电磁感应效应精选(九篇)

第1篇：电磁感应效应范文

【关键词】电磁感应 综合问题 观点 效用

电磁学是高中物理课程教学中的重点和难点，电磁感应与力学综合题是每年高考必考试题之一，这类试题多数以压轴题的形式出现，对学生的逻辑思维能力要求较高，给不少学生带来了麻烦；笔者从自身的教学实践出发，借助于几道典型的案例分析，从三个角度重点阐述处理这类问题的具体方式与手段，希望能给读者带来一定的帮助。

一、根据“力学的观点”处理电磁感应与力学综合试题

只要涉及到速度、加速度、运动状态的判断等情况，应当牢牢树立“瞬时”的意识，分析清楚受力情况，进行清晰的受力分析，并通过牛顿第二定律和运动学公式列出方程求解。并且在这个过程中要特别注意无具体数据时产生的多解情况。

例1：如图1所示，导体棒 可在竖直平面内足够长的金属导轨上无摩擦的滑动，导轨间距 ，导体棒 的电阻为 ，质量 ，匀强磁场垂直于纸面向内且 ，当导体棒自由下落 时，立即接通电键 ，试求：（1）分析电键接通后 棒运动情况；（2）最终 棒匀速下落的速度为多少？

解析：（1）电键 闭合的瞬间 速度 则 大于重力 则 即 向下做加速度不断减小的加速运动，直至安培力等于重力时变成匀速直线运动。（2）匀速运动时： 即

点评：本题主要考查力与运动相关知识和规律，解题的关键在于利用牛顿第二定律分析导体棒 运动特点，抓住瞬时速度和加速度发分析，值得注意的是导体棒切割磁感线构成回路时棒存在一定的初速度，必须要先判断安培力与重力的关系，才能确定运动的特征。

二、根据“能量的观点”处理电磁感应与力学综合试题

能量守恒定律是自然界的普遍规律之一，在电磁感应与力学综合试题中应该充分认识到：“摩擦力做功，有内能升高；重力做功，可能有机械能参与转化；安培力做功就实现电能与它形式的能转化”，利用能量守恒定律进行处理综合试题是可取的办法之一。

例2：如图2-甲所示，放置在光滑绝缘水平面上的正方形金属线框边长 ，质量 ，整个装置放在方向竖直向下，磁感应强度为 的匀强磁场中，线框的一边与磁场边界 重合，线框在水平力作用下由静止开始向左运动，经过 线框被拉出磁场，线框中电流与时间的变化图像如图2-乙所示，在此过程中：（1）通过线框导线截面的电量和线框的电阻；（2）水平力 随时间变化的表达式；（3）若在线框被拉出的 过程中水平力 做功为 ，则在此过程中线框产生的焦耳热为多少？

解析：（1）由 图像可得在 内通过线框导线截面的电量为图线与 轴围成的面积， ；由于 则 ；（2）感应电流 即 ，由 图像可知 则 ，根据牛顿第二定律得到： 即 （ ）；（3）线框从磁场中拉出的瞬时速度 ；根据能的转化和守恒定律，线框中产生的焦耳热

点评：本题涉及牛顿运动定律、电磁感应、运动学规律、能量守恒、图像知识等方面的考查，综合性比较高，题目中加速度恒定是本题的明显特征之一，对学生利用所学知识处理实际问题的能力要求较高，提醒一线教师在平时的教学中应该注意培养学生的综合素质能力。

三、根据“动量的观点” 处理电磁感应与力学综合试题

例3：如图3所示，质量为 的金属杆放置于导轨间距为 的光滑的平行导轨上，导轨左端连接的电阻阻值为 ，其他电阻不计，磁感应强度为 的匀强磁场垂直于导轨平面，现给金属杆一个水平向右的初速度 ，然后任其运动，导轨足够长，试求：（1）电阻 上产生的最大热量；（2）金属杆在导轨上向右移动的最大距离是多少？

解析：（1）金属杆在安培力的作用下，最后处于静止状态。由能量守恒得电阻 上产生的最大热量为： ；（2）金属杆运动至最大距离的过程中通过导体棒截面的电量 ，对棒运用动量定理可得： 即 则

点评：本题主要考查能量守恒、动量定理等知识和规律，解题关键之处是确定通过金属棒的电量，从两个方面求出电量，建立等量关系进行求解，要求学生平时注重物理规律的理解和应用。

总而言之，高中物理电磁感应与力学综合问题是高中物理的难点，对于物理问题的处理，以上三种观点的处理方式并不是孤立的，在处理实际问题的时候，常常会综合、灵活的运用它们，从而获取最佳的解题方案，作为一线的高中物理教师在平时的教学中，应该多角度引导学生理解处理问题的有效方法与规律，进而促进课堂教学效率的提升。

【参考文献】

第2篇：电磁感应效应范文

关键词：电磁感应；能量问题；归类分析

在电磁感应中，能量居于守恒。而楞次定律和能量守恒定律也是相符合的，通过对电磁感应过程中存在的能量转化进行有效分析，从而能够熟练应用能量转化与守恒定律对复杂的电磁感应问题进行有效解答。而认识电磁感应过程中的能量问题，也可以从功和能之间入手，比如在磁场中，导体棒的感应电流会受到安培力的作用，如果这一安培力所做功为负功，那么在这一形式下，就是把其他表现形式的能量转化为电能。而如果安培力所做功为正功，那就是把电能直接转化为其他形式能量。

一、从能量角度分析电磁感应现象

1.1 电磁感应现象

所谓电磁感应指的是如果穿过闭合回路的磁通量产生变化，那么闭合回路中就会有感应电流产生，而这一种通过磁场产生感应电流的现象就是电磁感应现象。而电磁感应现象的实质是指，在产生电磁感应现象时，磁通量产生变化，而这种变化是由于能量的转化所产生的，而在这一过程中，其他非电能转为为电能，我们应该认识到，这一过程是能量转化过程，并不是创造电能过程。

1.2 楞次定律与能量守恒定律概述

楞次定律具体而言指的就是感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，而楞次定律也是能量守恒定律在电磁感应现场中的具体表现。电磁感应电流的产生过程要求其必须有效遵守能量守恒定律。从导体与磁场的相对运动角度来看，当导体与磁体发生相对运动时，感应电流的磁场一直做的是阻碍相对运动。而从感应电流的磁场和原磁场关系上看，感应电流的磁场与原磁场变化之间是阻碍的关系，二者增反。而从磁通量变化角度来看，感应电流的磁场一直阻碍感应电流的磁通量变化。

