电磁感应现象实验报告.docx

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电磁感应现象实验报告

电磁感应现象实验报告

电磁感应现象实验教案

电磁感应现象

一、实验目的:

1、观察电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件。

2、锻炼学生动手能力，提高学生实验技能。

二、实验器材:

电流表、原副线圈、蹄形磁铁、条形磁铁、滑动变阻器、导线若干、电池（电源）

三、实验步骤

实验1:

直导线在磁场中:

导体不动;导体向上或向下运动;导体向左或向右运动。

导体向上、向下运动;电表_____________，

导体向左、向右运动;电表_____________。

结论:

_____________电路中就有电流产生。

分析:

导体的移动引起闭合电路面积的变化，从而引起磁通量的变化。

实验2:

条形磁铁插入（拨出）螺线管。

线圈不动，磁铁动，电表

__________________________。

结论:

说明无论是导体运动还是磁场运动，

只要_____________;闭合回路中就有电流产生。

分析:

条形磁铁的插入（拨出）引起螺线管处磁感应强度发生变化，从而引起磁通量的变化。

实验3:

导体和磁场不发生相对运动，线圈电路接通、断开，滑动变阻器滑动片左、右滑动。

线圈电路接通、断开;电表指针

_________________;滑动变阻器滑动片左、

右滑动;电表指针______________

结论:

说明，除了闭合回路的部分导线切

割磁感线外，线圈中的________________________发生变化时，也能产生感应电流。

所以无论是导体做切割磁感线的运动，还是磁场发生变化，实质上都是引起穿过闭合电路的_____________发生变化。

分析:

滑动变阻器阻值的改变引起内线圈电路电流的改变，电流在外线圈处产生磁感应强度发生变化，从而引起外线圈中磁通量的变化。

四、实验结论

上述三个实验均表明:

不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。

这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。

五、布置作业

完成并分析实验报告

电磁感应现象实验报告

实验1:

直导线在磁场中，导体不动;导体向上、向下运动;导体向左或向右运动。

结论:

实验2:

条形磁铁插入（拨出）螺线管。

结论:

实验3:

导体和磁场不发生相对运动，线圈电路接通、断开，滑动变阻器滑动片左、右滑动。

结论:

篇二:

电磁感应现象演示实验

电磁感应现象演示实验

一、实验目的:

演示几种最基本的电磁感应现象。

二、实验原理:

当变磁通穿过由线圈包围的面积时，线圈将感生电动势（感应电动势emf）。

感应电动势在闭合回路里产生感应电流。

e?

?

画图d?

dt

三实验仪器

1（1号线圈均匀绕在内径55?

，长95?

的骨架上。

2号线围绕在长85?

，内径20?

的骨架上。

2（条形磁铁为铝铁炭材料长170?

，宽20?

，厚10?

，磁场强度800,1000GS。

3（软铁棒是?

13?

×130?

低炭钢材料。

4（30V直流电源，最大电流为1.5A。

三、实验步骤:

1（将1号线圈接入示教电表的“M”接线端子上，将条形磁铁插入线圈后，示教电表即可向一个方向发生偏转，如将条形磁铁反方向插入，则表头向相反方向偏

转。

2（将通电后的2号线圈替代条形磁铁插入1号线圈也可使表头发生偏转（偏转小）。

3（将通电后的2号线圈插上软件铁棒，再插入1号线圈则表头发生偏转（偏转比无铁芯时大）。

4（将供给2号线圈的直流电源换向，重复2或3的过程，则表头偏转方向相反。

5（将

2号线圈子插软铁棒，放入1号线圈内，打开电源，表头指针发生偏转后回到零位，关闭电源时，表头指针反向偏转后回到零位。

四、注意事项:

1（线圈为有机玻璃骨架，切勿掉地，否则摔坏。

2（2号线圈直流电压不能过高，否则将烧坏线圈。

（不得超过30V，连续通电不得超过30分钟）。

篇三:

电磁感应现象

电磁感应现象

----通信四班许诚强1006020417

摘要:

我们生活的地球本身就是一个大磁体，每时每刻我们都被它影响着，生活一些微不足道的现象很可能就是因为它而产生，那么它究竟是什么,又是怎么诞生并参与了我们的生活,我们人类又是怎样去运用它呢,

关键字:

电磁感应电动势能量转换

一简要介绍

电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。

电磁感应现象的发现，乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。

它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。

电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。

事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。

二电磁感应的发现

（一）电生磁

电和磁之间有没有联系,这是前人经常思索的问题。

“顿牟缀芥，磁石引针”说明了电现象和磁现象的相似性，但是相似并不等于本质上有联系。

实际上，库伦等人“已经证明”，电和磁之间没有直接联系。

18世纪末到19世纪初，人们陆续发现了一些自然现象间的联系与转化，如康德关于基本力向其他种类力转化的

哲学思想，黑格尔、谢林等人关于自然力的统一的思想，均对物理学界产生了很大的影响。

作为他们思想的追随者，丹麦的物理学家奥斯特（HansChristianOersted，1777~1851）相信电和磁之间一定有某种联系，尤其是富兰克林关于莱顿瓶放电能使钢针磁化的发现，更坚定了他的观点。

1803年他曾写道:

“我们的物理学将不再是关于运动、热、光、点、磁以及我们所知道的任何其他现象的零散的汇总，我们将把整个宇宙容纳到一个体系中。

”

伟大的发现往往都曾被世俗陈见所遮蔽，奥斯特寻找电和磁之间联系的实验

也是屡屡失败。

因为在此之前，服从牛顿定律和库仑定律的引力、电场力、磁和磁间的作用力都是沿着连接相互吸引或相互排斥物体的一条直线产生的。

奥斯特和当时的人们一样，也认为力的作用只能想有心力那样是“纵向”的，他未曾料到电与磁之间的联系表现为“横向力”，因而总是把磁针放错位置～旧的观念阻碍了成功，奥斯特不是先知，他当然也不能超越时代。

但奥斯特深信电和磁间有某种联系，就像点和发热发光的现象间有联系一样。

1812年他就在论文中写过:

“我们应该检验的是，究竟电是否以其最隐蔽的方式对磁体有类似的作用。

”他在通电的导线前面放一根磁针，企图用通电的导线吸引磁针，然而尽管导线灼热了，甚至烧红发光了，磁针也毫无动静。

1820年4月，奥斯特在作有关电和磁的演讲时，尝试将磁针放在导线的侧面，在接通电源时，发现磁针轻微的晃动了一下，他

意识到这正是他多年盼望的实验现象。

经过反复试验，奥斯特终于查明电流的磁效应是烟盒围绕导线的螺旋方向产生的。

1820年7月21日，他向科学界宣告电流磁效应的发现。

（二）磁生电

1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题，1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。

1824年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步，稍滞后。

电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，当时未能予以说明。

1831年8月，M.法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。

实验发现，合上开关，磁针偏转;切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。

法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。

紧接着他做了几十个实验，把产生感应

电流的情形概括为5类:

变化的电流，变

化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在

磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为

电磁感应。

进而，法拉第发现，在相同条件下

不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在。

三计算公式

若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为:

式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb，Δt为发生变化所用时间，单位为s.ε为产生的感应电动势，单位为V。

（一）感应电动势的大小计算公式

1（E=nΔΦ/Δt（普适公式）{法拉第电磁感应定律，E:

感应电动势（V），n:

感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:

磁通量的变化率}

2（E=BLVsinA（切割磁感线运动）E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行，但可以不和磁感线垂直，其中sinA为v或L与磁感线的夹角。

{L:

有效长度（m）}

3（Em=nBSω（交流发电机最大的感应电动势）{Em:

感应电动势峰值}

4（E=BLLω/2（导体一端固定以ω旋转切割）{ω:

角速度（rad/s），V:

速度（m/s）}

（二）磁通量

磁通量Φ=BS{Φ:

磁通量（Wb）,B:

匀强磁场的磁感应强度（T）,S:

正对面积（m2）}

（三）感应电动势

感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电

流方向:

由负极流向正极}

（四）自感电动势

自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:

自感系数（H）（线圈L有铁芯比无铁芯时要大），ΔI:

变化电流，?

t:

所用时间，ΔI/Δt:

自感电流变化率（变化的快慢）}

四相关知识

（一）电磁感应现象的规律。

电磁感应研究的是其他形式能转化成电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。

楞次定律表述为:

感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

即要想获得感应电流（电能）必须克服感应电流产生的安培力做功，需外界做功，将其他形式的能转化为电能。

法拉第电磁感应定律是反映外界做功能力的，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，外界做功的能力也越大。

（二）电路及力学知识

主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化成其他形式能的特点规律。

在实际应用中常常用到电路的三个规律（欧姆定律、电阻定律和焦耳定律）和力学中的牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律等概念。

（三）右手定律右手平展，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，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，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线中感应电流的方向。

电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。

感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:

由负极流向正极}

五在日常生活中的运用

（一）动圈式话筒的原理

在剧场里，为了使观众能听清演员的声音，常常需要

把声音放大，放大声音的装置主要包括话筒，扩音器和扬

声器三部分。

话筒是把声音转变为电信号的装置。

图2是

动圈式话筒构造原理图，它是利用电磁感应现象制成的，

当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音

圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。

话筒的工作原理——电磁感应

（二）磁带录音机的原理

磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机

构等部分组成，是录音机的录、放原理示意图。

录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流——音频电流，音频电流经放大电路放大后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙处产生随音频电流变化的磁场。

磁带紧贴着磁头缝隙移动，磁带上的磁

粉层被磁化，在磁带上就记录下声音的磁信号。

放音是录音的逆过程，放音时，磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流，感应电流的变化跟记录下的磁信号相同，所以线圈中产生的是音频电流，这个电流经放大电路放大后，送到扬声器，扬声器把音频电流还原成声音。

在录音机里，录、放两种功能是合用一个磁头完成的，录音时磁头与话筒相连;放音时磁头与扬声器相连。

（三）汽车车速表

汽车驾驶室内的车速表是指示汽车行驶速度的仪表。

它是利用电磁感应原理，使表盘上指针的摆角与汽车的行驶速度成正比。

车速

表主要由驱动轴、磁铁、速度盘，弹簧游丝、指针轴、

指针组成。

其中永久磁铁与驱动轴相连。

在表壳上装

有刻度为公里/小时的表盘。

永久磁铁的磁感线方向如图所示。

其中一部分磁

感线将通过速度盘，磁感线在速度盘上的分布是不均匀的，越接近磁极的地方磁感线数目越多。

当驱动轴带动永久磁铁转动时，则通过速度盘上各部分的磁感线将依次变化，顺着磁铁转动的前方，磁感线的数目逐渐增加，而后方则逐渐减少。

由法拉第电磁感应原理知道，通过导体的磁感线数目发生变化时，在导体内部会产生感应电流。

又由楞次定律知道，感应电流也要产生磁场，

其磁感线的方向是阻止原来磁场的变化。

用楞次定律判断出，顺着磁铁转动的前方，感应电流产生的磁感线与磁铁产生的磁感线方向相反，因此它们之间互相排斥;反之后方感应电流产生的磁感线方向与磁铁产生的磁感线方向相同，因此它们之间相互吸引。

由于这种吸引作用，速度盘被磁铁带着转动，同时轴及指针也随之一起转动。

为了使指针能根据不同车速停留在不同位置上，在指针轴上装有弹簧游丝，汽车车速表游丝的另一端固定在铁壳的架上。

当速度盘转过一定角度时，游丝被扭转产生相反的力矩，当它与永久磁铁带动速度盘的力矩相等时，则速度盘停留在那个位置