电磁感应原理范文1
一、对楞次定律的理解
（一）明确各个物理量之间的关系
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中会产生感应电流.感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，即感应电流的磁场.这样，电路中存在两个磁场，即原磁场（产生感应电流的磁场）和感应电流的磁场.
（二）楞次定律中“阻碍”的含义
楞次定律的关键词是“阻碍”，只有深刻理解“阻碍”的含义，才能准确地把握楞次定律的实质.
1.“阻碍”不是“相反”
学生学习过程中，有些学生误认为“阻碍”就是方向相反，以为感应电流的磁场总与原磁场的方向相反.应使学生明确，“阻碍”既不是阻碍原磁场，也不是阻碍原有的磁通量，而是指感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的增加或减少.
2.“阻碍”不是“阻止”
感应电流的磁场对原磁场磁通量的变化有“阻碍”作用，但不是“阻止”原来磁通量的变化.因为原磁通量的变化是引起感应电流的必要条件，若这种变化被阻止了，就不可能产生感应电流.因此，感应电流的磁场阻止不了原磁通量的变化.
3.“阻碍”不仅是“反抗”
感应电流的磁场对原磁场的磁通量变化的“阻碍”作用不仅是“反抗”.当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，“反抗”磁通量的增加；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，以“补偿”原磁通量的减少.所以“阻碍”不仅“反抗”原磁通量的增加，同时还“补偿”原磁通量的减少.
（三）对楞次定律中“阻碍”的理解
1.谁阻碍谁
是“感应电流的磁场”阻碍引起感应电流的磁场通过闭合电路的“磁通量的变化”，这实际上是结果（感应电流）对原因（磁通量的变化）的反抗.因此，楞次定律也可叙述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因.
2.什么时间阻碍
在感应电流存在的时间里阻碍，也就是引起感应电流的原磁场通过闭合电路的磁通量发生变化的时间.
3.如何阻碍
当原磁场通过闭合电路的磁通量增加时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相反的磁场，以“抵消”原磁通量的增加；当原磁场通过闭合电路的磁通量减少时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相同的磁场，以“补偿”原磁通量的减少.这种阻碍，与原磁场通过闭合电路的磁通量变化是何种原因引起的无关，这种阻碍只是一种等效说法，实际上不会阻止磁通量变化的发生，否则就不会有电磁感应现象发生.
4.阻碍的结果
并没有阻止磁通量的变化，只是延缓了磁通量的变化.
二、实例应用
应用楞次定律判定感应电流方向的步骤
1.明确研究的对象是哪一个闭合电路；
2.确定原磁场的方向；
3.判断穿过闭合电路的磁通量如何变化；
4.根据楞次定律确定感应电流所产生的磁场方向；
5.运用安培定则根据感应电流的磁场方向确定感应电流的方向.
对应引起感应电流的磁通量的变化的不同方式，应用楞次定律判断感应电流方向时有以下几个结论.
（一）增反减同
就感应电流的磁场方向来说，当原磁场通过闭合电路的磁通量增加时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相反的磁场；当原磁场通过闭合电路的磁通量减少时，感应电流在闭合电路内部空间产生与原磁场方向相同的磁场.
例1 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘体，B为导体环，当A以如图3所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）.
A.A可能带正电且转速减小
B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速减小
D.A可能带负电且转速增大
解析 由右手定则可以确定B中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律，B中磁场总是阻碍A中磁场的变化，据“增反减同”可知，如果A中磁场也垂直于纸面向外，则A中磁场必定减少的，环A应该做减速运动，产生逆时针方向的电流，故应该带负电；如果A中磁场垂直于纸面向里，则A中磁场必定增加的，环A应该做加速运动，产生顺时针方向的电流，故应该带正电.故选BC.
（二）来拒去留
若磁通量的变化是由于磁极相对于闭合电路平面的运动引起的，则当磁极（无论N极还是S极）向电路靠近时，电路对靠近的磁极排斥；当磁极远离电路时，电路对磁极吸引.从运动的效果看，可表述为敌进我拒，敌退我追.这样可方便判知闭合电路等效的磁体的磁极，然后确定出电流的方向.