二、能量转化与做功关系表述

电磁感应过程中的能量问题实质上是不同形式的能量转化的过程，而不是能量创造的过程，因此要正确认识电磁感应过程中的能量问题，就需要从做功与能量转化的关系入手。而这才是正确认识电磁感应的能量问题的关键所在。在力学中，能量转化的力度是功，而机械能在转化为电能过程中，通过安培力做功，当安培力所做功为正功时，则会将电能转化为机械能，当安培力所做功为负能时，那么安培力会将机械能转化为电能。而则这一过程中，其关键和重点是，对安培力做功的实质能有较为清晰的认识和评价，而对通过做功引起的能量转化过程也是认识和区分电磁感应过程中能量转化关系，解决电磁感应过程中能量问题的关键，而要想快速、准确的解决这一类题目，就需要对能量转化与做功关系之间，能有清晰和深刻的认识。

而在电磁感应过程中，产生和维持感应电流存在的过程就是其他能量转化为电能的问题，当导体尚未处于稳定状态时，通过外力移动导体所做的功，克服安培力所做的功能够消耗其中一部分功，而消耗之后，最终转化为产生感应电流的电能或者转化为热量。其中用于增加导体动能所做的功，则完全转化为电能。

三、电磁感应中的能量问题归类整理分析

3.1 解题思路分析

首先应该从能量转化与做功关系角度入手，也就是需要从能量转化与能量守恒关系入手，结合运用能量守恒定律和转化理论分析。其基本思路应该是，第一步正确区分做功的是哪些力，从而做好受力分析。而接下来，要进一步明确有哪些形式的能量在做功过程中出现了具体转化，以及在这一过程中，哪些能量发生了变化。最终根据这些变化来通过能量守恒定律或者能量转化定律的方程式来进一步解答。常见的能量转化主要指，其他形式的能量，通过做功发生转化，当安培力做功为负功时则转化为电能，而电能通过电流做功，则进一步转化为内能。

3.2 常见的解体方法分析

第一种是根据做功与能量转化关系来解答，即该过程克服安培力所做功就是电磁感应过程所产生的电能，即Q=-W安。而第二种是在电磁感应活动中所产生的电能应该等同于该活动过程中其他能量的减少能，即Q=ΔE其他。第三种是通过电流所做的功，其产生的电能就是在通过电路中，电流所做的，即Q=I2Rt。

3.3 常见问题分类

一种问题是关于导体在自由运动时，所产生的能量转化问题。在解决导体运动类问题时，要充分融合法拉第电磁感应定律以及含源电路电流的计算，还包括能量和动量等理论认识问题，要想有效解决这一系列问题，就需要我们正确区分做功的力具体是哪些。另外一种问题是当导体存在外力驱动时，所产生的能量转化问题。解决这一类问题，通常也可以采用焦耳定律来解决。■

第3篇：电磁感应效应范文

一、 阅读题的特点

（1） 内容的真实性：取材于源于生活、生产及最新科技知识，所提问题紧扣实际.

（2） 载体的多样性：提供信息的载体可以是文字、公式、图片或表格等.

（3） 条件的相关性和隐蔽性：一方面题干所提供的信息有的是多余的，只对叙述物理事实有用，而对解题却无用，对同学们思考和分析形成了干扰；另一方面，求解时往往出现“条件不足”，这就要求同学们必须认真审题，从中挖掘隐含条件.

（4） 知识的迁移性：解答时，要求学生能把学过的知识和方法迁移过来，并应用到新的物理情景之中去.

二、 应试策略

材料阅读题一般文字量大，给出的信息多.这就要求学生要养成耐心读题的习惯，在读题的过程中寻找有价值的信息，并将其与所学的知识联系起来.因为这类题的综合性强，可能与多个知识点有联系，或是运用所学的知识、方法去解决实际问题等.因此，教师在复习教学中要重视强化此类习题的训练，要有意识地对学生进行思维训练，包括阅读能力、搜集筛选信息能力、分析理解能力、建立物理模型、应用知识解决实际问题能力、知识迁移能力等等.

三、 解题方法

解此类题的过程一般由以下四步组成：

第一步是处理信息，包括丢弃与问题无关的干扰信息，找到有用的信息，并使之跟物理知识发生联系；

第二步纯化信息，是把题目中的日常生活、生产或现代科技背景抽去，纯化为物理过程；

第三步为确定解题思路和方法或建立解题模型；

第四步用所学的知识点分步求解.

四、 典例试题赏析

例1 （2010年・盐城）阅读短文，回答问题：巨磁电阻效应

1988年阿尔贝・费尔和彼得・格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”．

更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”．组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．

进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时．用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如乙图所示．

1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息．

（1） 以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是____．

A． 铜、银 B． 铁、铜

C． 铜、铝 D．铁、镍

（2） 对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻____（选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”．

（3） “新型读出磁头”可将微弱的____信息转化为电信息．

（4） 铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0____（选填“大”或“小”）得多．

（5） 丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域．将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是丁图中的____．

解析 本题以“巨磁电阻效应”这一新技术应用为载体，要求学生有较好的阅读能力，通过阅读短文和对题中的图表的分析，考查学生阅读审题获取信息、分析判断推理的能力；考查学生分析图象的能力．设计的几个问题循序渐进，环环相扣．该题从考查能力上，具有一定的梯度.比如第1、3小问属于基础性题，学生比较容易上手.第1小问考查学生是否理解“巨磁电阻效应”，辨别可能发生效应的两种金属，难度不大.第3小问考查“新型读出磁头”的能量与信息的转化.而第2小问考查学生能否根据“巨磁电阻效应”发生的条件信息，结合提供的图象乙判断膜层厚度为1．7nm时，“巨磁电阻效应”是否发生，需要学生有一定的分析问题和解释问题能力.本题的拉分点是第4小问，主要考查学生的信息迁移能力，要求学生根据提供的丙图硬盘某区域磁记录的分布情况，进一步推理磁头从左向右匀速运动经过磁盘某区域过程中，电路中电流表的示数变化与对应运动时间t的关系图象，有一定的难度.学生的难点主要集中在磁头移动过程，如何将磁盘上磁记录信息转换为电流示数大小对应的图象，需要应用欧姆定律和相关的数学知识，对学生知识迁移能力有一定的要求.

