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电磁感应在生活中的应用(一)
电磁感应现象及其应用生活实践中
西北农林科技大学
电磁感应现象及其应用
学院：风景园林艺术学院
班级：园林134
姓名：崔苗苗
学号：2913911465
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电磁感应现象及其在生活中的应用
西北农林科技大学 风景园林艺术学院
姓名 崔苗苗 班级 园林134班 学号 2013011465
摘要 自法拉第历经十年发现电磁感应现象后，电磁感便开始应用生活中。话筒，电磁炉，电视机，手机等生活用品，无不与人类生活息息相关，极大地方便了我们的生活，推动了社会历史的进步和发展。同时，它的应用也是理论向实践不断探索和改进的过程，理论唯有应用于实践，才更能发挥它的价值。 关键词 电磁感应现象 生活 应用
电磁感应现象的发现不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的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，在生活中具有重大的意义。它的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。在电工技术，电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用，人类社会从此迈入电气化时代，对推动生产力和科学技术发展发挥了重要作用。物理发现的重要性由此可见。本文主要介绍了电磁感应现象及其在人类生活中的相关应用。
一．电磁感应现象定义
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。 本质是闭合电路中磁通量的变化。而闭合电路中由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。
二．电磁感应发现历程
电磁学是物理学的一个重要分支，初中时代的奥斯特实验为我们打开电磁学的大门，此后高中三年这一部分内容也一直是学习的重中之重。继1820奥斯特实验之后，电与磁就不再是互不联系的两种物质，电流磁效应的发现引起许多物理学家的思考。当时，很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，而迈克尔·法拉第即为其中一位。他在1821年发现了通电导线绕磁铁转动的现象，然后经历10年坚持不懈的努力，最终于1831年取得突破性进展。
法拉第将两个线圈绕在一个铁环上，其中一个线圈接直流电源，另一个线圈接电流表。他发现，当接直流电源的线圈电路接通或断开的瞬间，接电流表的线圈中会产生瞬时电流。而在这个过程中，铁环并不是必须的。无论是否拿走铁环，再做这个实验的时候，上述现象仍然发生，只是线圈中的电流弱些。 为了透彻研究电磁感应现象，法拉第又继续做了许多的实验。终于，在1831年11月24日，他在向皇家学会提交的一个报告中，将这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、
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运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。此后又总结出：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有电流产生。
三．应用
电磁感应现象自发现之日起，便一直在改变着人们的生活。时至今日，生活中可以处处见到它的影子。无论是话筒，电磁炉，还是收音机，发电机，都是我们可以见到和听到的物品。而且，在高中物理中，我们便不断接触与其应用相关的题目，这些物品也曾作为物理试题的载体，不时出现在试卷中。现在看来，也是分外亲切。
3.1动圈式话筒
在剧场和演讲等活动中，放大声音已经成为一种
迫切的需要，而电磁感应现象的发现与应用已经成功
解决了这个问题。
放大声音的装置由话筒，扩音器和扬声器三部分，
其中话筒是把声音转变为电信号的装置。
动圈式话筒，是利用电磁感应现象制成的，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的音圈也随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就会产生感应电流，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。如今，话筒或者麦克风已经随处可见。
3.2电磁炉
相信有不少人都用过电磁炉加热过食物，它的方便快捷为我们的日常饮食带来很大的便利，对我们的饮食方式也产生了一定影响。电磁炉应用电磁感应原理对食品进行加热。它的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。
电磁炉的灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷
平板，台面下边装有高频感应加热线圈、高频电力转
换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪
锅。
电磁炉的工作过程是：电流电压经过整流器转换
为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过
音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。
3.2电磁感应灯
电磁感应灯作为照明工具中的新发明，具有许多传统照明工具所没有的优势。它具有十万小时的高使用寿命，同时又免维护费用。而且它的光源质量更高，高显色性使物体的本身的颜色即明亮又逼真，电磁感应灯还具有更可靠的瞬间启动性能，同时低热量输出,具有更可靠的抵抗电压剧烈波动的能力，其照明也更加
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节能，能够减少二氧化碳排放量。同时,电磁感应灯的暖白光比黄色的钠灯更合适应用于道路照明，光照温和，可以保证道路行驶的安全性和舒适性
电磁感应灯没有电极，依靠电磁感应和气体放电的基本原理而发光。没有灯丝和电极使灯泡的寿命长达100,000小时，是白炽灯的100倍，高压气体放电灯的5～15倍，紧凑荧光灯的5倍～10倍。
基于上述原理，气体通过磁场放电而产生了可见光。即由电子镇流器产生的频率为230KHz，金属线圈磁环组成的电磁变压器在玻璃管（含有特殊工作气体）周围创造了磁场。
由线圈引起的放电路径形成一个闭路，从而引起自由电子的加速度。这些自由电子和汞原子相碰撞而激发了电子.因为激活的电子从高能态退到低能态，他们放射出紫外线，当通过玻璃管表面的三基色荧光粉时，产生的紫外线转化成可见光。 在能源危机和温室效应益发严重的今日，各国都在不断强调可持续发展的重要性。在这种大环境下，符合环保照明和绿色照明的要求的电磁感应灯，有着推广和普及的巨大潜力。暖白光这一先进的理念已经在美国、英国、比利时、挪威等国家得到了广泛应用。
3.3变压器
