電磁感應(yīng)理論淺解示教板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電磁感應(yīng)理論淺解示教板，其特征在于，所述的示教板分為A、B兩組，每組四幅，由八幅構(gòu)成，所述的A組示教板用來講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象是導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A組示教板中，A1板為單面板，A2板、A3板、A4板為雙面板，雙面板的正面用來說明示教板中有關(guān)圖形及符號(hào)的表示方法，雙面板的背面用來表達(dá)這幅示教板的主要內(nèi)容；所述的B組示教板用來講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向可以統(tǒng)一用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，B組示教板中，B1板、B2板、B3板、B4板均為單面板。這套示教板把常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象用統(tǒng)一的理論去進(jìn)行解釋，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向判斷用統(tǒng)一的方法去進(jìn)行判斷，具有形象化，簡(jiǎn)單化，使學(xué)生感到容易理解，容易接受，容易記憶等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】電磁感應(yīng)理論淺解示教板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于教學(xué)的電磁感應(yīng)理論淺解示教板。
【背景技術(shù)】
[0002]在中等職業(yè)技術(shù)教育過程中，針對(duì)中職學(xué)生文化基礎(chǔ)知識(shí)較低，對(duì)一些比較復(fù)雜，比較抽象的理論不容易理解的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了《電磁感應(yīng)理論淺解示教板》，在講解電磁感應(yīng)理論時(shí)，用這種示教板來配合講解，學(xué)生容易理解，容易記憶，能夠收到很好的教學(xué)效果O
[0003]中職電工學(xué)課本中，電磁感應(yīng)理論所涉及的內(nèi)容主要有三點(diǎn):1、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；2、把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈拔出，當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；3、一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，靠近的另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0004]上述幾種電磁感應(yīng)現(xiàn)象都可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但是在理論上解釋其產(chǎn)生的原因各不相同，這是令學(xué)生困惑的原因之一，其次是判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向時(shí)，這幾種電磁感應(yīng)現(xiàn)象所使用的判斷方法也各不相同，這是令學(xué)生困惑的原因之二，加上電磁學(xué)的理論既抽象、又復(fù)雜，這是令學(xué)生困惑的原因之三。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的在于把上述幾種電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因統(tǒng)一用“導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)”去進(jìn)行解釋；把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷統(tǒng)一用“磁感應(yīng)線包圍法”去進(jìn)行判斷，從而使抽象的理論形象化，使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，有助于學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解。
[0006]為達(dá)到目的所采取的技術(shù)方案如下:
1、一種電磁感應(yīng)理論淺解示教板，其特征在于，所述的示教板分為A、B兩組，每組四幅，由八幅構(gòu)成，所述的A組示教板用來講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象是導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A組示教板中，A1板為單面板，A2板、A3板、A4板為雙面板，雙面板的正面用來說明示教板中有關(guān)圖形及符號(hào)的表示方法，雙面板的背面用來表達(dá)這幅示教板的主要內(nèi)容；所述的B組示教板用來講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向可以統(tǒng)一用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，B組示教板中，B1板、B2板、B3板、B4板均為單面板。
[0007]2、如技術(shù)方案I所述的電磁感應(yīng)理論淺解示教板，其中，所述的A組示教板中A1板為電磁感應(yīng)現(xiàn)象概述，A2板為導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A3板為把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A4板為一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，靠近的另一個(gè)線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0008]3、如技術(shù)方案I所述的電磁感應(yīng)理論淺解示教板，其中，所述的B組示教板中B1板為磁感應(yīng)包圍法概述，B2板為導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷，B3板為把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷，B4板為一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，靠近的另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，這套示教板把常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象用統(tǒng)一的理論去進(jìn)行解釋，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向判斷用統(tǒng)一的方法去進(jìn)行判斷，從而使抽象的理論形象化，使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，使學(xué)生感到容易理解，容易接受，容易記憶。