答案 （1） B （2） 具有 （3） 磁 （4） 小 （5） B

例2 （2009年・江苏省）阅读短文，回答问题．

汽车防冻液

汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．

有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）．

在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．

（1） 汽车发动机用水来冷却，这是因为水的____较大．

（2） 在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是____．

A． 逐渐升高

B． 逐渐降低

C． 先升高后降低

D． 先降低后升高

（3） 若某地常年最低气温为-15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选____．

A． 30% B． 40%

C． 60% D． 90%

（4） 请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象；由图象可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是____℃.

（5） 长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少．与原来相比，混合液的沸点____（选填“升高”、“降低”或“不变”），其原因是____.

解析 本题以“汽车防冻液”为背景，要求学生在新情境下根据题中数据、表格的分析和有关物理量的计算，联系平时所学的物理知识，从多角度综合分析进行答题.考查学生运用信息、分析信息和处理信息的能力，试题对学生知识的迁移能力和审题能力有较高的要求.是一道较有深度解答题.

答案 （1） 比热容 （2） D （3） B 120（数值在119～121以内均正确）

（5） 升高 水由于汽化而减少，防冻液的含量增大

例3 （2011年・株洲）在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强.

（1） 图甲为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知，该磁极为____极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图乙中的____.

（2） 如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻.某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图丁所示.根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而____.图线没有过坐标原点，是因为____.

（3） 利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图甲磁场中各处的磁感应强度.

① 将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处.吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图丙所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出.请你将该实验电路连接完整.

② 正确接线后，测得的数据如上表所示.该磁敏电阻的测量值为____Ω.

③ 根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为____T.

④ 在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数____，电压表的示数____.（填“增大”、“减小”或“不变”）

（4） 就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题：____.

（5） 在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值.设电源电压为5.50V.

解析 本题通过磁敏电阻这一桥梁将电磁知识与电路知识结合在一起.（1） 考查的是条形磁铁的磁场分布特点，（2） 考查图象的分析，（3） 考查电路知识，（4） 考查串联电路的特点．

答案 （1） N 甲

（2） 增大 放入磁场前，磁敏电阻不为0

（3） ① 如右图 ② 500 ③ 1.0 ④ 增大减小

（4） 磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗? （或磁场分布是否具有空间对称性？或磁极受撞击后磁场强弱是否改变？）

（5） 由图可知，移出磁场时，磁敏电阻为

R = 100Ω

根据欧姆定律，电路中总电阻

R==550Ω

解得滑动变阻器的阻值为

R=（R－R）= 550Ω－100Ω= 450Ω

例4 （2011年・盐城）阅读短文，回答问题：

力传感器在电子秤中的应用

电子秤所使用的测力装置是力传感器.

常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩．力越大，弹簧钢的弯曲程度越大.

应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感．给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U＝U1－U2）输出，用来反映力F的大小.

金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响.

（1） 这种力传感器是将力的大小转换为____（电流/电压）的装置．

（2） 外力F增大时，下列说法正确的是 ．

A． 上、下应变片金属电阻丝电阻都增大

B． 上、下应变片金属电阻丝电阻都减小

C． 上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大

D． 上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小

（3） 传感器输出的电压U随外力F增大而____.

（4） 进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而____的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而____的电阻.

（5） 如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天____（大/小）.

解析 本题以传感器为背景，将力、电知识融为一体.考查欧姆定律的应用和影响电阻大小的因素，关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度，难点是根据题目所给信息结合我们所学知识解题.

（1） 从题目所给信息中可知，传感器传输的是电压的差值，用电压的差值来反映力F的大小.

（2） 外力F增大时，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，应变片长度发生变化，可知电阻的变化.

（3） 传感器输出的电压表示力F的大小，压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大.

（4） 由图丙可知，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减低的电阻.

第4篇：电磁感应效应范文

关键词： 高斯计；磁感应强度；霍尔效应

1 设计原理

传统的高斯计采用仪表放大器电路放大霍尔效应产生的感应电压，指针显示或者经过模数转换后通过LED或者液晶显示测试值。在硬件电路中有零漂补偿和增益调整电路，结构较复杂，而且要通过调整霍尔元件的供电电流来标定。本方案用内置可调增益的MSP430设计新型高斯计的方法。该高斯计有结构简单、分辨率较高、可自动调零、标定容易，可以与上位机通过RS232通讯实现实时的测控等优点。

该高斯计为典型的信号采集处理仪表电路。硬件包括信号采集、信号放大、信号变换、测试值显示等部分。信号采集通过霍尔探头将磁感应强度转化成与其成线性关系的电压信号。信号放大与信号变换由内置放大的16位模数转换芯片MSP430实现。测试值用12864液晶显示屏显示。考虑上位机良好的人机交互性，还设计了RS232串行通讯接口。整个信息采集，处理和与上位机通讯都由MSP430G2553芯片来协调控制。系统由传感器、信号调理电路、模数转换电路、显示电路、存储电路、中央处理器和按键组成。

2 霍尔传感器

本方案采用的是集成霍尔传感器，它是把霍尔元件、放大器等做在一个芯片上的集成电路型结构，与霍尔元件相比，它具有微型化、灵敏度高、寿命长、功耗低、负载能力强以及使用方便等等优点。霍尔传感器是一种能实现磁电转换的传感器，用它们可以检测磁场及其变化。由于霍尔元件具有在静止状态下感受磁场的能力，且结构简单，形小体轻，频带宽（可从直流到微波），动态特性好、动态范围大，寿命长和可进行非接触测量等优点，故在检测技术、自动控制技术和信息处理等方面得到日益广泛应用。

3 硬件设计

3.1 信号采集模块

我们选用的是AH49E。AH49E是一块线形霍尔效应集成电路，输出电压随着磁通密度的变化而变化，能检测出细微的磁场变化情况。它可应用于测量物体的运动、距离，位置传感器等方面，也适合在环境恶劣或污染严重的条件下使用。