例2 如图2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
解析 由来拒去留知，磁铁向左运动时，线圈与磁铁相互排斥，故铜环向左运动，所以B选项正确.
（三）增缩减扩
如果闭合电路的面积可以变化，阻碍磁通量的变化可引起闭合电路面积的变化，当磁通量增大时，电路“收缩”，面积减小；反之，电路“扩张”，面积增大.
例3 如图3所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通有图中所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）.对于线圈A，在t1～t2时间内，下列说法中正确的是（ ）.
A.有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势
解析 t1～t2时间内，B中的电流为顺时针增大，穿过线圈A的磁通量增大，有增缩减扩知，A的面积有收缩的趋势，所以D正确.
（四）自感现象
感应电流阻碍原电流的变化，线圈中原电流增加，在线圈中自感电流的方向与原电流方向相反；反之，相同.
例4 如图所示，L1，L2为两盏规格相同的小灯泡，线圈的直流电阻与小灯泡的电阻相等，安培表电阻不计.当开关S闭合时，安培表中指示某一读数，下列说法中正确的是（ ）.
A.开关S闭合时，L1，L2都立即变亮
B.开关S闭合时，L2立即变亮，L1逐渐变亮
C.开关S断开瞬间，安培表有可能烧坏
D.开关S断开时，L2立即熄灭，L1逐渐熄灭
解析 开关S闭合，线圈中电流在增大，感应电流阻碍其增大，所以L1立即变亮，L2逐渐变亮；开关S断开时，线圈中电流在减小，感应电流阻碍其减小，L1逐渐熄灭，L2立即熄灭.所以D正确.
电磁感应原理范文2
关键词：阻碍；楞次定律；感应电流；磁通量
闭合回路中感应电流(感应电动势)的方向，总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流(感应电动势)的磁通量的变化，这就是楞次定律。楞次定律是中学物理教学中的一个难点，要求学生能够深入理解楞次定律的意义，才能够灵活的应用。
一、正确理解楞次定律的内容
楞次定律中，核心词语是“阻碍”。首先，阻碍不是阻止．因为磁通的变化是引起感应电流的必要条件，若这种变化被阻止，也就不可能继续产生感生电流了．其实原磁场的变化是由外界的各种因素决定的，如电流的变化、相对位置的变化，而与感生电流无关．其次，感生电流阻碍的对象是原磁场的磁通变化而不是磁通密度B的变化．第三，阻碍不是“相反”．如果将阻碍理解成感生电流的磁场总是与原磁场方向相反，则楞次定律就违背了电磁感应现象也必须符合能量守恒定律个自然界的基本法则。
二、双方面诠释楞次定律的应用
楞次定律应用较为灵活，利用楞次定律分析问题的方法大体上分为两类，下面以一道例题为例：如图所示，一个条形磁铁下方有一个闭合线圈，问当磁铁的N极向下开始下落的时候，线圈中产生感应电流的方向如何？应该如何运动？对于这个题目，可以采取两种不同的解决方法。
方法一：
首先明确利用楞次定律解题的步骤。
（一）确定原来的磁场方向（B）；
（二）确定穿过线圈的原磁通量是增加还是减少；
ΔΦ>0（Φ增加）ΔΦ<0（Φ减少）
（三）根据楞次定律确定感应电流产生的磁场方向(B’)；
ΔΦ>0（Φ增加）B和B′相反
ΔΦ<0（Φ减少）B和B′相同
（四）利用右手螺旋定则确定感应电流的方向。
然后针对上述步骤，逐步进行分析。
第一步，确定原磁场的方向，向下；
第二步，确定原磁通量增加还是减少，通过图示，可以清楚的看出，原磁通量增加，即ΔΦ>0；
第三步，根据楞次定律，闭合回路中感应电流的方向，总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流的磁通量的变化。既然原磁通量增加了，那么感应电流产生的磁场一定是阻碍原磁通量的增加，也就是说，感应电流的磁场（B''''）的方向向上；
第四步，利用右手螺旋定则，很容易判断出感应电流的方向是逆时针。
这种方法推理过程严谨，不容易出错，要求学生思路清晰，基本功扎实。
方法二：