[0010]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明A組示教板的A1板示意圖 圖2為本發(fā)明A組示教板的A2板正面示意圖 圖3為本發(fā)明A組示教板的A2板背面示意圖 圖4為本發(fā)明A組示教板的A3板正面示意圖 圖5為本發(fā)明A組示教板的A3板背面示意圖 圖6為本發(fā)明A組示教板的A4板正面示意圖 圖7為本發(fā)明A組示教板的A4板背面示意圖 圖8為本發(fā)明B組示教板的B1板示意圖 圖9為本發(fā)明B組示教板的B2板示意圖 圖10為本發(fā)明B組示教板的B3板示意圖 圖11為本發(fā)明B組示教板的B4板示意圖。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)描述:
參照?qǐng)D1所示，所述A組示教板的A1板，其中，圖A1-1表示導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖A1I表示把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖Ar3表示一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，靠近的另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所述幾種電磁感應(yīng)現(xiàn)象都可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從表面上看，其產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因各有不同，通過分析后可知，其實(shí)質(zhì)都是由于導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割了磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0012]參照?qǐng)D2所示，所述A組示教板的A2板正面，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象是導(dǎo)體動(dòng)，磁感應(yīng)線不動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為了描述和分析的方便，一般用導(dǎo)體的截面O表示導(dǎo)體；其中，圖A2-1是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)，為了描述和分析的方便，用圖A2-2表示，圖A2-3是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從右向左運(yùn)動(dòng)，為了描述和分析方便，用圖A2-4表示。
[0013]參照?qǐng)D3所示，所述A組示教板的A2板背面，上述已經(jīng)提出，常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象都可以看作是導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)；其中，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象最有代表性，這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電磁學(xué)的理論中早就有了很詳細(xì)的分析與描述；我們?cè)O(shè)計(jì)的電磁感應(yīng)理論淺解示教板正是以這種現(xiàn)象為基礎(chǔ)，結(jié)合電磁學(xué)的理論對(duì)其它電磁感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行了合理的推導(dǎo)。
[0014]導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的典型情況主要有如下幾種:
圖A2-5是磁場(chǎng)極性為上N下S，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0015]圖八2_6是磁場(chǎng)極性為上N下S，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了想對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0016]圖A2-7是磁場(chǎng)極性為上S下N，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0017]圖A2-8是磁場(chǎng)極性為上S下N，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0018]以上幾種情況是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的典型現(xiàn)象，實(shí)際上，只要導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)切割了磁感應(yīng)線，導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只有導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)線平行時(shí)，導(dǎo)體沒有切割磁感應(yīng)線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才為零。
[0019]參照?qǐng)D4所示，所述A組示教板的A3板正面，線圈的表示方法:把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象是磁感應(yīng)線動(dòng)、導(dǎo)體(線圈)不動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0020]為了描述和分析的方便，一般用線圈左、右兩邊導(dǎo)體的截面表示線圈。圖A3-1是把磁鐵插入線圈中，為了描述和分析的方便，用圖A3-2表示；圖A3-3是把磁鐵從線圈中拔出，為了描述和分析的方便，用圖A3-4表示。
[0021]參照?qǐng)D5所示，所述A組示教板的A3板背面，把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁學(xué)是以磁場(chǎng)，磁感應(yīng)線為基礎(chǔ)的，根據(jù)電磁學(xué)的理論，磁體外部的磁感應(yīng)線從N極出發(fā)回到S極，在圖中可以清楚地看出，磁感應(yīng)線從磁鐵的N極發(fā)出，以弧形的曲線形狀轉(zhuǎn)折后按箭頭方向回到S極。(圖中為了以后的分析方便及表達(dá)清晰起見，只畫出磁鐵頭部附近的磁感應(yīng)線)由于磁感應(yīng)線從磁體發(fā)出，磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)其周圍的磁感應(yīng)線跟隨著磁鐵運(yùn)動(dòng)，當(dāng)我們把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出時(shí)，磁鐵頭部附近的磁感應(yīng)線就與線圈中的導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0022]把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出的情況主要有如下幾種:
圖A3-5是把磁鐵的N極朝下插入線圈中，當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鐵周圍的磁感應(yīng)線會(huì)隨著向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)雖然線圈不動(dòng)，磁鐵N極頭部附近的磁感應(yīng)線仍然與線圈中的導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0023]圖A3-6是把磁鐵的N極朝下從線圈中拔出，當(dāng)磁鐵向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鐵周圍的磁感應(yīng)線會(huì)隨著向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)雖然線圈不動(dòng)，磁鐵N極頭部附近的磁感應(yīng)線仍然與線圈中的導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0024]圖A3-7是把磁鐵的S極朝下插入線圈中，當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鐵周圍的磁感應(yīng)線會(huì)隨著向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)雖然線圈不動(dòng)，磁鐵S極頭部附近的磁感應(yīng)線仍然與線圈中的導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng),線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0025]圖A3-8是把磁鐵的S極朝下從線圈中拔出，當(dāng)磁鐵向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鐵周圍的磁感應(yīng)線會(huì)隨著向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，雖然線圈不動(dòng)，磁鐵S極頭部附近的磁感應(yīng)線仍然與線圈中的導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0026]需要特別指出的是，由于作圖分析存在著一定的局限性，在上面的幾個(gè)圖中只畫出了磁極頭部左、右兩邊的磁感應(yīng)線，實(shí)際上磁極頭部四周都存在著磁感應(yīng)線；圖上的線圈也只畫出了左、右兩邊的導(dǎo)體，實(shí)際上線圈是繞在一個(gè)框架上(以矩形線圈為例)整個(gè)框架的四周都繞有導(dǎo)線，因此，當(dāng)磁鐵插入線圈或從線圈中拔出時(shí)，磁鐵四周的磁感應(yīng)線都與線圈四周的導(dǎo)線產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0027]參照?qǐng)D6所示,所述A組示教板的A4板正面,如圖A4-1所示，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流大小發(fā)生變化時(shí),另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象又叫做互感現(xiàn)象。互感現(xiàn)象分析起來比較困難，從表面上看，似乎看不出這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象是線圈中的導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，看不出導(dǎo)體是怎樣切割了磁感應(yīng)線。在分析這個(gè)問題的時(shí)候，我們?nèi)匀皇怯米儔浩鞯墓ぷ髟砣ミM(jìn)行分析，但分析的方法與傳統(tǒng)的理論有所不同。
[0028]變壓器是利用互感原理制成的，兩個(gè)靠近在一起的線圈就可以看作是一個(gè)變壓器。按照變壓器的概念，把接電源的線圈叫做初級(jí)線圈；把接負(fù)載的線圈叫做次級(jí)線圈。
[0029]為了描述和分析的方便，下面以單匝線圈為例去進(jìn)行說明，按照前面線圈的表示方法，把圖A4-1用圖A4-2來表示,在A4-2中，上面的兩個(gè)小圓圈代表線圈L1，下面的兩個(gè)小圓圈代表線圈L2,圖中假設(shè)某一瞬間外電流從L1右邊流入，左邊流出。
[0030]在教科書里，分析變壓器的原理是用線圈中的磁通量變化進(jìn)行分析的，本示教板改用導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。要說明互感現(xiàn)象中導(dǎo)體如何與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，得先從通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)說起。
[0031 ] 從電磁學(xué)的理論中可知，通電導(dǎo)體的周圍會(huì)產(chǎn)生一圈圈的環(huán)形磁場(chǎng)。
[0032]圖A4-3表示導(dǎo)體中的電流由小變大時(shí),導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線象圓環(huán)狀一圈圈地從里面向外面擴(kuò)張，即磁感應(yīng)線的范圍隨著電流的變大而擴(kuò)大，用圓環(huán)外的字母B和兩個(gè)箭頭指向外面表示磁感應(yīng)線從里面向外面擴(kuò)張。
[0033]圖A4-4表示導(dǎo)體中的電流由大變小時(shí),導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線象圓環(huán)狀一圈圈地從外面向里面收縮，即磁感應(yīng)線的范圍隨著電流的變小而收縮，用圓環(huán)外的字母B和兩個(gè)箭頭指向里面表示磁感應(yīng)線從外面向里面收縮。
[0034]圖A4-3和圖A4-4是以導(dǎo)體中的電流流入紙面為例畫出，因此導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；如果導(dǎo)體中的電流流出紙面，則導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。無論導(dǎo)體中的電流方向是流入紙面或流出紙面，只要導(dǎo)體中的電流大小發(fā)生了變化，導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都同樣會(huì)擴(kuò)張或收縮，結(jié)果同上。
[0035]通過上面的分析不難得出如下結(jié)論；通電導(dǎo)體中的電流大小發(fā)生了變化時(shí),導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線會(huì)擴(kuò)張或收縮，以導(dǎo)體為中心一圈圈地從里面向外面運(yùn)動(dòng)或從外面向里面運(yùn)動(dòng)，如果導(dǎo)體中的電流恒定在某一數(shù)值不變時(shí)，導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線就保持在某一位置不動(dòng)。
[0036]有了上述的概念，就可以分析通電線圈中的電流大小發(fā)生了變化時(shí)，另一個(gè)線圈中的導(dǎo)體如何與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體是怎樣切割了磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)了。
[0037]參照?qǐng)D7所示，所述A組示教板的A4板背面，上面分析了通電導(dǎo)體中的電流由小變大時(shí)，導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線會(huì)擴(kuò)張；通電導(dǎo)體中的電流由大變小時(shí)，導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線會(huì)收縮，即通電導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線會(huì)隨著電流的變化而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
