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電磁感應及其應用范文第1篇

【關鍵詞】脈沖電源模塊 磁場測量 線圈探頭

磁場測量是研究與磁現象有關的物理過程的一種重要手段。磁測量技術的發展和應用有著悠久的歷史。自16世紀末期就開始使用的利用磁力為原理的測量方法，到現在廣泛使用的電磁感應法和電磁效應法。目前比較成熟的磁場測試方法主要有以下幾種：磁力法、電磁感應法、磁飽和法、電磁效應法、磁共振法、超導效應法和磁光效應法。

電磁感應法是利用電磁感應定律來測試磁場的方法，當一個線圈置于變化的磁場中時，當耦合與線圈的磁通發生變化時，在線圈上就會感應出響應的電壓，因此，只要測試出對應的電壓大小，就可以通過一定的轉換方法，獲得對應的磁場大小。電磁感應法一般利用具有一定面積的線圈作為探頭，因此理論上不能算真正的點磁場測試，一般將線圈面積內的磁場平均值來表征線圈中心點的磁場。

1 電磁感應法測量原理

則當線圈的幾何尺寸滿足上述關系時，線圈的總磁通量φ只與其中心點處的磁場相關，此時所測得的是線圈中心的“點”磁場值，其方向與線圈軸向平行。

2.2 線圈常數的確定

利用滿足一定尺寸要求的感應式磁傳感器測量空間“點”磁場，線圈常數是個很重要的概念，

當感應線圈的幾何尺寸和匝數設計確定后，線圈常數也就定了，但在實際設計尺寸時，應綜合考慮L/D 和NS 值，保證實現“點”磁場測量傳感器的最優化設計。

3 電磁感應法脈沖磁場測量系統

3.1 測量系統

利用電磁感應法進行磁場測量時，測試系統主要包含以下幾個部分，主要由線圈探頭，連接線以及采集系統組成。

線圈探頭是由導線繞制，由于僅為觀察線圈探頭測量磁場對于電流的跟隨效果，故在線圈探頭設計時并未做過多考究，其參數如下：線圈匝數8匝、外徑15.20mm、內徑11.48mm、長15.30mm、導線直徑為1.64mm，如圖2所示。

3.2 試驗布置

利用電磁感應法測量磁場時，因為線圈探頭有一定的體積，故為了更好的測量到“點”磁場，需將線圈探頭正對電感器中心處，并妥善固定。線圈探頭固定位置如圖3所示，試驗布置如圖4所示：

3.3 試驗數據

（1）示波器所測得的波形如圖5至圖6所示（其中CH1為線圈測得信號，CH2為電流信號）：

（2）將線圈測得的信號積分后，所獲得的波形如圖7至圖8所示：

由于示波器測得的信號存在一定的偏置，其中線圈測得信號大約有-0.02的偏置，電流信號大約有-0. 8的偏置，故對其做了相應處理。在積分前，在EXCEL表格中，分別對線圈信號數據+0.02，對電流信號數據+0. 8。

3.4 試驗結果分析

雖然只是簡單繞的線圈，但是通過測量的結果可以明顯看出，其相對于電流的跟隨性良好，并且也沒有出現負值。總體來說，其波形滿足要求，但是線圈探頭的標定仍是一個難點。

有一點值得注意的地方，在線圈測量的dB/dt波形中，同樣可以發現有個向下的負脈沖，但是由于數據還要再次經過積分，所以該負脈沖的影響并不明顯，并未影響到積分后磁場波形的變化。并且，通過對比第一次試驗霍爾探頭測量的波形可以發現，其向下的負脈沖出現在同一地方，故可以判定為同一原因引起的負脈沖，并且該負脈沖只是單純影響測量信號。霍爾探頭是直接輸出磁場的波形，所以負脈沖對其影響很大；而線圈是經過積分后才獲得磁場波形，所以在這兩處負脈沖對其積分結果不會造成很大影響。