可以采取一种较为灵活的方法，这种方法是对楞次定律的一种引申。根据楞次定律的内容，感应电流产生磁场的方向总是要满足一个规律，即总是要阻碍原磁通量的变化。对于这个题目，问条形磁铁下落时，线圈应该怎么运动？感应电流方向如何？当磁铁下落时，显然原磁通量是增加的，要想阻碍它的增加，由图可知，如果线圈向下运动，即相当于阻碍了原磁通量的增加，满足楞次定律。这样，就可以判断出线圈的运动方向，再根据右手螺旋定则，判断出电流的方向。
电磁感应原理范文3
关键词：楞次定律；教学设计；学生实验
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）10（S）-0030-4
1 教材分析
本节教材为高二物理电磁感应部分的楞次定律。内容讲述的是感应电流（感应电动势）方向的规律。教材是在初中磁场知识和对电磁感应简单认识的基础上，利用高中已学过的知识，较为深入的研究磁转化为电的规律，研究电场、磁场的统一性。这些内容，在高中物理教材中占有重要地位。
教材的问题大多数都涉及到三维空间，对培养学生的空间想象能力极为有益。实验方法在教材中占有重要地位，但不是对实验现象进行简单的罗列或初步总结，而是实验和推理结合起来。得出比较抽象的结论，在这里，学生观察实验的能力和思维能力都将得到进一步的发展。
教材把磁体的磁现象和电流的磁现象统一起来。对于学生认识物质世界是一个观念上的飞跃。电磁感应一章的教材渗透了深刻的对立统一思想，学生对电和磁的统一和相互转化的理解，将为学生形成辩证唯物主义的世界观提供有说服力的素材。另外，教材进一步把能量守恒的观点反映到电磁运动中来。对于学生牢固地树立能量的观点也极为有益。
2 三维教学目标
1 知识与技能
了解楞次对物理学的贡献；
掌握电流放大器的基本使用方法；
理解楞次定律的相关内容；
初步掌握用楞次定律分析问题的基本思路和方法。
2 过程与方法
通过实验和观察，理解楞次定律；
通过科学探究，理解楞次定律的一般应用：
通过科学探究，初步了解从认识到实践的物理方法。
3 情感态度与价值观
初步认识从特殊结论到一般规律的科学思想：
理解物理学是一门实验的科学、实践的科学。
3 教学的重点
1 楞次定律的理解：
2 应用楞次定律判断感应电流的方向。
4 教学的难点
1 由实验归纳总结出楞次定律；
2 对楞次定律的理解。
5 教学方法
实验法、讲授法、练习法等。
6 实验器材
1 教师演示器材：螺线管、条形磁铁、演示电流计各一；废电池一节、多媒体教学平台、导线若干；
2 学生实验器材：灵敏电流计、螺线管、条形磁铁25套、导线若干。
7 课程建构与教学过程
7.1 复习引入
复习前面所学的知识点：
（1）磁通量；
（2）产生感应电流的条件；
（3）通过多媒体课件演示条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中B的变化情况，为新课的实验做好准备。
设置问题，引入新课。（观察实验，回答相关问题）
（1）当磁铁和线圈均静止不动时，电流计的指针是否发生偏转？为什么？
（2）当条形磁铁插入线圈或从线圈中拔出时，电流计的指针是否发生偏转，为什么？
（3）产生感应电流的条件是什么？
（只要闭合回路中的磁通量发生了变化，闭合回路中就产生了感应电流）
通过观察实验过程中，当磁极插入和拔出时，实验现象有何不同？（即是观察电流计的指针的偏转方向）该实验现象说明了什么？
从而引出感应电流的方向，进一步提出本节课的学习内容——感应电流的方向——楞次定律（多媒体演示出本节的课题）。
7.2 新课教学
7.2.1 实验探索，总结规律
实验：感应电流的磁场方向与哪些因素有关
学生通过实验进行观察，进行各种推论：（1）可能与产生感应电流的磁场有关；（2）可能与产生感应电流的磁场的变化有关；（3）可能与产生感应电流的磁通量有关；（4）可能与产生感应电流的磁通量的变化有关。因为感应电流的产生是由于磁通量的变化。
师生共同讨论设计探究的实验方案。
1 介绍实验装置；
2 设计实验记录表（如下表所示）
3 实验准备：
（1）查明螺线管线圈的绕行方向。
（2）明确电流计指针的偏转方向与电流方向的关系（用废电池演示）。
电池从正接线柱流入电表，指针向右偏转，电流从负接线柱流入电表，指针向左偏转。