[0038]現(xiàn)在，我們用上述觀點(diǎn)來分析變壓器的工作原理:在變壓器中，雖然初、次級(jí)線圈都是固定不動(dòng)的，但是，當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈通入交變電流時(shí)，初級(jí)線圈中的導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線會(huì)不斷的擴(kuò)張和收縮，與繞在初級(jí)線圈旁邊的次級(jí)線圈中的導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是次級(jí)線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；至此我們終于了解到，原來這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象是磁感應(yīng)線動(dòng)、導(dǎo)體不動(dòng)。
[0039]下面把這種互感現(xiàn)象分為幾種不同的情況去分析。[0040]首先分析從線圈L1中通入電流時(shí)的情況，根據(jù)變壓器的概念，此時(shí)L1是初級(jí)線圈，L2是次級(jí)線圈。
[0041 ] 圖A4-5表示外電流從初級(jí)線圈L1右邊流入，左邊流出，線圈中的電流由小變大時(shí)，L1左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從里面向外面擴(kuò)張，用線圈外的字母B和兩個(gè)箭頭指向外面表示磁感應(yīng)線向外面擴(kuò)張，從圖中可以看出，初級(jí)線圈L1左邊導(dǎo)體擴(kuò)張出來的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L2左邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)；初級(jí)線圈1^右邊導(dǎo)體擴(kuò)張出來的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L2右邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。于是，次級(jí)線圈L2左、右兩邊的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0042]圖A4-6表示外電流從初級(jí)線圈L1右邊流入，左邊流出，線圈中的電流由大變小時(shí)，L1左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從外面向里面收縮，用線圈外的字母B和兩個(gè)箭頭指向里面表示磁感應(yīng)線向里面收縮，從圖中可以看出，初級(jí)線圈L1左邊導(dǎo)體收縮回去的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L2左邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)；初級(jí)線圈1^右邊導(dǎo)體收縮回去的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L2右邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。于是，次級(jí)線圈L2左、右兩邊的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0043]圖A4-5和圖A4-6是以外電流從初級(jí)線圈L1的右邊流入，左邊流出為例去進(jìn)行分析，如果外電流從初級(jí)線圈L1的左邊流入，右邊流出，則導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線方向與圖中相反，當(dāng)初級(jí)線圈中的電流大小發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線同樣會(huì)擴(kuò)張和收縮，仍然會(huì)受到次級(jí)線圈L2的導(dǎo)體所切割。
[0044]接著來分析從線圈L2中通入電流時(shí)的情況，根據(jù)變壓器的概念，此時(shí)L2是初級(jí)線圈，L1是次級(jí)線圈。
[0045]圖A4-7表示外電流從初級(jí)線圈L2右邊流入，左邊流出，線圈中的電流由小變大時(shí)，L2左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從里面向外面擴(kuò)張，用線圈外的字母B和兩個(gè)箭頭指向外面表示磁感應(yīng)線向外面擴(kuò)張，從圖中可以看出，初級(jí)線圈L2左邊導(dǎo)體擴(kuò)張出來的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈1^左邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)；初級(jí)線圈L2右邊導(dǎo)體擴(kuò)張出來的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L1右邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。于是，次級(jí)線圈L1左、右兩邊的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0046]圖A4-8表示外電流從初級(jí)線圈L2右邊流入，左邊流出，線圈中的電流由大變小時(shí)，L2左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從外面向里面收縮，用線圈外的字母B和兩個(gè)箭頭指向里面表示磁感應(yīng)線向里面收縮，從圖中可以看出，初級(jí)線圈L2左邊導(dǎo)體收縮回去的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈1^左邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)；初級(jí)線圈L2右邊導(dǎo)體收縮回去的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L1右邊導(dǎo)體產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。于是，次級(jí)線圈L1左、右兩邊的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0047]圖A4-7和圖A4-8是以外電流從初級(jí)線圈L2的右邊流入，左邊流出為例去進(jìn)行分析，如果外電流從初級(jí)線圈L2的左邊流入，右邊流出，則導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線方向與圖中相反，當(dāng)初級(jí)線圈中的電流大小發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線同樣會(huì)擴(kuò)張和收縮，仍然會(huì)受到次級(jí)線圈L1的導(dǎo)體所切割。
[0048]以上分析是把初級(jí)線圈繞在上面，次級(jí)線圈繞在下面；或者把初級(jí)線圈繞在下面，次級(jí)線圈繞在上面去進(jìn)行分析。實(shí)際上，把初級(jí)線圈繞在里面，次級(jí)線圈繞在外面；或者把初級(jí)線圈繞在外面，次級(jí)線圈繞在里面，結(jié)果仍然是相同的。因?yàn)槌跫?jí)線圈的電流大小發(fā)生變化時(shí)，線圈中的導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線是以圓環(huán)狀一圈圈地向四面八方擴(kuò)張和收縮，所以無論次級(jí)線圈在初級(jí)線圈附近的任何一處，都會(huì)切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0049]正如上一幅不教板所提到的一樣，由于作圖分析存在著一定的局限性，這幅不教板的圖中也只是畫出了線圈左、右兩邊導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上，由于變壓器的初次級(jí)線圈都同繞在一個(gè)線圈框上，當(dāng)初級(jí)線圈中的電流大小發(fā)生變化時(shí)，整個(gè)線圈框四周每一處導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都在擴(kuò)張和收縮，并且都與次級(jí)線圈四周的導(dǎo)線產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0050]上面以單匝線圈為例去進(jìn)行分析，如果初次級(jí)線圈是多匝線圈，其變化情況與上述基本相同。