4 結論

本文首先對利用電磁感應法測量磁場進行了簡要的介紹，并且對其注意事項與設計做了一定分析。根據實際條件，對模塊的電感外側磁場進行了測量，并且獲得了磁場測試的結果。

對于霍爾效應法而言，測試得到信號后，經過簡單的轉換就可以得到磁感應強度信號，但是，信號中包含有較多的干擾和毛刺，需要進行平滑處理（差分放大消除共模干擾）；而電磁感應法獲得的信號，需要進行積分處理才能夠獲得最終的磁場信號，經過積分處理后的信號失去了一些重要的跳變信息，例如霍爾效應中出現的下降沿信號，就無法在感應法中明顯的體現。

為了使磁場測量的工作更加方便，下一步的工作主要為消除示波器中的偏置與設計積分環節，本文的試驗數據能夠為后一階段的工作提供一定的參考價值。

參考文獻

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[2]宮延偉.低頻交變磁場測量技術研究及儀器開發[D].上海：上海交通大學，2010.

[3]陳金全.測量低頻交變磁場的試驗方法[J].桂林電子工業學院學報，2002，22（4）：53-56.

[4]強磁場測量科研組.感應法脈沖強磁場測量.

[5]張玉華，羅飛路，白奉天.交變磁場測量系統中磁傳感器的設計[J].傳感器世界，2003：6-12.

[6]姜智鵬，趙偉，屈凱峰.磁場測量技術的發展及其應用[J].電測與儀表，2008，4：1-10.

[7]郭中華.時變磁場測量的研究[J].中國科技信息，2008，13.

電磁感應及其應用范文第2篇

【關鍵詞】 無線充電 CD4017 鋰電池

隨著人們生活水平的提高和生活節奏的加快，導致自由空閑時間壓縮，工作的繁忙往往會使人們忽略對家里養殖魚的喂養。

本課題設計的游水觀賞魚無需喂養，可以在水缸里自由游動極具觀賞性，也可用于家用裝飾的門店商業裝飾，美觀而不失科技感。

該設計具有無線充電功能，當觀賞魚游動耗盡電量后在水缸底部充電區域可通過無線充電技術給鋰離子聚合物蓄電池實現無線充電。

本課題的設計主要由魚體驅動電路、鋰電池充放電保護電路和電磁感應無線供電電路三大模塊構成。

一、設計的技術難點

1.1機械結構設計

觀賞魚在水下的游動由兩個獨立電機進行驅動，電機轉軸的圓周運動要轉為左右擺動，觀賞魚尾鰭擺動推動魚體運動。這種運動方式的轉變涉及到機械鏈桿機構，設計合適的鏈桿機構對驅動~體前進不可或缺。

1.2防水密封問題的處理

水下推進系統必須合理的處理好內部各類電子元器件的靜態和動態防水密封問題。開發的過程中，必須考慮不同部位的密封特點，針對不同密封部位采用不同密封方式，分類處理，完好的防水密封處理將影響魚體整體運動效果。

二、魚體驅動電路的設計

魚體驅動電路設計作為本課題的三大模塊之一，合理的設計對實現觀賞魚水下游動至關重要。CD4017是一款計數分頻器集成IC，配合受控馳張振蕩電路提供的時序脈沖信號通過對繼電器觸頭的控制間接控制魚體驅動電機，實現魚體自由游動。

魚體驅動功能的實現將由四個不同模塊配合工作，包括受控馳張振蕩源、計數分頻器、前進驅動模塊和轉向控制模塊組成。魚體頭部放置一個輕觸開關，當魚體游動碰觸水缸壁后將觸發受控馳張振蕩電路并產生時序信號，隨后時序信號通過CD4017芯片計數分頻控制轉向電機使魚體轉向繼續游動，同時在魚尾設有獨立電機驅動魚體前進游動。

三、鋰電池充放電保護板設計

觀賞魚設計中電源模塊采用鋰電池供電。鋰電池具有很高的能量密度可大容量的儲存電能，這也導致其安全性能的不穩定。

通常發生的自燃或破裂的險情就是當鋰電池處于過充電狀態時，因能量過剩使電池發熱溫度上升促使電解液分解，內部壓強急劇升高而引發；鋰電池的使用壽命縮短就是受其處于過放電情況影響，引發內部離子傳輸載體超量分解造成性能惡化。