使用要点在无磁场的情况下（B=0G），输出脚的电压为电源电压的一半。当有一S极性的磁场靠近电路的正面（有商标的一面）时，输出电压相对应地上升。反之，当有一N极性的磁场靠近电路的正面时，输出电压相对应地下降，上升或下降的幅度是对称的。线形发生变化也就是拐点区域在900G-1000G。

3.2 电源管理模块

硬件部分通过直流电源为各个模块提供电源，利用线性霍尔元件AH49E进行磁场检测，其输入是磁感应强度，输出是和输入量成正比的电压.该电压通过集成运算放大器lm358调整为0～2.5v输入单片机进行处理。

该电路为霍尔元件和单片机提供5v电源，输入端47uf电容起缓冲作用，输出端47uf电容起低通滤波作用，100uf电容起高频滤波作用

3.3 信号调整模块

所选传感器的最大输出电压为4.2v，最小输出电压为0.8v。故利用运算电路将其调整为0～2.5v，根据运算电路的性质：Vo=-R2/R4*Vi=-0.5Vi.输出电压的范围在0.4～2.1之间。符合送入单片机的信号要求。

3.4 缓冲隔离模块

为了使出入单片机的信号能够稳定，我们本次试验还设计了电压缓冲器，对输入信号进行缓冲隔离。

3.5 信号检测模块

使用霍尔元件AH49E进行检测，该产品由霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器组成，其输入是磁感应强度，输出是和输入量成正比的电压.

4 软件设计

近年来由于微控器C语言编译器的效率极大提升，加上C语言良好的可读性、可维护性和移植性，绝大多数嵌入式系统的软件开发开始使用C语言，因此本系统软件部分用TI公司的CodeComposerStudiov5软件环境编写代码，控制系统运行。系统软件部分的主要功能是读取A/D采样值并通过计算转换为高斯值后通过12864液晶显示屏显示高斯值。其它功能主要有仪表的上下限校准（-1000G和1000G），液晶画图功能（画出磁感应强度的大置曲线）等等。

在软件设计中，本系统是使用TI公司开发的MSP430G2253

芯片，本芯片具有如下特点：

1）处理能力强；2）运算速度快；3）超低功耗。

由于MSP430系列单片机，有内部10位精度A/D转换，可用内部A/D即可得到高斯值。利用单片机内部定时器中断，每隔60毫秒，A/D转换一次，更新一次高斯值。单片机一次执行A/D采样值、采样值数据处理（变成高斯值）和更新显示数据，在按键功能选择时，还可在液晶显示屏上实时画出磁感应强度曲线。

5 预期功能

1）永磁体的表面磁场测量；2）气隙磁场的测量；3）余磁测量：如工件退磁后的退磁效果检测。4）漏磁测量：如喇叭漏磁测量；5）环境磁场测量：安全报警装置、测速测量设备等仪器仪表等行业；6）磁滞回线的测量：通过磁化场的磁场强度H和磁感应强度B之间的关系即B-H曲线来说明。

6 方案优点

1）利用新的角度、新的思想达到弱磁的测量。2）测量原理和方法简单、探头体积小、测量敏捷，并能直接连续读数。3）霍尔传感器具有对磁场敏感程度高、结构简单、使用方便。4）可较为准确地测量-1000Gus-1000Gus的弱磁场的磁感应强度。5）通过测定变化磁场的磁感应强度，绘制的较为简单的磁滞曲线。

7 方案缺点

1）磁感应强度测量示数不稳定，易受外界因素干扰。2）半导体霍尔元件的温度系数一般都较大，不经温度校准误差较大。3）未能消除霍尔效应的副效应对磁场的测量产生影响。

8 误差分析

1）测量时，未能全部利用霍尔元件的线性区，测量不太精确。2）磁场强度的改变，未能全部反映到输出电压上。3）霍尔效应的副效应对磁场的测量产生影响。4）因螺线管通长时间的电流，产生一定的热效应，引入误差。5）使用霍尔元件时还存在不等位电动势引起的误差。

参考文献：

[1]钟顺时，电磁场理论基础[M].西安：西安电子科技大学出版社，2O00，7.

[2]饶益花，霍尔传感器及其在物理实验中的应用，物理与工程，Vol.14No.4，2004.

[3]赵新民、王祁，智能仪器设计基础[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.

第5篇：电磁感应效应范文

关键词：楞次定律 磁通量 阻碍方向 感应电流

在工科类职业教育中，物理与专业课有着密切关系。电磁学又是相关连的枢纽，楞次定律是电磁学中重要的一个定律。因此，在教学中如何使学生掌握和领会楞次定律至关重要。以下浅谈一下我对楞次定律的认识。

一、楞次定律的常用表述

楞次定律有两种常用表述形式，第一种是“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”，它反映了感应电流的方向应遵循的规律；第二种是“感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因”，它反映了感应电流产生的某种机械效果。根据题意灵活运用楞次定律的这两种表述，会使分析解答过程趋于简捷。

二、深入理解四个“明白”

1.明白谁阻碍谁――感应电流磁通量总是阻碍产生感应电流的原磁通量的变化。

2.明白阻碍什么――阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。

3.明白如何阻碍――原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增则反减则同”。

4.明白阻碍的结果――阻碍并不是阻止，只是起到对抗作用，结果是增加的还增加，减少的还减少。

三、要进一步弄透彻“阻碍”二字含义

可概括为以下三种情况：

1.阻碍原磁通量变化：当原磁通量增加时，感应电流磁场方向就与原磁场方向相反，当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方相同，可概括为“增则反减则同”。

2.阻碍导体与磁体间相对运动：原磁场来时，感应电流磁场要拒之，原磁场离去时，感应电流磁场要留之，可概括为“来拒去留”。

3.阻碍原电流的变化（自感现象）：线圈是原电流增加，在线圈中自感电流的方向与原电流方向相反，反之，则相同概括为“增则反减则同”。

理解了以上三点，在有些特殊情况下，运用推广含义解题比运用楞次定律本身直接解题要方便得多。

例.如图1所示，当磁铁突然向铜环方向运动时，铜环的运动情况是（）

A.向右摆动

B.向左摆动

C.静止

D.无法判定

解题技巧：利用上面所讲的三点，我们很容易得到正确答案：B

四、必须要明确“两个”磁场

楞次定律内容中存在“两个”磁场，一个是引起感应电流的原磁场B，另一个是感应电流产生的磁场B′，原磁场与感应电流产生的磁场，两者不能混淆。

五、理解楞次定律的解题步骤

我们通常把楞次定律的解题步骤分为四步：

1．明确原来的磁场方向。

2．判断穿过（闭合）电路的磁通量是增加还是减少。

3．根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。

4．用安培定则（右手螺旋定则）来确定感应电流（感应电动势）的方向。

六、正确区分楞次定律与右手定则的关系

导体切割磁感线运动产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定。只是在某些情况下，不如用右手定则判定来得方便。用楞次定律能判定的，并不见得用右手定则能判断出来。如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强，用右手定则就难以判定感应电流的方向，而用楞次定律就很容易判定出来。