[0051]需要特別指出的是，變壓器不能在直流的狀態(tài)下工作，因?yàn)樽儔浩鞯某跫?jí)線圈接上直流電源時(shí)，線圈中的電流沒有發(fā)生變化，而是恒定在某一數(shù)值不變，這樣，線圈中的導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線既沒有擴(kuò)張，也沒有收縮，而是保持在某一位置不動(dòng)，次級(jí)線圈中的導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間就不存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，次級(jí)線圈不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0052]參照?qǐng)D8所示，所述B組示教板的B1板，感應(yīng)線包圍法概述:常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象不能用一個(gè)統(tǒng)一的方法判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，通過我們的探索和研究，總結(jié)出一種新的判斷方法一磁感應(yīng)線包圍法。使用這種方法，不但能夠達(dá)到用統(tǒng)一的方法去判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的目的，而且這種方法應(yīng)用起來比較簡(jiǎn)單、直觀，并且與電磁感應(yīng)過程相符合。
[0053]在使用這種方法判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向時(shí)，應(yīng)該先了解磁感應(yīng)線包圍的意義，我們?nèi)匀挥脤?dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，從中推導(dǎo)出磁感應(yīng)線包圍的意義。在分析的過程中，為了作圖方便和容易表達(dá)起見，設(shè)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)中的磁感應(yīng)線方向相互垂直。
[0054]圖B1-1表示磁場(chǎng)的極性為上N下S，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體因切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)，如果把導(dǎo)體接成閉合電路，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用右手定則(發(fā)電機(jī)定則)判斷出感應(yīng)電流的方向是注入紙面。然后根據(jù)感應(yīng)電流的方向，利用右手螺旋定則(安培定則)就可以判斷出導(dǎo)體周圍產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)為順時(shí)針方向。(在教科書中，把原來的磁場(chǎng)叫做原磁場(chǎng)，這里用B1來表;把感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)叫做感應(yīng)電流磁場(chǎng)，這里用B2來表示。)從圖中可以看出，感應(yīng)電流磁場(chǎng)B2和原磁場(chǎng)B1相互推斥，使得原磁場(chǎng)B1的磁感應(yīng)線產(chǎn)生彎曲變形，從一側(cè)對(duì)導(dǎo)體產(chǎn)生了包圍的趨勢(shì)，我們把這種狀態(tài)稱為磁感應(yīng)包圍了導(dǎo)體。
[0055]上面只是從右手定則的理論中推導(dǎo)出磁感應(yīng)線包圍的意義，接著還需要了解的是:當(dāng)磁感應(yīng)線包圍導(dǎo)體時(shí)，我們應(yīng)該怎樣去判斷其包圍的狀態(tài)和包圍的方向。
[0056]在繼續(xù)深入研究的過程中發(fā)現(xiàn)，用比較深?yuàn)W的理論去分析反而會(huì)使問題越來越復(fù)雜，能否用一些比較形象的簡(jiǎn)單比喻把磁感應(yīng)線包圍的意義解釋得比較通俗易懂，使中職學(xué)生也能夠理解和接受？我們從電磁學(xué)的理論中得到了啟發(fā)，比如說磁感應(yīng)線就是形象地描述磁場(chǎng)的一種假設(shè)，在實(shí)際中是不存在的；再如導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁感應(yīng)線，理論上卻認(rèn)為磁感應(yīng)線可以穿過銅、鋁等導(dǎo)體(鐵磁物質(zhì)除外)這怎么能夠切斷呢？其實(shí)這些都是為了使人們形象地理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象所做的比喻。既然這些理論能廣泛地被人們接受，我們就可以把磁感應(yīng)線想象成一條條柔軟的、帶箭頭的細(xì)線條，把導(dǎo)體看成是一根較大的硬棍棒，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，就好象是硬棍棒與軟線條發(fā)生碰撞一樣，線條會(huì)從碰撞的一側(cè)纏繞、包圍在棍棒上。這種講法非常符合人們習(xí)慣上的認(rèn)識(shí)和理解。
[0057]圖B1I中，O表示導(dǎo)體，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體的右側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生了碰撞，碰撞的結(jié)果，使得磁感應(yīng)線從導(dǎo)體的右側(cè)對(duì)導(dǎo)體產(chǎn)生了包圍的趨勢(shì)，根據(jù)磁感應(yīng)線的箭頭方向，可以看出磁感應(yīng)線按順時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體，為了表達(dá)明確起見，圖中有意把磁感應(yīng)線包圍導(dǎo)體畫得比較明顯，后面的圖形均采用這樣的表示方法。
[0058]圖B1I中，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體的左側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生了碰撞，碰撞的結(jié)果，使得磁感應(yīng)線從導(dǎo)體的左側(cè)對(duì)導(dǎo)體產(chǎn)生了包圍的趨勢(shì)，根據(jù)磁感應(yīng)線的箭頭方向，可以看出磁感應(yīng)線按逆時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體。
[0059]把上面的形象比喻作進(jìn)一步的推導(dǎo)，還可以得出這樣的結(jié)論:既然導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其它電磁感應(yīng)現(xiàn)象也是導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)；那么，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)了磁感應(yīng)線包圍導(dǎo)體的趨勢(shì)，其它電磁感應(yīng)現(xiàn)象也必然會(huì)出現(xiàn)磁感應(yīng)線包圍導(dǎo)體的趨勢(shì)。因此，常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象都可以用磁感應(yīng)線包圍法去統(tǒng)一判斷其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。