故此利用鋰電池作為電源時必須設計合理的保護電路確保安全性以及性能穩定。

四、電磁感應無線供電電路設計

考慮到觀賞魚在水下的運動，所以電源模塊將應用電磁感應原理設計近距離感應式無線供電系統為鋰電池充電。選取XKT-412高頻大功率無線供電IC和T335濾波整流IC設計無線充電發射模塊；選取T3168關斷型穩壓IC設計無線充電接收模塊。

五、結語

觀賞魚的外形體積直接影響到無線充電模塊體積的大小，而本次設計的無線充電觀賞魚將用作商業用途其體積較小，所以在選取芯片設計整個系統時應盡可能選擇封裝較小且以滿足系統功能為前提下的高度集成芯片。

參 考 文 獻

[1] 高帥.仿生鰩魚的結構設計與實驗研究.哈爾濱工業大學工學碩士學位論文.2014，7：2-6

[2] 鄭精輝.基于波動機理的觀賞魚探測器研究.浙江大學碩士學位論文.2007，6：3-8

[3] 陳維山.仿魚機器人穩態游動的水動力性能研究哈爾濱工業大學.2010，7：2-5

[4] 印健健.解析CD4017集成電路的邏輯功能.電子測試.2013（7）：37-38

[5] 趙明亮.單結晶體管可控硅觸發電路的安裝與調試.企業技術開發（下半月）.2015（15）：79-80

電磁感應及其應用范文第3篇

（一）如何判斷物體有無磁性

判斷物體是否有磁性可以從吸鐵性、指向性、磁極間的相互作用規律、磁體的磁性強弱分布特點來進行解答.

1.根據磁體的吸鐵性判斷.分別將鋼棒靠近無磁性的鐵類物質，如鐵屑、大頭針等，若能夠吸引，則鋼棒有磁性，否則沒有磁性.

2.根據磁體的指向性判斷.分別將鋼棒用細線吊起，使它們能在水平面上自由轉動，若靜止時總是指示南北方向說明鋼棒有磁性，否則沒有磁性.

3.根據磁極間的相互作用規律判斷.將鋼棒的一端靠近靜止的小磁針的磁極，若發生排斥現象，則鋼棒有磁性；若與小磁針的兩極都相互吸引，則沒有磁性.

4.根據磁極的磁性最強判斷.將A棒、B棒如圖1放置，因為條形磁體兩端的磁性最強，中間的磁性最弱.如果A、B不吸引，則表示鋼棒B有磁性，A沒有磁性；如果A、B吸引，則表示鋼棒A有磁性，B沒有磁性.

（二）如何理解通電螺線管外部的磁場和條形磁鐵的磁場一樣

理解這個問題時應注意以下兩點：

1.對通電螺線管概念的理解要到位

兩個原則：①同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引；②右手定則.

三個因素：有三個因素與通電螺線管周圍的磁場有關：螺線管的磁極、電流方向及繞線情況.在這三個因素中，任意兩個都能決定第三個.

2.對通電螺線管隱含條件的理解要到位

（1）通電螺線管外部的磁感線是從螺線管的北極發出回到南極.其隱含條件是：通電螺線管內部的磁場方向是從螺線管的南極指向北極.

（2）通電螺線管的磁性強弱與電流大小有關.電流越大，螺線管的磁性越強.

（三）如何分析由電磁繼電器組成的電路的工作過程

我們可以用“流程圖法”（如圖2）來解釋電磁繼電器的工作過程，總的來說可以分五個步驟.如圖所示：

注意：控制電路的通斷可以是人為接通或斷開，也可以是外界條件變化使之自動接通或斷開.

（四）磁場為什么會對電流產生力的作用

我們知道磁體的周圍有磁場，當磁體跟另一個磁體接近時，它們之間通過磁場發生相互作用；我們還知道電流周圍也存在著磁場，我們可以把通電導體看成一個磁體，當通電導體跟磁體接近時，它們之間也通過磁場發生相互作用.因此，磁場對電流的作用，其實質也是磁體和磁體間通過磁場而發生的作用.

（五）感應電流因何而生

1.由電磁感應現象可知，要得到感應電流應同時滿足兩個條件：（1）電路必須是閉合的；（2）部分導體在磁場中做切割磁感線運動.

2.要想真正地理解感應電流的產生，除掌握上述兩個條件外，還要正確認識以下幾個問題：

（1）必須是導體正在做切割磁感線運動.如果某部分導體雖然做過切割磁感線運動，但現在處于靜止狀態，那么該電路中就不會有感應電流，也就是說只有切割磁感線的過程中，才會產生感應電流.