（3）明确实验步骤：将条形磁铁的N极、S极分别插入和拔出线圈，记感应电流的方向，并填入实验记录表中。
4 教师演示：将N极插入线圈。分析实验现象，并填写表格的第一列。
5 学生分组实验：由学生完成余下的步骤，并将实验结果填入记录表。
6，引导学生分析归纳，得出结论：利用课件，让学生填写表格。
（1）当（原磁通量）增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向（相反），此时感应电流的磁场“阻碍”（原磁通量）增加；
（2）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），此时感应电流的磁场“阻碍”（原磁通量）减少。
学生归纳出结论：感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化。
7.2.2 楞次定律
内容：感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流磁通量的变化。
（该规律首先是由俄国物理学家楞次在1833年发现的，人们为了纪念他对物理学的贡献，就把这个规律叫做楞次定律）
（介绍楞次：（1804——1865）诞生于爱沙尼亚。楞次在物理学上的主要成就是发现了电磁感应的楞次定律和电热效应的焦耳一楞次定律。1834年，楞次在圣彼得堡科学院宣读了他的题为“关于用电动力学方法决定感生电流方向”的论文，提出了楞次定律。1843年楞次在不知道焦耳发现电流热作用定律（1841年）的情况下，独立地发现了这一定律，他用改善实验方法和改用酒精作传热介质，提高了实验的精度。）
对楞次定律的理解：
（1）感应电流的磁场是“阻碍”原磁通量的变化，而不是“阻碍”原磁场。因此，不能认为感应电流的磁场方向总是和原磁场方向相反。
（2）正确理解“阻碍”及“变化”：
“阻碍”不是“阻止”，而是“延缓”、“妨碍”之意。
“变化”：当φ增加时，“阻碍增加”，B与B'的方向相反，起抵消作用；当φ减小时，“阻碍减小”，B与B'方向相同，起补偿作用。
因此楞次定律可以简要表述为：φ增B'反，φ减B'同。
7.2.3 楞次定律的应用
例题分析：
例题1如图1所示，矩形线框abcd的平面跟匀强磁场的方向垂直。当ab边在线框上向右滑动时，ab边中产生的感应电流的方向如何？
解析（1）原磁场B的方向：B垂直向里：
（2）原磁通量的变化：S增加，B不变，φ增加；
（3）由楞次定律“φ增B'反”得，磁场B'的方向垂直向外：
（4）由安培定则确定感应电流的方向：badcb（同时用实验验证判断结果）。
例题2如图2所示。在匀强磁场中。由伸长弹簧构成的回路收缩时，判断感应电流的方向。
解析（学生分析、判断，老师补充）
总结出判断感应电流的方向的步骤：首先明确所研究的回路。
（1）原磁场B的方向；
（2）原磁通量φ的变化；
（3）由楞次定律判断感应电流的磁场B'的方向：
（4）由安培定则确定感应电流的方向。
8 巩固练习
例题3如图3所示，导线AB和CD互相平行，当AB所在电路中的开关K断开时，导线CD中的感应电流向哪个方向流动？
解析 指导学生进行分析：
（1）回路CDEF是题中要求研究的闭合回路，通过该回路内的原磁场是导线AB中流过电流时产生的，根据安培定则，原磁场B的方向为“垂直指向纸里”：
（2）断开K时，原磁场B减小为零，则通过回路CDEF的磁通量φ减少：
（3）根据楞次定律知道，感应电流的磁场B'方向与原磁场B方向相同，即垂直指向纸里：
（4）由安培定则判断，CD中的感应电流的方向由D流向C。
思维拓展：可以让学生继续分析，当开关K闭合时，回路CDEF的感应电流的方向：开关K保持闭合状态，移动滑动变阻器的触头（从左向右）移动，回路CDEF中感应电流的方向。
9 课堂小结
1 楞次定律是电磁感应现象中的重要规律，要正确理解该定律，必须正确理解“阻碍”的含义：φ增B'反，φ减B'同；
2 楞次定律只给出了感应电流磁场方向，要确定感应电流还需要利用安培定则。
10 作业布置
教材练习
11 板书设计
楞次定律的内容：
感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律的理解：