七、分清楚磁通量变化的原因

磁通量变化的情况不外乎增加或减少。磁通量的变化原因：原磁通量的变化、导体和磁体间发生相对运动、闭合导体的有效面积的变化、原电流的变化等。

在学习楞次定律的过程作为一名教师应把握以上几点，特别是在教学中应引导学生从上述几点着手学习，则可以突破这一定律的难点。

参考文献

［1］查有梁.物理教学论.广西教育出版社.

［2］乔际平，刘甲岷.物理创造思维能力的培养.首都师大出版社.

第6篇：电磁感应效应范文

【关键词】电子自动化控制；电磁干扰；防护

1电子自动化控制装置的电磁干扰

1.1静电干扰在现代，人们科学地把数值运算和逻辑运算统一起来，运用到程序存储与控制，这也就是常说的计算机。数字运算在中央处理器（CPU）中完成，并可通过总线挂接可编程逻辑门阵列，完成自动化算法全过程。当然，一个自动化控制装置，还有模拟信号的预处理、输出等模块。这些电子元器件、部件、电路构成的设备或装置，遇上静电，有可能使运行信号失真、误码，或同步丢失，造成自动化执行机构乱动作；严重的，直接击穿半导体器件的PN结造成不可逆损毁。有些生产装置，生产的产品，也是半导体产品，如MOS大规模集成电路、超大规模集成电路，许多的PN结可一并击穿，造成极大的损失。某生产工艺,一年内因静电造成的废次品就损失100多亿美元。静电，由于在电路高阻抗端，难以泄放，不断积累，电位越来越高。在人体的化纤服饰上，电位可高达1万多伏，而PN结的反向击穿电压比较低，约7、8伏数量级，也有稍微高一点的。静电电位有这么高，电路上相对某点的电位差（电压）也就不低，实验测试表明，常常有几百伏，击穿现象不时发生。静电，可使运算放大器单元共模电压增高，致使运放电路工作状态失常，输出信号发生畸变。静电，吸附空气中的尘埃，污染设备。静电，在电极上、在物料中，有积累成高电位情况时，使空气或绝缘材料击穿，产生火花放电。火花放电对易燃易爆物料的生产作业造成极大的风险。1.2电磁感应干扰电荷在导体中的定向移动，称为电流。或者是，电流是通过导体任意横截面的运动电荷对时间的变化率。电流产生磁场。恒稳电流产生恒稳磁场，交变电流产生交变磁场。1873年，英国科学家麦克斯韦在他的《电磁学通论》中，对于交变磁场产生交变电场作出了假说，认为不管有无导体回路存在，变化的磁场总是在空间激发电场。这个假说早已被近代的科学实验所证实。电子感应加速器的原理，就是用变化的磁场所激发的电场来加速电子的。交变电磁场相依共存，并服从麦克斯韦方程组的规律。这种交变电磁场在空间以波的形式传播，称其为电磁波。在探究动态电磁干扰时，我们一般以交变电磁场（电磁波）传播区域或距离来辨析。第一种情况，场源至λ/2π的区域，为强电磁感应近场区。在这个区域内，互感或互耦。第二种情况，自λ/2π至（3—10）λ，弱感应的近场区。第三种情况，多个波长以远，辐射远场区。有关近场和远场的划分，并没有统一的定论。近场和远场，也不存在严格的界限，但不同区域有不同的物理特性。在远场区，遵循麦克斯韦传播规律。在工业自动化方面，由于电气设备、线路产生的交变电磁场频谱分量的频率范围主要集中在短波及以下，波长10m以上，相关区域基本都处于近场区，电磁感应效应是其主要物理模式。电磁感应产生的交变电场、感应磁场、涡旋电场，使自动化控制装置的金属部位、引脚、走线、电极以及磁性元器件互相感应、互相耦合，错综复杂交织在一起，产生新生的信号或造成有用信号失真，形成干扰。1.3加性电磁辐射干扰当数字或模拟信号在模块与模块之间、模块与总线之间、接口与其他设备之间的传送信道上传输时，除电磁感应造成信道损伤外，在信号输入端必然混入加性电磁辐射干扰信号。即使没有这类近场区电磁感应干扰，处于远场区的甚至遥远的射频电磁波通过天线效应作用于信号输入端，同样是加性电磁辐射干扰。加性电磁辐射干扰与加性白噪声在信道中传输路径可以等效，但对有用信号的作用性质则不同，将严重影响信号整形、判决、再生，造成误码，甚至中断传输。