（2）切割磁線時，導體不一定是運動的.“切割”指的導體與磁場的相對運動.磁體不運動，導體運動，如在電磁感應的實驗中，導體切割磁感線，有感應電流產生；導體不運動，磁體運動，如對于大型發電機來說，定子是線圈，轉子是磁極，這時導體也會切割磁感線，也有會感應電流產生；導體不動，磁體也不動，但是磁體的磁性強弱發生了變化，即產生了變化了磁場，這時也相當于導體切割了磁感線，也會有感應電流產生.

二、例題解析

考點1.磁場與磁感線

考點歸納：（1）磁體、磁現象在生產生活中的應用；（2）磁極間的相互作用的研究和利用；（3）磁場方向的規定，熟知條形、蹄形磁體周圍磁感線的分布情況，還要了解放入磁場中的物體各磁極的受力情況.

例1 為了收集實驗臺上的鐵粉，小明用塑料袋包好磁鐵吸引鐵粉，當磁鐵靠近桌面上的鐵粉時，出現如圖3所示的情況，小明說：“我終于看到了真正的磁感線”.小紅用如圖4所示的通電線圈去收集鐵粉.

（1）根據如圖3所示，條形磁鐵有

個磁極，鐵粉能夠一個接著一個吸引排列下去，說明鐵粉被 后也具有磁性，相當于小磁體的鐵粉靠在一起的磁極一定是 （選填“同名”或“異名”）磁極.

（2）小明的說法中錯誤的是 .

磁感線顯示的是 .

（3）小紅所用線圈繞在鐵芯上的作用是 ，圖4中畫出了部分磁感線，則a點的磁場比b點的磁場 （選填“強”或“弱”）；根據圖中磁感線的方向，標出螺線管的磁極和電源的正負極.

解析 任何磁鐵都具有兩個磁極，磁極就是磁體上磁性最強的部位，也就是吸引鐵粉最多的部位.鐵粉本身不具有磁性，被磁化后變為小磁體，各個小磁體的異名磁極相互吸引而連成一串.磁感線是描述磁場的假想曲線，這個曲線的要求是：該曲線每點的切線方向與該點的磁場方向一致，曲線的箭頭代表磁場方向，同時磁場方向規定磁體外部從N極出發進入S極，因此電磁鐵的左端為S極.而磁感線的疏密程度代表了該點的磁場強度，越密集磁場越強.因此圖中b點比a點磁感線密集些，b點比a點的磁場強些.根據右手螺旋定則，大拇指向右指向N極，電流必須從左側流入，因此電源的左端為正極.

答案 （1）兩 磁化 異名

（2）磁感線是假想的曲線，看不見的磁場的方向和強弱

（3）增強磁性 弱 如圖5

考點2.電流的磁場及其應用

考點歸納：（1）奧斯特實驗的實驗方法、步驟和結論，最早做實驗者及實驗的意義；（2）電流磁場的應用；（3）利用安培定則判斷電磁鐵的磁極、電源的正負極，并繞制通電螺線管；（4）探究電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數的關系.

例2 如圖6所示，試判斷通電螺線管的南北極.

解析 由圖6可知，在我們看到螺線管的一側導線中電流方向向上，看不到的一側電流方向向下.如圖7所示，根據安培定則，讓右手彎曲的四指指向電流方向，則拇指所指的方向就是通電螺線管的北極，即螺線管的左端為N極，右端為S極.

變式 開關S閉合后，通電螺線管上方小磁針靜止時的指向如圖8所示，試確定電源的正負極.

解析 由磁場規律知，通電螺線管的左端為S極，右端為N極，根據安培定則得，電源的左端為負極，右端為正極.如圖9所示.

點評 本題是母題的逆用，先從小磁針的指向，確定通電螺線管的N、S極，再用安培定則判斷螺線管中的電流方向，進而確定電源的正負極.

考點3.電磁繼電器

考點歸納：（1）電磁繼電器的原理和工作過程；（2）能快速判斷各種自動控制電路的原理.

例3 如圖10是一種水位自動報警器的原理圖，有關該報警器工作情況的下列敘述，不正確的是（ ）.