（1）“阻碍”的含义：
“阻碍”的现象：
①当穿过回路的磁通量增大时施感磁场与感应电流磁场的方向相反：
②当穿过回路的磁通量减小时施感磁场与感应电流磁场的方向相同。
概括为：增反减同（劫富济贫）。
“阻碍”的含义：阻碍变化。
“阻碍”的结果：不会出现使原来的变化出现相反的情况，它只是延缓了这种变化。
（2）注意区分产生感应电流的“原磁场B”和感应电流的磁场B'。
楞次定律的运用：
解题步骤：
（1）明确原磁场的方向；
（2）明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少：
（3）根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；
（4）利用安培定则判定感应电流的方向。
楞次定律符合能的转化和守恒定律。
楞次定律实质上是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的体现。
12 课后反思
该案例的主要思路是将书本上的演示实验转化为学生的分组实验，通过老师的引导和帮助设计和完成对楞次定律的推导，从而从本质上去理解楞次定律，以及应用楞次定律判断感应电流的方向。通过这种方式，可以大大的调动学生学习的积极性，激发学习的兴趣，积极主动的投入到对科学规律的认知、理解和应用上。对例题的设置，是为了进一步突破教学中的难点问题，同时也扩大学生对知识的认知范围，提高学生的学习效率。这些既是本节课要着重解决的问题，同时也是个人对本节内容进行如此设计的初衷，当然也就成为了教学设计中亮点所在。
当然，在设计的过程中，可以再大胆一些：由面积的变化引起磁通量的变化，继而引起感应电流的产生以及判断其电流的方向这一过程，也可以通过实验设计来进行展示，给学生更加直观的感受。在今后的教学中可以在这方面进行进一步的尝试。
参考文献：
电磁感应原理范文4
1 安培定则
丹麦科学家奥斯特发现了电流周围存在磁场,磁场方向的判断就用到安培定则,安培定则又叫右手螺旋定则。
针对具体的情况,安培定则的内容与运用也有所不同。(1)判断直线电流的磁场方向。定则内容:右手握住直导线,让大拇指指向与电流方向相同,则四指环绕方向就是直导线周围磁场方向。如图1-1所示, 为导体横截面电流方向。(2)判断环形电流的磁场方向。法则内容 : 让右手弯曲的四指顺着环形电流方向,则大拇指就表示环内磁力线的方向。如图1-2所示, 为环内的磁力线方向。(3)判断通电螺线管的磁场方向,其内容为,右手握住螺线管,让弯曲的四指指向电流方向,拇指所指的方向就是通电螺线的磁场北极N.的方向。如图1-3所示。
安培定则运用主要在于区别三种状态下,大拇指和四指的特定指向――第一种情况,大拇指是指向电流方向,四指环绕方向为磁场方向;而第二种,第三种状态下,四指环绕方向为电流方向 ,大拇指指向为中心磁场方向。
2 左手定则
当通电导体处在磁场中的时候,它会受到磁场力(也叫安培力或电磁力)的作用,这个作用力方向的判断定则就是左手定则,左手定则的内容为:伸开左手,让大拇指与其余四指平面垂直,让磁力线垂直穿入掌心,四指指向电流方向,大拇指指向既为通电导体受力方向。左手定则的运用范围包含三种情况;(1)用来判断对载流直导体的作用力的方向,如图2-1,通电导体的电流方向为I,则用左手定则判断知F方向如图示。(2)判断通电线圈在磁场中受到的力偶矩M方向,图2-2示,ab边导线受到垂直纸面向里的力,cd边受到垂直纸面向外的力,所以线圈绕00轴顺时针方向转动。此原理被广泛的用在我们的直流电流表、电压表当中。(3)判断运动电荷在磁场中受到的洛仑磁力f的方向,如图2-3,已知处在磁场中的射线束在洛仑磁力作用下的偏转方向,用左手定则可判断其电流方向为I,也可知管中的射线束所带为正电。
3 右手定则
电流周围存在的磁场方向用安培定则判断,与之相逆的现象――磁生电的方向则用右手定则判定。当闭合导体的一部分在磁场中作切割磁力线的运动或穿过闭合线圈中的磁通发生变化时,回路中就会有感应电流产生,产生的感应电流的方向用右手定则判定。伸出右手让大拇指与其余四指垂直在同一平面内,令磁感应线从掌心穿入,拇指指向导线运动方向,则四指所指为感生电流的方向。