2防护对策

2.1接地接地措施的作用集中在：泄放静电；平衡各型设备或设施的工作电位；提供人体接地的条件。需要注意的是，地电位在局部区域受到雷电流入地等特殊情况时，是不平衡的。因此，工作接地应隔开一定距离，有时设计成多点接地方式。一些单相设备的零线和地线不得混用，零地电压有严格的要求。例如，精密设备的零地电压，应控制在1V以下。抗人体静电的主要方式是在工作区域，设置抗静电地板并配套抗静电鞋袜，必要时，应佩戴接地腕带、脚带。2.2严格集成装配工艺成套设备的装配及配套设备的集成有相对方位要求。主要是其含有的电磁感应敏感器件、部件的磁场磁力线、电场电力线需正交，以减少互感互耦，强、弱电线路要分开，保证一定的最小距离。接口线路的输入、输出也要分离。对接地电位平衡有较高要求的，应采取电位隔离措施。一些设备高电平部位与低电平部位要求分开接地，高低电平设备之间不发生导体或导线连接，其接口采用光钎接口。采用铜线或其他金属导线连接的接口线路应考虑使用屏蔽信号电缆、双绞线和同轴电缆。密绞双绞线可向下兼容稀绞双绞线，反之不然。2.3电磁屏蔽对来自其他工业电气设备的电磁感应或电磁波辐射，应采取方位屏蔽的措施，可在该方位设置金属棚、网并接地。高精度设备或对电磁环境有特殊要求的设备应装配在金属屏蔽室中，或将机房改造成屏蔽房间。对外连接传感探头、执行机构，以及供电线路、信号传输线，一律通过标准接口连接。下面为我们测得的一组屏蔽效能的试验数据。抗电磁干扰采用屏蔽措施，设计高性能自动化控制装置，也采用屏蔽措施，其主要目的，是减少电磁泄漏，控制电磁干扰的生成。例如，时基振荡器或本地振荡器，设计在独立的屏蔽盒内，各面尽可能是全金属。2.4抗人体静电设计或改造机房，应设置接地环并有效接地。机房应装配抗静电地板。工作人员应勤洗手，换上专用抗静电或纯棉的工作服及鞋袜。某些工位，要求佩戴金属腕带、脚带。2.5供电电源净化对供电电力线路有较高要求的设备、装置，应设置净化电源供电。常用净化方式有两种：一种是通过电池化学能转换；另一种是机械动力转换，也就是再发电。

3结束语

电子自动化控制装置，对静电，电磁感应、加性电磁辐射有较强的敏感性，易于受到干扰。在电子自动化控制装置的规划设计，运行保障和维护改造等过程中，应重视加强防护。有效防护措施有：接地、互感器件正交、电磁屏蔽、抗人体静电以及对供电线路净化等。值得重视的，是信号线路相对地电位平衡问题。必要时，相对独立部件和设备应采用光纤接口传输，避免导体或导线的物理接触。

参考文献

[1]任颖莹.地源热泵空调系统的模糊增益单神经元PID控制方法[D].郑州大学,2013.

[2]程守洙,江之永.普通物理学[M].人民教育出版社,1961.

[3]吴海峰.电子自动化控制设备的可靠性研究及提升[J].电子技术与软件工程,2014.

第7篇：电磁感应效应范文

本文以鲁科版《物理》选修3-2，“感应电流的方向”一节教学为例，谈谈笔者的浅见。

一、留白的教学作用

1.激发学习兴趣

第斯多惠指出：“教学的艺术不在于教授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”教学中有意识地留白，对一部分内容暂时隐匿，使学生处于“愤”“悱”的状态，进入“此时无声胜有声”的境界，学生将获得高峰体验，从内心兴趣物理学习。比如，为探索“磁通量变化与感应电流方向的关系”，可从电磁感应现象入手，引导学生观察电流表指针偏向，发现不同实验条件下感应电流方向不同。再给学生留白，提出问题：①磁通量变化与感应电流方向的关系如何？②如何确定感应电流的方向？③能否设计一个研究该问题的实验？④这个实验的原理是什么？⑤需要什么仪器？⑥具体操作步骤如何？这些问题激起了学生学习兴趣和探索欲望，同时也感到困难不少，这对生成“楞次定律”这一新知识学习将十分有益。

2.拓展思维空间

苏霍姆林斯基说过：有经验的教师往往只是微微打开一扇通往一望无际的知识原野的窗子。留白并不是弃舍这部分知识，而是通过留白来调动学生思维的主动性和积极性，使学生的思维从自由王国走向必然王国，达到启动灵感阀门的效果。续前例，学生独立探索这6个问题后，要马上找到“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”有较大困难。可先通过师生对话，让学生从原有认知结构中提取相关概念：感应电流方向、感应电流磁场方向、原磁场方向、原磁场磁通量的变化。再留出下面这四个“空白”，以拓展学生的思维空间。

①对象转换——变探索“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”为寻找“感应电流磁场方向与原磁场方向的关系”；②初步探索——感应电流磁场方向与原磁场方向的关系；③深入探索——感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化的关系；④升华结论——感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化关系的辩证认识。

在学生灵感被启动后，就能顺利地完成对“感应电流方向与原磁场磁通量变化关系”的探究。

3.培养创新精神

有了“空白”，必然要“补白”。补白的方式是对问题的探究，补白的基础是积极的思维。补白过程能加深对所学知识的理解，使大脑思维高度活跃，这十分有利于学生创新精神的培养。续前例，用如图1装置探索“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”，如何“增加或减少穿过螺线管的磁通量”，学生创造性地提出了三种方案：①一根条形磁铁不插入，而仅是靠近或远离螺线管；②先将一根条形磁铁插入螺线管，并保持静止，再将另一根条形磁铁插入或拔出螺线管；③一根条形磁铁插入或拔出螺线管。

三个方案何者更有优，这个“空白”让学生剖析和辩别，最后一致认为方案①效果不佳，应该淘汰。而方案②和③何者更优，一时争论不休。在教师启发下，复习感应电动势大小的决定因素后，学生认识到只要插入或拔出条形磁铁速度相同，这两个方案的效果是相同的，为节省器材和容易操作，选择方案③。

4.提高反思能力。

学生在补白过程中，一定要经常反思当前学习状态，检索原有认知系统，调整思考方向，改变应对策略，才能找到思维的突破口。长期坚持，学生的反省能力将逐渐提高，进入善学乐学的佳境。

续前例，完成实验操作后，得到下面表格。

如果留空白为：从上表中找到“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”，则难度过大，学生一时难以“补白”。教师应适当帮助学生调整思考方向，将留白调整为：分析与 方向的关系。大部分学生能独立发现：“穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向；穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向。”

5.优化认知结构

留白的心理机制是让学生大脑中现有的“完形”产生“缺口”、“缺陷”，补白就是度过这个缺口、弥补缺陷，组织或构造新的“完形”。很明显，补白过程就是优化认知结构，升华知识的过程。

续前例，找到了方向关系后，要得到更为准确和简洁的楞次定律。教师先留第一个空白，让学生找到“感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化的辩证关系”，再通过教师点拨，同伴协商、交流、对话、辩论，让学生再补好第二个空白——“感应电流磁场方向和原磁场磁通量变化的相对关系”，最后顺利地生成“感应电流磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化”的结论，优化学生的认知结构。

