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1、第四章 电磁感应第一节 划时代的发电一、 电生磁电流的磁效应（一） 发现者：【丹麦】奥斯特（二） 科学信念：各种自然现象是相互联系并且相互转化的（三） 发现时间：1820年4月（四） 奥斯特的实验：（五） 意义：揭示出电现象与此现象之间存在的某种联系二、 磁生电电磁感应现象（一） 发现者：【英】法拉第（二） 科学信念：各种自然现象是相互联系并且相互转化的（对称性思维）（三） 发现时间：1831年8月29日（四） 法拉第的实验：线圈A在通电所电瞬间，线圈B中出现电流感应电流（五） 意义：使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。第二节 探究电磁感应的产生条件一、
2、探究电磁感应的产生条件（一） 观察（二） 分析论证（三） 归纳结论：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。1、 产生感应电流的条件电路必须闭合穿过电路的磁通量发生变化2、 电磁感应现象的产生都与变化和运动相联系二、 磁通量（一） 几何意义：表示穿过某一面积的磁感线的条数（二） 定义：面积为S的平面，垂直匀强磁场B放置，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。（三） 定义式：=BS1、 适用条件：匀强磁场； B与S垂直 2、运用须知：S指磁场的实有面积 与线圈匝数n无关 磁通量的变化=2-1（四） 单位：Wb（韦伯）（五） 特性：既有大小又有方向，但为标量。说明：
3、磁通量的正负仅代表磁感线的贯穿方向。第三节 法拉第电磁感应定律一、 感应电动势的概念（一） 在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。（二） 产生感应电动势的那部分导体相当于电源（三） “感应电动势”比“感应电流”更具本质意义注：注意区分“产生电磁感应的条件”与“产生感应电流的条件”二、 磁通量的变化率（一） 磁通量的变化量1.定义式：=2-12、单位：Wb3、特性：标量，常取绝对值4、意义：表示磁通量变化的大小5、注意：=2-1=BS=BSBS （二）磁通量的变化率 1.定义式：t=2-1t2-t1 2、单位：Wb/s 3、特性：标量，常取绝对值 4、意义：表示磁通量变化的快慢 5、注意：
4、，t的大小没有必然联系 很大，t可能很小 很小，t可能很大 =0，t可能不为零。三、 感应电动势的大小法拉第电磁感应定律（一） 内容：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电流的磁通量的变化率成正比。（二） 数学表达式：E=t1、 各量单位：-Wb，t-s，E-V2、 比例系数为1：1WbS=1Tm21S=1NAmm21S=1Nm1As=1J1C=1JC=1V3、 适宜计算：平均感应电动势（三） 常见运用1、 n匝线圈中的感应电动势，E=nt2、 感应电量：q=It=ERt=nttR=nR3、 导线切割磁感线时的感应电动势：E=Blv适用条件：B、l、v两两垂直各量单位：E-V，B-T，l-m，v-
5、m/s适宜计算：瞬时感应电动势4、 反电动势：电能其他形式的能量第四节 楞次定律一、 判断感应电流方向的普适方法楞次定律（一） 内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。（二） 对“阻碍”一词的理解1、 谁阻碍？感应电流的磁场2、 阻碍什么？引起感应电流的磁通量的变化3、 怎样阻碍？“反抗”原磁通量的增加，“补偿”原磁通量的减少4、 “阻碍”不等于“阻止”（三） 实质：产生感应电流的过程必须遵守能量守恒定律（四） 说明：对用于感应电动势方向的判定二、 判断导线切割磁感线时感应电流方向的首选方法右手定则（一） 内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指相垂直，并且
6、与手掌在同一平面内。让磁感线从手心进入，并使拇指指向导体运动方向，这是其余四指所指的方向就是感应电流的方向。（二） 与楞次定律的关系：是楞次定律的一种特殊情形。（三） 与左手定则的比较定则右手定则左手定则适用条件因动而生电因电而受力手法手掌朝向磁场方向磁场方向四指指向感应电流方向电流方向拇指指向切割方向安培力方向（四） 说明：也可用于感应电动势方向的判定。第五节 感生电动势和动生电动势一、 感生电场与感生电动势（一）【英】麦克斯韦：变化的磁场会在空间激发一种电场，称之为感生电场，又叫涡旋电场。（二）对感生电场的初步认识与静电场的比较1.感生电场方向的判定右手螺旋定则 磁场的方向(磁场变弱时)