左手定则和右手定则在使用中容易混淆,但只要记住两个基本原则,就可加深理解,将两者从本质上区别开来。一是左手定则运用的场合是已知为带电导体,即先有I;而右手定则是用来判别产生的感应电流I的方向,如图3-1(a)所示,已知通电导体电流方向I,判断其受力方向用左手定则;如图3-1(b)所示,已知感应电流方向I’,判断其运动方向用右手定则。第二点左手定则是判断受力方向F或题中已标有F,用左手定则判其它相关方向;而右手定则是先有运动V或题中已知V方向用右手定则判其它量的方向。如图3-2(c)用左手定则判断电流方向,3-2(d)用右手定则判断感应电流方向。理解了这两点,做相关题目就不会因分不清用左右手而迷糊了。
4 楞次定律
楞次定律跟右手定则一样,也是用来判断感应电流的方向。它的内容是:感生电流的磁通总是企图阻碍引发感生电流的原磁通变化。
在运用楞次定律判断方向时关键要理解好“阻碍”这两个字的含义,当原磁通增加时,感应电流所产生的感应 磁通要阻碍其增加,所以方向与原磁通方向相反,当原磁通减少时,感应磁通要阻碍其减少,所以方向与原磁通方向相同。
电磁感应原理范文5
【关键词】磁感应式曲轴位置传感器;结构特点;检测方法
曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入控制单元，以便确定点火时刻和喷油时刻。曲轴位置传感器工作性能的好坏，直接影响发动机的启动性能。
一、磁感应式传感器的结构与工作原理
磁感应式传感器的结构与工作原理如图1所示。传感器主要由信号转子、传感线圈、永久磁铁和磁轭组成。磁力线的路径是：永久磁铁的N极定子与转子间的气隙转子凸齿转子凸齿与定子磁头间的气隙磁头导磁板永久磁铁S极。当信号转子旋转时，磁路中的气隙就会周期性地发生变化，磁路的磁阻和穿过传感线圈磁头的磁通量随之发生周期性地变化。根据电磁感应原理，传感线圈中就会感应产生交变电动势。
当信号转子按顺时针方向旋转时，转子凸齿与磁头间的气隙减小，磁路磁阻减小，磁通量增多，磁通变化率增大，感应电动势为正。当转子凸齿接近磁头边缘时，磁通量急剧增多，磁通变化率最大，感应电动势最高。当转子旋转到凸齿的中心线与磁头的中心线对齐时，转子凸齿与磁头间的气隙最小，磁路的磁阻最小，磁通量最大，磁通变化率为零，感应电动势为零。当转子沿着顺时针方向继续旋转，凸齿离开磁头时，凸齿与磁头间的气隙增大，磁路的磁阻增大，磁通量减少，感应电动势为负值。由此可见，信号转子每转过一个凸齿，就在传感线圈中产生一个周期的交变电动势即传感线圈输出端相应地输出一个交变电压信号。
图1 磁感应式传感器的结构与工作原理图
a）凸齿接近磁头，E0;b）凸齿正对磁头，E=0;c）凸齿离开磁头，E0
1―信号转子;2―传感线圈;3―永久磁铁;4―磁轭
二、桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器结构与工作原理
1.桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器结构特点
桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器安装在曲轴箱内靠近离合器一侧的缸体上，由信号发生器和信号转子组成，如图2所示。信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上，由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。永久磁铁上带有一个磁头，磁头正对着曲轴上的齿盘式信号转子安装，磁头与磁轭连接而构成导磁回路。信号转子为齿盘式，在其圆周上间隔均匀地分布有58个凸齿，其中有57个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号，对应于发动机1缸或4缸压缩上止点前一定角度，每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角为30（58×30+57×30=3450），大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度为150。信号转子随曲轴一同旋转，曲轴旋转一圈，信号转子也旋转一圈。