二、留白的一般方法

1.引爆法

围绕教学目标，精心设计教学预案，给学生在观察、比较、判断、猜测、推理、验证等某一思维过程中留白，造成暂时性的“完形”刺激，点燃激情、引爆思维，学生会情不自禁地在知识海洋中寻觅真知。

续前例，引入课题中，学生补白时提了6个问题。教师引导学生认识到解决这些问题的关键是设计一个电路来探索“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”，即解决问题③④⑤。对此学生十分感兴趣，热情高涨，跃跃欲试，思维爆发，选择了不同仪器，设计了好多不同电路，顺利地突破了电路设计这个教学难点。

2.点晴法

帮助学生复习旧知，扫除障碍，作好铺垫后，在唤起联想的基础上，留给学生探索的空间，让他们自己找到解决问题的关键。也就是在解决问题时，教师搭建框架，留出关键之处，让学生穿越。“龙”由老师画，“睛”由学生点。

续前例，学生对实验结果分析时，有部分学生提出了这两个结论：①条形磁铁向下运动时，感应电流的磁场与原磁场反向；条形磁铁向上运动时，感应电流的磁场与原磁场同向。②条形磁铁靠近螺线管时，感应电流的磁场与原磁场反向；条形磁铁远离螺线管时，感应电流的磁场与原磁场同向。对这两个结论，教师只需提醒学生研究的问题是“感应电流方向与原磁场磁通量变化关系”，用“条形磁铁的运动情况”来说明结论，太过肤浅。学生就能找到“感应电流磁场与原磁场磁通量变化的关系”。

3.示错法

教学中先有意示错，制造悬念，再恰当留白，引导学生分析、探究找到错误原因，使学生对教学内容高度兴奋，从而建立起牢固的认知。

第8篇：电磁感应效应范文

虽然两磁极磁指区域的磁场强度满足要求，但磁指表面的特征线均匀性较差，用于磁流变抛光会破坏光学元件的表面质量和光整度。不同凹槽深度影响两磁指表面磁场强度的均匀性，因此，对凹槽深度进行了优化，优化结果如图4所示。由图4可知：凹槽深度越大，两相互夹持磁指表面各特征线的磁场强度越不均匀；相反，就越均匀。当凹槽深度为2mm，两相互夹持磁指表面各特征线上的磁场强度大小较为集中，相差不大（即磁场强度较为均匀）。这是因为凹槽越深，两相互夹持的磁指材料越少，传导磁力线的截面越小，则传到两磁极表面的磁力线越少，并且由于尖端效应，导致指长尖端和中间磁场强度相差很大。当凹槽深度为2mm，两相互夹持磁指的各特征线磁场强度最均匀。如两磁极表面间的特征线X7，两端磁场强度具有周期性变化，基本符合对称，理论上可形成均匀磁场。

2集群式指状电磁铁的试验研究

2.1集群式指状电磁铁磁极头性能测试

为了验证集群式指状电磁铁的磁极头结构设计的合理性，需要用特斯拉计测试两磁指表面各特征线的磁场强度，测量结果如图6所示。由图6可知，随着励磁电流的增加，集群式指状电磁铁磁极表面磁感应强度也增大，并且各特征线之间的磁场强度相差不大，均在一段范围内波动，即较为均匀。当电流I由1A增加到3A，磁感应强度增加的幅度较大，而当电流I由3A到3.7A，磁极头的磁场强度增加不大。

2.2激励电流对集群指状电磁铁表面磁场强度的影响

为了验证两磁指表面特征线处磁场强度的误差，需将该区域磁场强度的实测结果与仿真结果进行对比，以确定实测与仿真之间的误差率，对比结果如图7所示。由图7可知，随着励磁电流的增大，磁极头磁指表面磁场强度实测值与仿真值都增大，且当励磁电流达到3A后，磁场强度的实测值与仿真值都基本保持不变。这是因为当励磁电流达到一定程度后，导磁材料的磁场强度已接近饱和，磁导率随之降低，所以，磁极头磁指区域的磁场强度增速趋于停止。磁感应强度的测试曲线与仿真曲线的趋势基本吻合，但最大相对误差值也达到了12.5%，这说明磁极头仿真分析具有一定的误差。

2.3指状电磁铁的集群效果分析

为了定性的检验集群效应，在磁极头磁指区域上方放置一个厚度3～4mm的容器，容器内装有磁性铁粉，将其放置于通电状态下的指状电磁铁上测试集群效应，铁粉形状如图8所示：如图8（a）可知，励磁电流越大，铁粉的集群效应越明显，且当励磁电流达到3A时，集群效应并没有显著提高。由于铁粉被磁场强度把持的硬度与铁粉集群厚度存在对应的关系，因此，通过8（b）的实验结果可以得知，铁粉集群厚度随着励磁电流的增加而增加。这是因为，励磁电流增加，导磁材料的磁导率也会随着增加，集群点阵表面释放的磁场增强也会增强，瞬间被磁化的铁粉硬度也增加，由于铁粉之间的相互磁化作用，导致铁粉相互堆积厚度增加，集群效应明显。而磁场强度较小的单个永磁体，导致铁粉磁化面积较小，因此在其表面形成不了面域磁场。

3结论

第9篇：电磁感应效应范文

为了让大家更深入的理解楞次定律，我们在这里分别对楞次定律在具体事例里面的运用的情况进行说明，即感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化；阻碍（导体的）相对运动；阻碍原电流的变化。

在物理学中，感应电流产生的感应电场与感应电动势有这样的规律，即电磁感应强度发生变化时，在磁场所在处及周围的空间范围内，将激发感应电场。电场中的感应电流具有如下的特点，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律的内容。

在这里有必要将感应电厂与静电场做一个比较，感应电场不同于静电场：首先它不是电荷激发的，而是由变化的磁场所激发；其次它的电场线是闭合的，没有起止点。（而静电场的电场线是从正电荷出发终止于负电荷）；最后它对电荷的作用力不是保守力。

从磁通量变化的角度来看，感应电流的效果总是要使感应电流的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量（原磁通量）的变化。即原磁通量增加，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。“增反”原磁通量减弱，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。