变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器。其输送电流的多少由用电器的功率决定。高中时期的试题中有许多相关的计算问题。
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的
器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯
中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电
压。变压器由铁芯和线圈组成，线圈有两个
或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
3.4手机充电器
对于手机，或许是现在生活中与我们联系最
为紧密的电子产品之一了。给手机充电几乎是每
日必做的事情，以前却从未考虑过手机充电电源
的原理。
所有手机充电器其实都是由一个稳定电源
（主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的
电流）加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。它和变压器原理几近相同。
3.5磁带录音机
自有了手机等产品之后，许多功能集于一体，录音这种功能也一并存在，磁带录音机听来或许会让我们觉得陌生。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。
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
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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。
3.6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。在此之前，从未想过它竟然也是电磁感
应的应用实例。
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碍（非阻止）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。
3.7发电机
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯（或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
从物理结构来说，发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外，是完全独立、互不干扰的两部分；发电机的定子是有功源，产生感应电动势、电流，在原动力的拖动下，向外输出交流电的有功，由原动力（油量、气量、风量、水量等）决定有功功率的大小。
发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场，在原动力的拖动下，向外输送交流电的无功，由外部输入（多数用发电机自发的交流电整流而得）的直流电决定无功功率的大小。从电磁原理来说，转子和定子又是精密联系的，
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电磁感应在生活中的应用(二)
物理研究性学习电磁感应在生活中的应用
电磁感应在生活中的应用 指导老师： 班级：高二四 组员：照武，刘嘉明，陈彬，曾子维 组长：陈彬
一．研究目的： 让我们更好了解到以下电磁感应部分三个方面重要的知识：
①是电磁感应现象的规律：电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是
法拉第电磁感应定律和楞次定律。
②是电路及力学知识。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。 ③是右手定则。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。为了方便记忆，并与左手定则区分，可以记忆成：左力右电（即左手定则判断力的方向，右手定则判断电流的方向）。或者左力右感、左生力右通电。
二．
电磁灶是应用电磁感应图片
电磁感应现象的发现，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。
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（韦伯） ，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（伏特，简称伏）。电磁感应俗称磁生电，多应用于发电机。
三．电磁感应的物理公式：
磁通量
设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这
电磁感应
个面的磁通量。
(2)公式：Φ=BS
当平面与磁场方向不垂直时：
Φ=BS⊥=BSsinθ（θ为两个平面的二面角）
(3)
穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。
(4)单位：在中，磁通量的单位是，简称韦，符号是Wb。
1Wb=1T·1m2=1V·s。
四．电磁感应现象
(1)电磁感应现象：闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动。
(2)：在电磁感应现象中产生的。
(3)产生电磁感应现象的条件：
①两种不同表述
a．闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动
b．穿过闭合电路的磁场发生变化
②两种表述的比较和统一【电磁感应在生活中的应用】
a．两种情况产生感应电流的根本原因不同
闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动时，是导体中的自由电子随导体一起运动，受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流，这种情况产生的电流有时称为动生电流。
穿过闭合电路的磁场发生变化时，根据电磁场理论，变化的磁场周围产生电场，电场使导体中的自由电子定向移动形成电流，这种情况产生的电流有时称为感生电流。
b．两种表述的统一
两种表述可统一为穿过闭合电路的磁通量发生变化。
③产生电磁感应现象的条件
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。 条件：a．闭合电路；b．一部分导体 ； c．做切割磁感线运动
五．在生活中的应用
①动圈式话筒
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
话筒的工作原理-----电磁感应
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。
②磁带录音机
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
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