图2 桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式
曲轴位置传感器结构
1―气缸体; 2―传感器磁头; 3―信号转子
图3 磁感应式曲轴位置传感器标准波形
图4 故障波形
2.桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器工作原理
当曲轴位置传感器的信号转子随曲轴旋转时，由磁感应式传感器的工作原理可知，信号转子每转过一个凸齿，传感线圈相应地输出一个交变电压信号。当大齿缺转过磁头时，其输出信号为一宽脉冲信号，该信号对应于1缸或4缸压缩上止点前一定角度。ECU接收到宽脉冲信号时，再根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定即将到达上止点是1缸还是4缸活塞。因为信号转子上有58个凸齿，因此信号转子每转一圈，传感线圈就会产生58个交变电压信号并输入ECU。
每当曲轴位置传感器的信号转子随发动机曲轴转动一圈，传感线圈就会向ECU输入58个脉冲信号。如果在1min，ECU接收到曲轴位置传感器145000个信号，ECU便计算出曲轴转速为2500（145000/58=2500）r/min。ECU根据单位时间内接收曲轴位置传感器脉冲信号的数量，计算出发动机曲轴的转速。
ECU控制喷油时间和点火时间是以大齿缺产生的信号为基准进行控制。当ECU接收到大齿缺产生的信号后，再根据小齿缺信号来控制点火时间、喷油时间和点火线圈初级电流接通时间。
图5 故障波形
三、磁感应式曲轴位置传感器的检测方法
1.外观检查
（1）检查传感器安装状态是否符合要，用非导磁厚薄规测量转子凸齿与磁头之间的气隙，气隙应为0.2～0.4mm，气隙如不符，必须按规定进行调整;
（2）拆下传感器检查磁头部位是否吸附有铁屑;
（3）检查飞轮齿圈上是否有金属杂质。
2.万用表检测
（1）检查屏蔽线是否完好
屏蔽线与两针脚之间阻值应为无穷大，如阻值不是无穷大，则需更换传感器。
（2）线路检查
①点火开关“OFF”;
②拔下线束插头;
③用万用表电阻档分别检测传感器线束插头端子3、2、1与控制单元线束插孔56、63、67之间的电阻值，其阻值最大不超过1.5Ω，如阻值为无穷大，说明导线短路，需要修理或更换线束。
（3）传感器阻值检测
①点火开关“OFF”;
②拔下线束插头;
③用万用表电阻档检测传感器插座上端子“2”与“3”之间信号线圈的电阻值应为450～1000Ω。如阻值为无穷大，说明信号线圈断路，应更换曲轴位置传感器。
（4）传感器电压检测
①启动发动机;
②拔下线束插头;
③用跨接线将传感器线束插头“2”与“3”的两个端子与ECU对应的线束插孔跨接，用万用表的电压档测量，启动瞬间交流电压为0.8～2.7V，信号电压随发动机转速的增大而增大。
3.KT600解码器检测
（1）检测信号波形
曲轴位置传感器标准波形如图3所示，其特点是：
①波形的形状基本一致，在0V电平的上下基本对称;
②每一个峰值电压相差不多;
③波形频率随车速变化而改变，车速升高，波形频率增加即波形变密。
（2）波形分析
最常见的故障是根本不产生信号，故障原因是传感器线圈有断路故障。如果示波器显示在零电位时是一条直线，则说明传感器信号系统中有故障。首先确定示波器到传感器的连接是否正常，然后检查相关的零件（曲轴、凸轮轴）是否旋转、磁感应式曲轴位置传感器的气隙是否适当及传感器头有无故障。注意：也有可能是点火模块或发动机ECU中的传感器内部电路搭铁，此时可以用拔下传感器导线连接器后再用波形测试设备测试的方法来判断。图4所示故障波形原因是齿槽中填有异物造成的。
图5a所示故障波形的特点是一个峰值明显低于其他值，故障原因是触发轮有缺齿或变形;图5b所示故障波形的特点是波形的各个峰值都不等，而且相差很大，故障原因是触发轮松旷。
如检测出的波形异常，应更换磁感应式曲轴位置传感器。
参考文献
电磁感应原理范文6
（一）如何判断物体有无磁性
判断物体是否有磁性可以从吸铁性、指向性、磁极间的相互作用规律、磁体的磁性强弱分布特点来进行解答.