A.該報警器紅燈是報警燈，報警器工作時，必須依靠一般水的導電性，且水位必須到達A

B.該報警器的紅、綠燈不會同時亮

C.當水位沒有達到A時，電磁鐵沒有磁性，只有綠燈亮

D.當該報警器報警時，電磁鐵的上端是N極

解析 水、金屬塊A和B組成了控制電路的“開關”.當水位沒有到達A點時，這個“開關”處于斷開狀態，控制電路中沒有電流，電磁鐵沒有磁性，此時銜鐵在彈簧的拉力作用下使動觸點與上面的靜觸點接觸，工作電路中的綠燈亮以示安全；當水位到達A點時，控制電路中的“開關”閉合，電路有電流，使得電磁鐵具有磁性，從而吸引銜鐵使動觸點與下面的靜觸點接觸，工作電路中的紅燈亮以示危險.根據電磁鐵中的電流方向及其繞線方式，運用右手定則易知電磁鐵的下端為N極.

答案 D

點評 此題通過一個自動控制電路來考查電磁繼電器的應用.分析這類自動控制作用的電磁繼電器的工作原理，通常按下面的程序進行：控制無件或開關處于什么狀態——控制電路的通斷——電磁鐵有無磁性——是否吸引銜鐵——工作電路的通斷.

考點4.電動機與發電機的區別

考點歸納：（1）從制作原理來區分：電動機是利用通電線圈在磁場中受到力的作用而轉動的原理制成的；發電機是利用電磁感應現象制成的.

（2）從構造來區分：電動機的構造：主要由磁鐵、線圈、換向器和電刷等組成；發電機的構造：主要由磁鐵、線圈、銅環和電刷等組成.

（3）從能量轉化形式區分：電動機工作時將電能轉化為機械能；發電機工作時將機械能轉化成電能.

（4）從結構示意圖來區分：由以上兩圖可以看出電動機和發電機模型非常相似，但不難看出兩者最顯著的區別就是：①電動機外部有電源，通電線圈通過受力而轉動（如圖11）；發電機外部無電源，導體運動產生電流，電流表發生偏轉（如圖12）；②電動機線圈兩端連接的滑環是半圓環，發電機線圈兩端連接的滑環是圓環.

例4 如圖13所示的4個實驗裝置中，能說明發電機工作原理的是（ ）.

解析 如圖13所示的是教科書上4個重要的演示實驗裝置.A圖是用來演示通電導體周圍存在磁場，使小磁針受磁場作用發生偏轉的現象的；B圖是用來演示開關閉合時，導體ab中通過電流在磁場中受力運動的現象的；C圖是用來演示通電線圈在磁場中受力轉動現象的，B圖和C圖都能說明電動機的原理；D圖是用來演示開關閉合后導體ab在磁場中做切割磁感線運動時，電路中會產生感應電流的電磁感應現象，是用來說明發電機工作原理的實驗裝置.

答案 選D.

點評 本題考查對實驗現象的觀察理解能力，同時考查對電磁現象的綜合認識和理解.物理學的發展離不開實驗，因此認真做好實驗、觀察研究實驗現象和規律，是學習物理應具備的基本技能.

考點5.發電機應用的探究

考點歸納：電磁感應現象的產生條件

例5 實際的發電機采取線圈不動（稱為“定子”）而磁鐵運動（稱為“轉子”）的方式發電，為了增強磁鐵的磁性，轉子一般不用永磁鐵，而用電磁鐵代替.小明利用如圖14所示的實驗裝置進行了模擬探究.其中為A電磁鐵，B為螺線管（其作用相當于線圈），B與靈敏電流計組成閉合回路.

探究一：閉合開關后，B保持不動，A迅速向下插入B，電流計指針向右偏；A向上拔出時，電流計指針向左偏.

（1）以上操作說明 .

（2）若保持A不動，螺線管B由下向上套住A的過程中，電流計指針應向 偏.

（3）感應電流的大小可能與什么因素有關？

①請說出你的猜想（至少說出兩個不同的猜想）： ； .

②請你針對其中一個猜想設計實驗來驗證猜想是否正確.要求說出實驗方案.

