《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第6讲、电磁感应

《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第6讲 电磁感应 一、考纲要求 （1）理解电磁感应现象产生的条件。 （2）熟练掌握右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律。 （3）理解自感现象和互感现象，了解自感系数的估算。 （4）理解互感线圈同名端的概念及其判断，掌握互感线圈的串联。 （5）了解涡流的产生及其在工程技术上的应用。 （6）理解电感线圈的储能特性，了解磁场能量的计算。 二、知识梳理 1．电磁感应现象 利用变化的磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。利用电磁感应的方法得到的电动势和电流分别称为感应电动势和感应电流。 产生感应电流的方法： （1）闭合回路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，回路中有感应电流。感应电流的方向可用右手定则判定。 （2）穿过闭合回路的磁通发生变化时，回路中就有感应电流产生。感应电流的方向可以用楞次定律或右手定则判定。 2．楞次定律 感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通的变化。楞次定律也可表述为：感应电流产生的效果总是反抗引起感应电流的原因。楞次定律是判断感应电流方向的普遍适用的重要定律。 3．法拉第电磁感应定律 回路中感应电动势的大小，与穿过这个回路的磁通量的变化率成正比，即。 导体作切割磁感线运动产生的感应电动势，式中的α为导线运动方向与磁场方向间的夹角。 4．自感 因通过线圈的电流的变化而在线圈自身引起的电磁感应现象称为自感现象。自感电动势的大小与电流变化率成正比，与电流的大小无关：。 自感系数L：空心的电感线圈的自感系数是一个常量，该常量只由线圈本身的性质决定，即只与线圈的截面积、几何形状和匝数有关，而与线圈中的电流无关。单位为H（亨［利］），实际中还常用mH（毫亨）、μH（微亨）。，。 互感：两个相互靠近的线圈，如果其中一个线圈中的电流发生变化时，也会使另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感现象。产生的感应电动势称为互感电动势。。 互感系数M：互感系数M与这两个线圈的几何形状、尺寸、匝数以及它们之间的相对位置有关，与线圈中电流的大小无关。，式中的K称为耦合系数，0≤K≤1。K＝0时，说明不存在互感；K＝1时说明两个线圈耦合最紧，产生的互感最大，又称全耦合。 5．同名端 互感线圈由电流变化所产生的自感与互感电动势极性始终保持一致的端点称为同名端。如果已知线圈的绕法，可以运用楞次定律直接判断同名端；如果线圈的具体绕法无法知道，可以用实验的方法来判断。 6．电感的串联 （1）顺串（异名端串接）。 （2）反串（同名端串接）。 7．涡流 将导线放在金属块上，当变化的电流通过导线时，穿过金属块的磁通发生变化，金属块中会产生闭合漩涡状态的感应电流，这种感应电流称为涡电流，简称涡流。 8．磁屏蔽 对于低频磁场的干扰，常用铁磁性材料做屏蔽罩，令磁通旁路；对高频磁场的干扰，则应采用电阻率小的导体（如铜、铝等）做屏蔽罩，以增大涡流，利用涡流的去磁作用来达到磁屏蔽的目的。 9．电感线圈中磁场能的计算公式 电感线圈是储存磁场能的储能元件，磁场能的储存和释放都是通过电磁感应完成的。线圈中的磁场能。 ——线圈中的磁场能量，单位为J（焦［耳］）。 L——线圈的电感，单位为H（亨［利］）。 I——通过线圈的电流，单位为A（安［培］）。 三、高考常考题选讲 （一）、判断题 1．只要导线在磁场中运动，导线中就一定能产生感应电动势。（ ） 【答案】× 2．感应电流产生的磁场方向总是与原磁场的方向相反。（ ） 【答案】× 3．螺旋管线圈的匝数为40时，其电感为1.2mH，若匝数改为60，其他条件不变，这时电感为1.8mH。（ ） 【答案】× 4．某一电感元件，其流过的电流变化量越大，则自感电动势也越大。（ ） 【答案】× 5．互感电动势的方向与线圈的绕向是有关的。（ ） 【答案】√ 6．线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通的变化成正比，这个规律称为法拉第电磁感应定律。（ ） 【答案】× 7．在同一变化磁通的作用下，感应电动势极性相同的端子称为同名端。（ ） 【答案】√ 8．法拉第电磁感应定律可以用来计算任意时刻、任意位置的感应电动势。（ ） 【答案】× 9.通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。 （ ） 【答案】× 10.楞次定律指出，感应电流的方向总是与原磁场的方向相反。 （ ） 【答案】× （二）、填空题 1．有两根相互平行的长直导线A、B，其中A通有稳恒电流，B是闭合电路的一部分，当它们互相靠近时，B中产生的感应电流方向与A中的电流方向________；互相远离时，B中产生的感应电流方向与A中的电流方向________。 【答案】相反 相同 2．如图2-1-37所示，如果线圈的电阻不计，分析下述四种情况下，C、D两点电位的高低。