[0060]綜上所述，我們從右手定則的理論中推導(dǎo)出磁感應(yīng)線包圍的意義，這些概念還要與后面的判斷方法結(jié)合起來，才能判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。用磁感應(yīng)線包圍法判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向仍然是從右手定則的理論中推導(dǎo)得出，判斷方法見B組第二幅示教板。
[0061]參照?qǐng)D9所示，所述B組示教板的B2板，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象習(xí)慣上運(yùn)用右手定則去判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，現(xiàn)在改用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷。
[0062]導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)有幾種不同的典型情況，即磁場(chǎng)的極性為上N下S，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)或從右向左運(yùn)動(dòng)；以及磁場(chǎng)的極性為上S下N，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)或從右向左運(yùn)動(dòng)。因此在判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向時(shí)，也應(yīng)該分為幾種不同的典型情況去進(jìn)行分析。
[0063]圖B2-1表示磁場(chǎng)的極性為上N下S，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體的右側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得磁感應(yīng)線按順時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體。從右手定則中可知,此時(shí)導(dǎo)體中的感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))從外面流入紙面。由此可推導(dǎo)出:當(dāng)導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)線按順時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流流入紙面。
[0064]圖B2-2表示磁場(chǎng)的極性為上N下S，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從右向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體的左側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得磁感應(yīng)線按逆時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體。從右手定則中可知,此時(shí)導(dǎo)體中的感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))從里面流入紙面。由此可推導(dǎo)出:當(dāng)導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)線按逆時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流流出紙面。[0065]圖B2-3表示磁場(chǎng)的極性為上S下N，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從左向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體的右側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得磁感應(yīng)線按逆時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體。按照上面的推導(dǎo)可知,此時(shí)導(dǎo)體中的感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))流出紙面。
[0066]圖B2-4表示磁場(chǎng)的極性為上S下N，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中從右向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體的左側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得磁感應(yīng)線按順時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體。按照上面的推導(dǎo)可知,此時(shí)導(dǎo)體中的感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))流入紙面。
[0067]把磁感應(yīng)線包圍法總結(jié)為:在電磁感應(yīng)過程中，導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng),如果磁感應(yīng)線按順時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體中的感應(yīng)電流流入紙面；如果磁感應(yīng)線按逆時(shí)針方向包圍了導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流流出紙面。
[0068]把磁感應(yīng)線包圍法寫成簡(jiǎn)單的口訣是:順時(shí)針包圍流入紙面；逆時(shí)針包圍流出紙面。
[0069]磁感應(yīng)線包圍的方向與感應(yīng)電流方向之間的關(guān)系還可以借鑒右手螺旋定則來判定(注意不要與右手螺旋定則混淆)，具體的判定方法是:用右手握住導(dǎo)體，伸直大拇指，彎曲的四指所指的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)線包圍的方向，拇指所指的方向?yàn)閷?dǎo)體中感應(yīng)電流的方向。
[0070]參照?qǐng)D10所示,所述B組示教板的^板,把磁鐵插入線圈中，或把磁鐵從線圈中拔出時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象習(xí)慣上運(yùn)用楞次定律去判斷感應(yīng)運(yùn)動(dòng)勢(shì)的方向，現(xiàn)在改用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷。
[0071]把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，有幾種不同的典型情況，即把磁鐵的N極朝下插入線圈中或從線圈中拔出；以及把磁鐵的S極朝下插入線圈中或從線圈中拔出，因此在判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向時(shí)，應(yīng)該分為幾種不同的情況去進(jìn)行分析。