探究二：將A放在B內并保持不動.閉合開關瞬間，電流計指針偏轉；閉合開關一段時間，A中電流穩定后，電流計指針不偏轉；移動滑動變阻器的滑動觸頭，電流計指針偏轉；斷開開關瞬間，電流計指針偏轉.

（4）探究二說明，閉合電路中的磁場 （選填“發生變化”或“不發生變化”）時，就能產生感應電流.

（5）閉合電路中感應電流的大小與磁場強弱變化的快慢有什么關系呢？將放在內保持不動，閉合開關，快速移動滑動變阻器的滑動觸頭時，電流計的指針偏轉角度較大；慢慢移動滑動變阻器的滑動觸頭時，電流計的指針偏轉角度較小.由此可得出結論： .

解析 B保持不動，當A向下或向上運動即切割磁感線運動方向發生改變時，電流計指針偏轉方向發生改變即感應電流發生改變，說明感應電流的方向與切割磁感線的運動方向有關.保持A不動，螺線管B由下向上套住A，相當于B保持不動，A向下插入B，根據題設條件可知，此時電流計指針應向右偏.設計驗證猜想的實驗方案要體現控制變量法.

根據探究二中實驗現象可知，當閉合電路中的磁場發生變化時，就能產生感應電流.滑動變阻器滑動觸頭移動得快，說明閉合電路中的磁場強弱變化得快；滑動變阻器滑動觸頭移動得慢，說明閉合電路中的磁場強弱變化得慢.所以根據實驗現象可知：閉合電路中感應電流的大小與磁場強弱變化的快慢有關，同樣的條件，磁場強弱變化得快，產生的感應電流大.

電磁感應及其應用范文第4篇

一、電磁學教材的整體結構

電磁運動是物質的一種基本運動形式．電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用．其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象，電磁輻射和電磁場等．為了便于研究，把電現象和磁現象分開處理，實際上，這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的．透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系，才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學．對此，應從以下三個方面來認真分析教材．

1．電磁學的兩種研究方式

整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行，這兩種方式均在高中教材里體現出來．只有明確它們各自的特征及相互聯系，才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質，培養學生的思維能力．

場的方法是研究電磁學的一般方法．場是物質，是物質的相互作用的特殊方式．中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來，靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩電磁嘗迅變電磁場等，組成一個關于場的系統，該系統包括中學物理電學部分的各章內容．

“路”是“場”的一種特殊情況．中學教材以“路”為線的大骨架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等．

“場”和“路”之間存在著內在的聯系．麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律，是以“場”為基礎的．“場”是電磁運動的實質，因此可以說“場”是實質，“路”是方法．

2．物理知識規律物

理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律，以及它們的相互聯系．

物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗，掌握了充分可靠的事實之后，進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系，并把這些關系用定律的形式表達出來．物理定律的形成，也是在物理概念的基礎上進行的．但是，物理定律并不是絕對準確的，在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性，因此其適用范圍有一定的局限性．

第二冊第一章“電潮重要的物理規律是庫侖定律．庫侖定律的實驗是在空氣中做的，其結果跟在真空中相差很小．其適用范圍只適用于點電荷，即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況．

“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律．歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的，對金屬導電、電解液導電適用，但對氣體導電是不適用的．歐姆定律的運用有對應關系．電阻是電路的物理性質，適用于溫度不變時的金屬導體．

“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性，用研究電場的方法進行類比，可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念．

“電磁感應”這一章，重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律．在這部分知識中，能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線．本章以電流、磁場為基礎，它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面，是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎．電磁感應的重點和核心是感應電動勢．運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的．

“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐，進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場，對場的認識又上升了一步．麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律，同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步．

3．通過電磁場在各方面表現的物質屬性，使學生建立“世界是物質的”的觀點

電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的．大量實驗證明在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著．電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用．運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場．磁體的周圍也存在著磁場．磁場也是一種客觀存在的物質．磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用．現在，科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點，并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在，電磁場是物質的一種形態．

運動的電荷（電流）產生磁場，磁場對其它運動的電荷（電流）有磁場力的作用．所有磁現象都可以歸結為運動電荷（電流）之間是通過磁場而發生作用的．麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象，得出結論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場．按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的，形成一個不可分割的統一場，這就是電磁場．電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波．

