定律电磁感应定律一、电磁感应现象及其产生的条件一、电磁感应现象及其产生的条件 像这种由于磁通变化而在导体或线圈中产生感应电像这种由于磁通变化而在导体或线圈中产生感应电动势的现象称为电磁感应，也称动势的现象称为电磁感应，也称“动磁生电动磁生电”。由电磁感应产生的电动势称为感应电动势，由感应由电磁感应产生的电动势称为感应电动势，由感应电动势产生的电流叫感应电流。电动势产生的电流叫感应电流。产生电磁感应的条件是通过线圈回路的磁通必须发产生电磁感应的条件是通过线圈回路的磁通必须发生变化。生
2、变化。1.1.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律t tt te eN即即:线圈中感应电动势的大小与通过同一线圈的磁通变线圈中感应电动势的大小与通过同一线圈的磁通变化率（即变化快慢）成正比。化率（即变化快慢）成正比。二、电磁感应定律二、电磁感应定律N Nt t线圈的匝数（匝）；线圈的匝数（匝）；NN匝线圈的磁通变化量匝线圈的磁通变化量(Wb(Wb)；磁通变化所需的时间（磁通变化所需的时间（s)s)；e e在在 时间内感应电动势的平均值时间内感应电动势的平均值(V)(V)。t式中式中2.2.楞次定律楞次定律 楞次定律是用来判定线圈中的感应电动势或感应电流楞次定律是用来判定线圈中的感应电动势或感应
3、电流的方向。的方向。二、电磁感应定律二、电磁感应定律 其内容是：当穿过线圈的磁通（原有的磁通）变化时，其内容是：当穿过线圈的磁通（原有的磁通）变化时，感应电动势的方向总是企图使它的感应电流产生的磁通阻感应电动势的方向总是企图使它的感应电流产生的磁通阻止原有磁通的变化。止原有磁通的变化。也就是说，当线圈也就是说，当线圈原磁通增加时，感应电原磁通增加时，感应电流就要产生与它方向相流就要产生与它方向相反的磁通去阻碍它的增反的磁通去阻碍它的增加；当线圈中的磁通减加；当线圈中的磁通减少时，感应电流就要产少时，感应电流就要产生与它方向相同的磁通生与它方向相同的磁通去阻碍它的减少。去阻碍它的减少。二、电磁感
4、应定律二、电磁感应定律首先判断原磁通的方向及首先判断原磁通的方向及其变化趋势（增加或减少）；其变化趋势（增加或减少）；确定感应电流的磁通方向确定感应电流的磁通方向和原磁通是同向还是反向；和原磁通是同向还是反向；根据感应电流产生的磁通根据感应电流产生的磁通方向，用右手螺旋定则确定感方向，用右手螺旋定则确定感应电动势或感应电流的方向。应电动势或感应电流的方向。楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的步骤楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的步骤二、电磁感应定律二、电磁感应定律 综上所述，可得出结论，在任何情况下，在考虑到综上所述，可得出结论，在任何情况下，在考虑到感应电动势的方向时，线圈中的感应电动
5、势表示为感应电动势的方向时，线圈中的感应电动势表示为 在实际应用中，常用楞次定律来判断感应电动势的方向，在实际应用中，常用楞次定律来判断感应电动势的方向，而用法拉第电磁感应定律来计算感应电动势的大小。而用法拉第电磁感应定律来计算感应电动势的大小。dtdNe 式中负号表示感应磁场的方向永远和原磁通变化的趋势式中负号表示感应磁场的方向永远和原磁通变化的趋势相反。相反。二、电磁感应定律二、电磁感应定律3.3.右手定则（楞次定律的特殊形式）右手定则（楞次定律的特殊形式）二、电磁感应定律二、电磁感应定律 右手定则：伸平右手，拇指与其余四指垂直，让磁右手定则：伸平右手，拇指与其余四指垂直，让磁力线穿过手心
6、，拇指指向导体运动方向，则四指的方向力线穿过手心，拇指指向导体运动方向，则四指的方向便是感应电动势或感应电流的方向。便是感应电动势或感应电流的方向。判定直导体中感应电动势的方向用右手定则更为简便。判定直导体中感应电动势的方向用右手定则更为简便。二、电磁感应定律二、电磁感应定律 右手定则是楞次定律的特殊形式；它则是法拉第电右手定则是楞次定律的特殊形式；它则是法拉第电磁感应定律的特殊形式。磁感应定律的特殊形式。若直导体以一定速度与磁场成若直导体以一定速度与磁场成角运动时，导体中角运动时，导体中感应电动势的大小为感应电动势的大小为sinBlve 二、电磁感应定律二、电磁感应定律一、自感现象一、自感现
7、象二、自感系数二、自感系数第六节第六节 自感电动势与自感系数自感电动势与自感系数三、自感电动势三、自感电动势四、自感现象的应用四、自感现象的应用五、电感线圈中的磁场能量五、电感线圈中的磁场能量一、自感现象一、自感现象 像这种因通过线圈本身的电流发生变化使线圈自身像这种因通过线圈本身的电流发生变化使线圈自身引起电磁感应的现象叫做自感现象，简称自感。引起电磁感应的现象叫做自感现象，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势，在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势，用用eL表示。表示。当一个空心线圈通过电流后，这个电流产生的磁场当一个空心线圈通过电流后，这个电流产生的磁场使每匝线圈