[0072]圖B3-1表示把磁鐵的N極朝下插入線圈中，線圈左、右兩邊導(dǎo)體的上側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得線圈右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍；線圈左邊的導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，線圈右邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面；線圈左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面。
[0073]上面的分析可以歸納為:把磁鐵的N極朝下插入線圈中，線圈中的感應(yīng)電流從右邊流入、左邊流出。
[0074]圖B3-2表示把磁鐵的N極朝下從線圈中拔出，線圈左、右兩邊導(dǎo)體的下側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得線圈右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍；線圈左邊的導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，線圈右邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面；線圈左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面。
[0075]上面的分析可以歸納為:把磁鐵的N極朝下從線圈中拔出，線圈中的感應(yīng)電流從左邊流入、右邊流出。
[0076]圖B3-3表示把磁鐵的S極朝下插入線圈中，線圈左、右兩邊導(dǎo)體的上側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得線圈右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍；線圈左邊的導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，線圈右邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面；線圈左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面。
[0077]上面的分析可以歸納為:把磁鐵的S極朝下插入線圈中，線圈中的感應(yīng)電流從左邊流入、右邊流出。
[0078]圖B3-4表示把磁鐵的S極朝下從線圈中拔出，線圈左、右兩邊導(dǎo)體的下側(cè)與磁感應(yīng)線發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得線圈右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍；線圈左邊的導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，線圈右邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面；線圈左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面。
[0079]上面的分析可以歸納為:把磁鐵的S極朝下從線圈中拔出，線圈中的感應(yīng)電流從右邊流入、左邊流出。
[0080]參照?qǐng)D11所示，所述B組示教板的B4板，一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，靠近的另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象習(xí)慣上運(yùn)用楞次定律和同名端法則去判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，現(xiàn)在改用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷。
[0081]在具體分析時(shí)，可以把這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象分為電流是從線圈L1流入還是從線圈L2流入；電流是從線圈的右邊流入還是從線圈的左邊流入；線圈中的電流是由小變大還是由大變小等多種情況去進(jìn)行分析。
[0082]首先分析從線圈L1中通入電流時(shí)的情況，此時(shí)把L1看作初級(jí)線圈，把L2看作次級(jí)線圈。
[0083]圖B4-1表示外電流從初級(jí)線圈L1的右邊流入、左邊流出，線圈中的電流由小變大時(shí)，L1左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從里面向外面擴(kuò)張，擴(kuò)張出來的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L2左、右兩邊導(dǎo)體的上側(cè)發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得L2右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍山2左邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，L2右邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面山2左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面。
[0084]上面的分析可以歸納為:外電流從初級(jí)線圈L1的右邊流入、左邊流出，線圈中的電流由小變大時(shí)，次級(jí)線圈L2中的感應(yīng)電流從左邊流入，右邊流出。
[0085]圖比-1中，在線圈L1上標(biāo)注的電流方向是外電流方向；在線圈L2上標(biāo)注的電流方向是感應(yīng)電流方向。特別說明:由于作圖的局限性，B4板的幾個(gè)圖中不容易區(qū)分兩種不同的電流，只能在說明中加以說明。在實(shí)際使用的教學(xué)掛圖中，可以用不同的顏色來區(qū)分外電流方向和感應(yīng)電流方向，也可以在圖中用文字標(biāo)注來說明。
[0086]圖B4-2表示外電流從初級(jí)線圈L1的右邊流入、左邊流出，線圈中的電流由大變小時(shí)，L1左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從外面向里面收縮，收縮回去的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L2左、右兩邊導(dǎo)體的下側(cè)發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得L2右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍山2左邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，L2右邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面山2左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面。
[0087]上面的分析可以歸納為:外電流從初級(jí)線圈L1的右邊流入、左邊流出，線圈中的電流由大變小時(shí)，次級(jí)線圈L2中的感應(yīng)電流從右邊流入，左邊流出。
[0088]圖比-2中，在線圈L1上標(biāo)注的電流方向是外電流方向；在線圈L2上標(biāo)注的電流方向是感應(yīng)電流方向。
[0089]圖B4-1和圖B4-2以外電流從線圈L1的右邊流入、左邊流出為例去進(jìn)行分析，如果把外電流改從線圈L1的左邊流入、右邊流出，則圖中的外電流方向，感應(yīng)電流方向和導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線方向都與現(xiàn)在的圖中相反，具體分析過程仍與上述相同。
[0090]接著來分析從線圈L2中通入電流時(shí)的情況，此時(shí)把L2看作初級(jí)線圈，把L1看作次級(jí)線圈。