從場的觀點來闡述路．電荷的定向運動形成電流．產生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場．導體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處．導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例，即導體中形成電流時，它的本身要形成電場又要提供自由電荷．當導體中電勢差不存在時，電流也隨之而終止．

二、以“學科體系的系統性”貫穿始終，使知識學習與智能訓練融合于一體

1．場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題．第一章“電潮是學好電磁學的基礎和關鍵．電場強度、電勢、磁嘗磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念．電場線，磁感線是形象地描述場分布的一種手段．要進行比較，找出兩種力線的共性和區別以加強對場的理解．

2．電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用．在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別，比如，場不是力，電勢不是能等．場中不同位置場的強弱不同，可用受場力者受場力的大小（方向）跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度．在電場中用電場力做功，說明場具有能量．通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了．

3．認真做好演示實驗和學生實驗，使“潮抽象的概念形象化，通過演示實驗是非常重要的措施．把各種實驗做好，不僅使學生易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養和訓練．安排學生自己動手做實驗，加強對實驗現象的分析，引導學生從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力．從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看，應著力培養學生的獨立實驗能力和自學能力，使知識的傳授和能力的培養統一在使學生真正掌握科學知識體系上．

電磁感應及其應用范文第5篇

知識目標

1、知道安培的分子電流假說．

2、知道電和磁是相互聯系的．

3、了解磁性材料及其應用．

能力目標

1、通過本書教學，了解科學假說在認識自然奧秘中的重要作用．

2、通過演示實驗和實物展示，掌握一些實用的磁性材料的常識，培養學生理論聯系實際的能力．

情感目標

進行物理方法教育：培養學生形成科學研究的思維方式，即實驗基礎科學假說實驗檢驗理論．

教學建議

教材分析

教材本節的重點是：磁鐵的磁場也是由運動電荷產生的．難點是學生對安培分子電流假說的理解．教師可以利用深化物質微觀結構觀點使學生理解分子電流．

教法建議

教學可以采用學生自主學習的方法，在引入時，可以讓學生思考：為什么通電螺旋管周圍的磁感線分布和條形磁鐵非常相似？是否磁體和電流的磁場本質上有可能存在相同的起源問題？讓學生認真思考聯系．在通過演示實驗驗證，在學生自主學習的基礎上，在教師指導點撥下總結規律．通過實驗和講解擴展磁性材料知識．