8、具有的磁通叫自感磁通。使使每匝线圈具有的磁通叫自感磁通。使N N 匝线圈具有的匝线圈具有的磁通叫自感磁链，用字母磁通叫自感磁链，用字母表示表示iL二、自感系数二、自感系数 把线圈每通过单位电流所产生的自感磁链称为自感把线圈每通过单位电流所产生的自感磁链称为自感系数，也称电感量，简称电感，用字母系数，也称电感量，简称电感，用字母L L表示表示N电感的标准单位是亨利（电感的标准单位是亨利（H H）,常用单位还有常用单位还有mHmH、HH。H101mH1mH101H133 我们把我们把L L为常数的线圈称为线性电感，把线圈统称为电为常数的线圈称为线性电感，把线圈统称为电感线圈，也称电感器或电感。感线
9、圈，也称电感器或电感。电感的大小与线圈的匝数、几何形状以及线圈中介质电感的大小与线圈的匝数、几何形状以及线圈中介质的磁导率密切相关。的磁导率密切相关。对有铁心的线圈，由于铁磁材料的磁导率不是常数，对有铁心的线圈，由于铁磁材料的磁导率不是常数，L L也不是常数；对空心线圈，当其结构一定时，也不是常数；对空心线圈，当其结构一定时，L L为常数。为常数。二、自感系数二、自感系数dtdeLdtdiLeLLiLdid三、自感电动势三、自感电动势公式中的负号表明自感电动势总是企图阻止电流的变化。公式中的负号表明自感电动势总是企图阻止电流的变化。1.1.自感电动势的大小自感电动势的大小根据法拉第电磁感应定律
10、根据法拉第电磁感应定律因为因为所以所以即自感电动势的大小与电流变化率成正比。即自感电动势的大小与电流变化率成正比。三、自感电动势三、自感电动势注意：在判断时要把产生自感电动势的线圈看成感应电源。注意：在判断时要把产生自感电动势的线圈看成感应电源。2.2.自感电动势的方向自感电动势的方向自感电动势的方向仍根据楞次定律来判断。自感电动势的方向仍根据楞次定律来判断。四、自感现象的应用四、自感现象的应用 1.1.荧光灯荧光灯 荧光灯是利用自感电动势来点燃灯管，并使荧光荧光灯是利用自感电动势来点燃灯管，并使荧光灯正常工作的。灯正常工作的。四、自感现象的应用四、自感现象的应用 2.2.整流设备中的滤波器电
11、路整流设备中的滤波器电路 整流设备中的滤波器电路是利用铁心线圈的自感整流设备中的滤波器电路是利用铁心线圈的自感作用完成滤波的。作用完成滤波的。五、电感线圈中的磁场能量五、电感线圈中的磁场能量 实验证明，电感线圈是一个储能元件。电感线圈中实验证明，电感线圈是一个储能元件。电感线圈中通过的电流越大，磁场越强，磁场能量就越大。磁场能通过的电流越大，磁场越强，磁场能量就越大。磁场能量与通过线圈的电流的平方成正比，与线圈的电感量成量与通过线圈的电流的平方成正比，与线圈的电感量成正比。正比。221LIWL小结小结 1当线圈中的磁通发生变化时，就产生电动势。这一现象叫做电当线圈中的磁通发生变化时，就产生电动
12、势。这一现象叫做电磁感应。磁感应。由电磁感应产生的电势叫感应电动势。由感应电动势形成的电流叫由电磁感应产生的电势叫感应电动势。由感应电动势形成的电流叫感应电流（感生电流）。感应电流（感生电流）。发生电磁感应的条件是：穿越线圈回路的磁通发生变化。发生电磁感应的条件是：穿越线圈回路的磁通发生变化。2导体在磁场中作切割磁力线运动而产生的感应电动势的大小为：导体在磁场中作切割磁力线运动而产生的感应电动势的大小为：线圈中磁通变化而产生的感应电动势的大小和方向，可用法拉第电磁感线圈中磁通变化而产生的感应电动势的大小和方向，可用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定，即：它表明，线圈中感应电动势的大小正比于应定律
13、和楞次定律确定，即：它表明，线圈中感应电动势的大小正比于磁通的变化。这是电磁感应的基本规律。磁通的变化。这是电磁感应的基本规律。3由于线圈本身电流变化而发生的电磁感应现象叫自感。由于线圈本身电流变化而发生的电磁感应现象叫自感。由自感现象产生的感应电动势叫自感电动势，它的大小为：自感电动势由自感现象产生的感应电动势叫自感电动势，它的大小为：自感电动势的大小正比于线圈的电感量和电流的变化率。的大小正比于线圈的电感量和电流的变化率。1如题图所示，矩形导电线圈的平面垂直磁力线。若线圈按箭如题图所示，矩形导电线圈的平面垂直磁力线。若线圈按箭头方向运动，即头方向运动，即a）平移，）平移，b）水平转动，）水平转动，c）左边向上右边向下）左边向上右边向下转动，哪些情况能产生感应电流？试分别画出各线圈中感应电流转动，哪些情况能产生感应电流？试分别画出各线圈中感应电流的方向。的方向。2电感电感L1.2H的线圈，其电阻忽略，当通过它的电流在的线圈，其电阻忽略，当通过它的电流在0.02S内由内由0增加到增加到5A时，线圈中产生的自感电动势有多大？时，线圈中产生的自感电动势有多大？