[0091]圖B4-3表示外電流從初級(jí)線圈L2的右邊流入、左邊流出，線圈中的電流由小變大時(shí)，L2左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從里面向外面擴(kuò)張，擴(kuò)張出來的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L1左、右兩邊導(dǎo)體的下側(cè)發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得L1右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍左邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，L1S邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面。
[0092]上面的分析可以歸納為:外電流從初級(jí)線圈L2的右邊流入、左邊流出，線圈中的電流由小變大時(shí)，次級(jí)線圈L1中的感應(yīng)電流從左邊流入，右邊流出。
[0093]圖比-3中，在線圈L2上標(biāo)注的電流方向是外電流方向；在線圈L1上標(biāo)注的電流方向是感應(yīng)電流方向。
[0094]圖B4-4表示外電流從初級(jí)線圈L2的右邊流入、左邊流出，線圈中的電流由大變小時(shí)，L2左、右兩邊導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線都以其導(dǎo)體為中心從外面向里面收縮，收縮回去的磁感應(yīng)線與次級(jí)線圈L1左、右兩邊導(dǎo)體的上側(cè)發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果，使得L1右邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線順時(shí)針包圍左邊導(dǎo)體被磁感應(yīng)線逆時(shí)針包圍。用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，L1S邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流入紙面左邊導(dǎo)體的感應(yīng)電流流出紙面。
[0095]上面的分析可以歸納為:外電流從初級(jí)線圈L2S邊流入、左邊流出，線圈中的電流由大變小時(shí)，次級(jí)線圈L1中的感應(yīng)電流從右邊流入，左邊流出。
[0096]圖比-4中，在線圈L2上標(biāo)注的電流方向是外電流方向；在線圈L1上標(biāo)注的電流方向是感應(yīng)電流方向。
[0097]圖B4-3和圖B4-4以外電流從線圈L2的右邊流入、左邊流出為例去進(jìn)行分析，如果把外電流改從線圈L2的左邊流入、右邊流出，則圖中的外電流方向，感應(yīng)電流方向和導(dǎo)體周圍的磁感應(yīng)線方向都與現(xiàn)在的圖中相反，具體分析過程仍與上述相同。
[0098]綜合上述可以看出，互感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈的繞向、外電流方向以及電流的變化趨勢(shì)等因素有關(guān)，但是與初、次級(jí)線圈的相對(duì)位置卻無關(guān)，詳細(xì)分析如下:
在圖B4-1和圖B4-3這兩個(gè)圖中，線圈的繞線方向都相同，外電流都是從初級(jí)線圈的右邊流入，線圈中的電流都是由小變大。不同的是，圖B4-1是把次級(jí)線圈繞在初級(jí)線圈的下面；圖比-3是把次級(jí)線圈繞在初級(jí)線圈的上面。雖然這兩個(gè)圖中的次級(jí)線圈所處的位置有所不同，但是在次級(jí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向卻是相同的。進(jìn)一步分析還可以知道，在上述條件下，把次級(jí)線圈繞在初級(jí)線圈的里面或外面，次級(jí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向仍然相同。
[0099]利用圖B4-2和圖B4-4來進(jìn)行分析與上面一樣。
[0100]于是可以得出這樣的結(jié)論:在變壓器線圈的繞向相同，外電流方向相同，電流變化趨勢(shì)也相同的情況下，把次級(jí)線圈繞在初級(jí)線圈的上、下、里、外任一處，次級(jí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))方向不變。
[0101]最后，把《電磁感應(yīng)理論淺解示教板》的主要特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用簡(jiǎn)單概括一下:
這套示教板把常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象用統(tǒng)一的理論去進(jìn)行解釋；把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向判斷
用統(tǒng)一的方法去進(jìn)行判斷，學(xué)生感到容易理解，容易接受，容易記憶；這套示教板以中職學(xué)生為教學(xué)對(duì)象來設(shè)計(jì)，內(nèi)容通俗易懂；示教板的說明書供教師備課時(shí)使用，掛圖供課堂上課時(shí)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁感應(yīng)理論淺解示教板，其特征在于，所述的示教板分為A、B兩組，每組四幅，由八幅構(gòu)成，所述的A組示教板用來講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象是導(dǎo)體與磁感應(yīng)線之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A組示教板中，A1板為單面板，A2板、A3板、A4板為雙面板，雙面板的正面用來說明示教板中有關(guān)圖形及符號(hào)的表示方法，雙面板的背面用來表達(dá)這幅示教板的主要內(nèi)容，所述的B組示教板用來講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向可以統(tǒng)一用磁感應(yīng)線包圍法進(jìn)行判斷，B組示教板中，B1板、B2板、B3板、B4板均為單面板。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)理論淺解示教板，其特征在于，所述的A組示教板中A1板為電磁感應(yīng)現(xiàn)象概述，A2板為導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A3板為把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A4板為一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，靠近的另一個(gè)線圈中的導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)理論淺解示教板，其特征在于，所述的B組示教板中B1板為磁感應(yīng)包圍法概述，B2板為導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷，B3板為把磁鐵插入線圈中或把磁鐵從線圈中拔出，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷，B4板為一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，靠近的另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK103473975SQ201310475431
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月13日
【發(fā)明者】吳壽興, 吳慶旺 申請(qǐng)人:吳慶旺