教學設計方案

安培分子電流假說磁性材料

一、素質教育目標

（一）知識教學點

1、知道安培的分子電流假說．

2、知道電和磁是相互聯系的．

3、了解磁性材料及其應用．

（二）能力訓練點

1、通過本書教學，了解科學假說在認識自然奧秘中的重要作用．

2、通過演示實驗和實物展示，掌握一些實用的磁性材料的常識，培養學生理論聯系實際的能力．

（三）德育滲透點

進行物理方法教育：培養學生形成科學研究的思維方式，即實驗基礎科學假說實驗檢驗理論．

（四）美育滲透點

通過精美的實驗儀器展示，培養學生對物理儀器工藝美的審美感受力，通過物理學研究思維方式的訓練和培養，提高學生對物理學推理過程的邏輯美的審美感受力．

二、學法引導

1、教師通過復習提問法引入，通過學生自學課本，了解安培分子電流假說，通過演示實驗法驗證，通過啟發使學生理解電本質．

2、學生認真思考，細心觀察實驗，在教師指導下自學課本，分析總結．

三、重點·難點·疑點及解決辦法

1、重點

磁鐵的磁場也是由運動電荷產生的．

2、難點

安培分子電流假說的理解．

3、疑點

分子電流的微觀本質．

4、解決辦法

利用深化知識中學過的物質微觀結構觀點或理解分子電流．

四、課時安排

1課時

五、教具學具準備

條形磁鐵、軟鐵棒、大頭針、電源、通電螺旋管、小磁針、塑料棒、鋁棒、銅棒、鐵架臺、變壓器鐵芯．

六、師生互動活動設計

教師復習提問引入，學生認真思考聯系．通過演示實驗驗證，學生自學課本知識，在教師指導點撥下總結規律．通過實驗和講解擴展磁性材料知識．

七、教學步驟

（一）明確目標

（略）

（二）整體感知

本節課首先講述磁鐵和電流的磁場是否有本質上的一致，然后介紹磁性材料的特點及常見的磁性材料．

（三）重點、難點的學習與目標完成過程

1、引入新課

從上節課的學習中，我們發現磁體和電流這兩種完全不同的物質周圍空間都存在著磁場，且通電螺旋管周圍的磁感線分布和條形磁鐵非常相似，這說明了什么問題？

電與磁之間一定有某種聯系，磁體和電流的磁場本質上有可能存在相同的起源問題．

2、安培的分子電流假說

身體中的電流是由大量的自由電子的定向移動而形成的，而電流的周圍又有磁場，所以電流的磁場應該是由于電荷的運動產生的．那么，磁鐵的磁場是否也是由電荷的運動產生的？

安培提出在磁鐵中分子、原子存在著一種環形電流——分子電流，分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體．

磁鐵的分子電流的取向大致相同時，對外顯磁性；磁鐵的分子電流取向雜亂無章時，對外不顯磁性．

3、假說的驗證

（l）能解釋實驗現象

現象一：軟鐵棒被磁化．演示：軟鐵棒未被磁化前無磁性；磁化后有磁性，能吸引大頭針．

現象二：磁鐵受到猛烈的敲擊會失去磁性．

演示：猛擊磁鐵，觀察小磁針偏轉情況．

（2）近代的原子結構理論證實了分子電流的存在．

根據物質的微觀結構理論，微粒原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電，核外電子帶負電，電子在庫侖力的作用下，繞核高速旋轉，形成分子電流．

4、磁現象的電本質

科學假說在人們認識自然奧秘中有著重要的作用，是人們研究科學發展的一種重要方式，經過實驗驗證后的假說就升華為理論，即安培分子電流理論．從該理論中，我們可以清楚地看到磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的．

5、磁性材料

（1）不同的物質磁化程度不同

演示：通電螺線管上方懸掛小磁針，先在螺線管中先后插入塑料棒、銅棒、鋁棒，觀察磁針偏轉情況．再分別插入軟鐵棒、變壓器鐵芯，觀察磁釘偏轉情況．

大多數物質對磁場的影響很小，只有少數幾種物質如鐵、鎳、鈷及一些合金等才能對磁場有很大的影響，能使磁場增強幾千倍，甚至上百萬倍，這些材料叫鐵磁性材料．

6、介紹硬磁性材料和軟磁性材料

閱讀課文，請學生回答：

（1）什么是硬磁性材料？什么時候用硬磁性材料？

（2）什么是軟磁性材料？什么時候用軟磁性材料？

（四）總結、擴展

本節課我們學習了安培分子電流假說，使我們認識到磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的．電與磁的統一是一個非常重要的思想，這個思想引導奧斯特發現了電流的磁效應，引導法拉第發現了電磁感應現象，最后引導麥克斯建立了統一的電磁場理論．

注意不要把一切磁場都看作是由電荷的運動產生的．因為變化的電場也會產生磁場．另外注意和化學中極性分子知識相結合編寫理化綜合題考察學生的綜合應試能力．

八、布置作業

普通磁帶錄音機是用一個磁頭來錄音和放音的，磁頭結構如圖所示，在一個環形鐵芯上繞一個線圈，鐵芯有個縫隙，工作時磁帶就貼著這個縫隙移動，錄音時，磁頭線圈跟微音器相連，放音時，磁頭線圈改為跟揚聲器相連，磁帶上涂有一層磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁，微音器的作用是把聲音的變化轉化為電流的變化，揚聲器的作用是把電流的變化轉化為聲音的變化．根據學習的知識，把普通錄音機錄音的基本原理簡明扼要地寫出來．（放音的基本原理待學習了電磁感應后可知．）

答：聲音的變化經微音器轉化為電流的變化，變化的電流流過線圈，在鐵芯中產生變化的磁場，磁帶經過磁頭時磁粉被不同程度地磁化，并留下剩磁，這樣，聲音的變化就被記錄成不同程度的磁化．

九、板書設計

七、安培的分子電流假說、磁性材料

一、安培的分子電流假說

1、假說的提出

2、假說的驗證

二、磁現象的電本質

磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由電荷的運動產生的．