7、伸直的拇指的指向 磁场的反方向（磁场变强时） 弯曲四指的指向：感生电场的方向两种电场感生电场静电场相同点对电荷有作用力不同点由变化的磁场激发由电荷激发电场线是闭合的电场线不闭合方向由右手螺旋定则判定方向起于正电荷止于负电荷 2感生电场的存在在于是否存在闭合回路无关（三）由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势。 （四）跟感生电动势相联系的非静电力是感生电场力。二、洛伦兹力与动生电动势 （一）由于导体运动从而产生的感应电动势称为动生电动势。 （二）跟动生电动势相联系的非静电力是洛伦兹力。第六节 互感和自感一、 互感现象（一） 定义：放一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产
8、生感应电动势，这种现象叫做互感。（二） 本质：互感电动势（三） 应用：变压器二、自感现象 （一）定义：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势，这种现象叫做自感。 （二）演示：通电自感和断电自感 1.大小：E=LIt 遵从法拉第电磁感应定律 L自感系数，单位“H”（1H=103mH=106H），与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关，自感系数越大，自感现象越严重。2.方向：自感电动式具有这样的方向，它总是阻碍引起自感电动势的电流的变化。遵从楞次定律具体地，当流过线圈的电流减弱时，自感电动势与源电流同方向；当流过线圈的电流增强时，自感电动势与原电流反方向
9、。（三）本质：自感电动势。 （四）能流：线圈储存或释放的磁场能 （五）线圈对变化电流的阻碍作用于对恒定电流的再作用不同。 1两种阻碍作用产生的原因不同：线圈对恒定电流的阻碍作用是由于绕制线圈导线的电阻决定的；线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈的自感电动势引起的。 2两种阻碍作用产生的效果不同：稳态电阻决定了电流所能达到的稳定值；自感电动势决定了变化电流达到稳定值所需的时间。第五章 交变电流第1节 交变电流一、交变电流 交流 定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流 说明：大小可变也可不变 （一） 电流 直流 定义：方向不随时间变化的电流a(b)d(c)B 说明：大小可变也可不变（二） 最简单最
10、基本的交变电流是正弦式电流二、正弦式电流的变化交流发电机（一） 原理：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 （二） 电动势：e=nBSsint 1 推导：从线圈位于中性面开始计时单边产生的感应电动势： e0=Bl1vsint=Bl1sint=BSsint 单匝线圈产生的感应电动势：=2e0= n匝线圈产生的感应电动势： e= n= 2 线圈经过两个特殊位置时的电动势 中性面：e=0， 电动势变换方向， =m=BS 跟中性面垂直的位置：， =0 T/Vt/snBS- nBS03 图像 瞬时值 峰 值 三、简单的交流电路 （一）电路图：平均值 （二） 基本关系：12. 3. 4. 第2
11、节 描述交变电流的物理量一、周期和频率（一） 周期T1 定义：变变电流完成一次周期性变化所需的时间2 单位：s（二） 频率1 定义：交变电流在1s内完成周期性变化的次数2 单位：Hz（三） 周期和频率的关系1 周期和频率都是表示交变电流变化快慢的物理量2 周期和频率互为倒数，即T=3 在中，二、峰值和有效值（一） 峰值1 定义：交变电流所能达到的最大值2 说明：电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值（二） 有效值1 定义：让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流的电流、电压就叫做这个交流的有效值2 计算：将待求交变电流分成可方便确定有效值的几段，利用焦耳定律表示出一个周期内产生的总热量，根据有效值的定义，该热量等于或，由此解出有效值I或U3 注意：交变电流的有效值I不同于平均值,有效值I跟热量相关联，平均值跟电量相关联（三） 峰值和有效值的关系1 峰值和有效值都是表示电流强弱或电压高低的物理量2 、只对正弦式交变电流成立，对其他交变电流一般不成立3 交流电气设备上标出的额定电压和额定电流、一般交流电表测量的电压和电流都是有效值第3节 电感和电容对交变电流的影响一、电感对交变电流的阻碍作用 （一）用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小感抗：（二）特性：通直流阻交流1 低频扼流圈（L较大）：通直流、阻交流2