根据这一定律，当闭合回路在变化的磁场区域时，虽然空间也存在感应电场，但为什么整个闭合回路的感应电动势却为零？一段导体放置在变化的磁场中，没有形成闭合电路，如何运用法拉弟电磁感应定律来理解它产生的感应电动势？感应电动势的大小、方向如何确定？对这些问题的解答成为我的这篇文章的主要问题。

1.阻碍磁通量的变化，表现为磁场中有效面积的变化。

楞次定律中“阻碍”的实质是“迟滞”、“延缓”，这种效果往往表现在物体的运动会引起回路有效面积的变化，从而阻碍磁通量变化，其具体情形又有下面两种情形。

（1）只有单一方向的磁感线。

例1.在水平面上有光滑固定导轨m、n水平放置，两根相同的导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成闭合回路，当一条形磁铁从高处由静止开始下落到接近回路的过程中有（设P、Q间作用力可忽略）（ ）

A.P、Q将相互靠拢

B.P、Q将相互远离

C.P、Q都静止不动

D.磁铁做自由落体运动

解析：本题回路中只有单一方向的磁感线，在磁铁从高处下落的过程中，回路中的磁通量增大，此时“阻碍”表现为回路的面积要减小，故P、Q将相互靠拢，选择A，因回路与磁铁间有相互作用力，磁铁不可能做自由落体运动。正确答案A。

（2）有正反两方向的磁感线。

例2.如图所示，a是一水平放置的通电的螺线管，b是套在螺线管外的一金属弹簧圈，两者同轴放置，弹簧圈比螺线管很粗，当螺线管中有变大的电流时会引起弹簧圈的一些变化，以下说法正确的有（ ）

A.弹簧圈会变粗

B.弹簧圈会变细

C.需要根据a中电流的方向才能确定

D.当a中电流的大小不变时，弹簧圈的粗细不会发生变化

解析：本题中是螺线管a产生的磁感线穿过弹簧圈b，但有两个相反方向的磁感线穿过弹簧圈b，其左侧视图如下，当a中电流变大时，弹簧圈的磁通量增大，此时“阻碍”表现为弹簧圈的面积要增大，故本题选择AD。

2.阻碍磁场与产生感应电流的物体之间的相对运动。

电磁感应现象从本质上看，其实也是物质间相互作用，能量转移的一种反应，“阻碍”的实质是相互作用的一种体现，没有“阻碍”也就意味着没有相互作用，也就意味着没有发生电磁感应现象，其具体又有。

（1）“阻碍”表现为“迎合”或“躲闪”的现象。

例3.在一水平固定的光滑绝缘杆上套有a、b、c三个相同的金属圆环，在环的轴线方向上套有一通电的螺线管，螺线管的内径比金属圆环小得多，螺线管与电源及滑性变阻器组成如图所示的电路，a、b在螺线管两端，c在螺线管正中央，各金属环可在光滑绝缘杆上自由移动，现将滑性变阻器的触片P向左移动，我们会看到（ ）

A.a向左运动，b向右运动、c不动

B.a向右运动，b向左运动、c不动

C.a、b、c都向左运动

D.a、b、c都向右运动

解析：本题中螺线管产生的磁感线穿过金属圆环，圆环越靠近螺线管两端，磁通量越小，中间位置磁通量最大，当P向左移动时，电流变大，螺线管产生的磁场变强，此时“阻碍”表现为a、b向两侧“躲闪”， c不动，但c有扩张现象。本题选择A。

（2）“阻碍”体现为“来拒去留”或“近斥远吸”效果。

例4.两个闭合的轻质金属圆环，穿在同一绝缘杆上，当条形磁铁靠近圆环时，两环的运动是（ ）

A.同时向右运动，两环距离增大

B.同时向右运动，两环距离减小

C.同时向左运动，两环距离减小

D.因未告诉磁铁的南北极，故无法确定

解析：本题中当磁铁向两金属圆环靠近时，此时的“阻碍”体现为阻碍两者间的相对运动，其效果体现为““来拒去留”或“近斥远吸”，由此知当条形磁铁靠近圆环时，“阻碍”体现为磁铁对两环向左的推斥力，由于两环的电流是同向的，两环的作用表现为吸引，故本题选择C。

3.“阻碍”表现为感应电流与电路中原电流的方向，又存在互感现象。

例5.如图下所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方用绝缘细线悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如右图，P所受的重力为G，桌面对P的支持离为FN，则（ ）

A.t1时刻，FN>G

B.t2时刻，FN>G

C.t3时刻，FN

D.t4时刻，FN=G

解析：在这类问题中，“阻碍”体现为感应电流与电路中原电流的方向满足“增反减同”。即当Q中电流变大时，P中电流与Q中电流反向，表现为斥力，当Q中电流变小时，P中电流与Q中电流同向，表现为引力。本题选择AD。

感应电场，如图所示，有一半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，此匀强磁场的磁感强度B以（T/S）（c 为常量）的变化率均匀增大。有一长为2R的金属棒，一半放置在磁场中，A端和中点C恰好在磁场边界上。求金属棒AB的感应电动势大小和方向。

分析和解：由前文所述，变化的磁场内、外区域均存在感应电场，如图12所示，感应电场强度方向与金属棒不垂直，各处的感应电场强度沿棒方向的分量，促使金属棒中的自由电子作定向移动，从而产生感应电动势。由于感应电场强度沿棒的分量由AB，所以自由电子将向A端移动，形成B端电势高，A端电势低的感应电动势，故感应电动势方向为AB。

感应电动势大小，可以由法拉弟电磁感应定律求得，设想另加两根金属棒OA、OB，构成闭合回路OAB，由于OA、OB上各点的感应电场强度方向与棒垂直，所以OA、OB棒不产生感应电动势，整个闭合回路OAB的感应电动势就是AB棒的感应电动势。所以金属棒AB上的感应电动势为：

。

“楞次定律”是能量转化和守恒定律在电磁运动中的体现，符合能量守恒定律，感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，因此，为了维持原磁场磁通量的变化，就必须有动力作用，这种动力克服感应电流的磁场的阻碍作用做功，将其他形式的能转变为感应电流的电能，所以“楞次定律”中的阻碍过程，实质上就是能量转化的过程。

学习“楞次定律”之前所学的“电场”和“磁场”只是局限于“静态场”考虑，而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系，是一种“动态场”，并且“静到动”是一个大的飞跃，所以学生理解起来要困难一些。