1.根据磁体的吸铁性判断.分别将钢棒靠近无磁性的铁类物质，如铁屑、大头针等，若能够吸引，则钢棒有磁性，否则没有磁性.
2.根据磁体的指向性判断.分别将钢棒用细线吊起，使它们能在水平面上自由转动，若静止时总是指示南北方向说明钢棒有磁性，否则没有磁性.
3.根据磁极间的相互作用规律判断.将钢棒的一端靠近静止的小磁针的磁极，若发生排斥现象，则钢棒有磁性；若与小磁针的两极都相互吸引，则没有磁性.
4.根据磁极的磁性最强判断.将A棒、B棒如图1放置，因为条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱.如果A、B不吸引，则表示钢棒B有磁性，A没有磁性；如果A、B吸引，则表示钢棒A有磁性，B没有磁性.
（二）如何理解通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样
理解这个问题时应注意以下两点：
1.对通电螺线管概念的理解要到位
两个原则：①同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；②右手定则.
三个因素：有三个因素与通电螺线管周围的磁场有关：螺线管的磁极、电流方向及绕线情况.在这三个因素中，任意两个都能决定第三个.
2.对通电螺线管隐含条件的理解要到位
（1）通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出回到南极.其隐含条件是：通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极.
（2）通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关.电流越大，螺线管的磁性越强.
（三）如何分析由电磁继电器组成的电路的工作过程
我们可以用“流程图法”（如图2）来解释电磁继电器的工作过程，总的来说可以分五个步骤.如图所示：
注意：控制电路的通断可以是人为接通或断开，也可以是外界条件变化使之自动接通或断开.
（四）磁场为什么会对电流产生力的作用
我们知道磁体的周围有磁场，当磁体跟另一个磁体接近时，它们之间通过磁场发生相互作用；我们还知道电流周围也存在着磁场，我们可以把通电导体看成一个磁体，当通电导体跟磁体接近时，它们之间也通过磁场发生相互作用.因此，磁场对电流的作用，其实质也是磁体和磁体间通过磁场而发生的作用.
（五）感应电流因何而生
1.由电磁感应现象可知，要得到感应电流应同时满足两个条件：（1）电路必须是闭合的；（2）部分导体在磁场中做切割磁感线运动.
2.要想真正地理解感应电流的产生，除掌握上述两个条件外，还要正确认识以下几个问题：
（1）必须是导体正在做切割磁感线运动.如果某部分导体虽然做过切割磁感线运动，但现在处于静止状态，那么该电路中就不会有感应电流，也就是说只有切割磁感线的过程中，才会产生感应电流.
（2）切割磁线时，导体不一定是运动的.“切割”指的导体与磁场的相对运动.磁体不运动，导体运动，如在电磁感应的实验中，导体切割磁感线，有感应电流产生；导体不运动，磁体运动，如对于大型发电机来说，定子是线圈，转子是磁极，这时导体也会切割磁感线，也有会感应电流产生；导体不动，磁体也不动，但是磁体的磁性强弱发生了变化，即产生了变化了磁场，这时也相当于导体切割了磁感线，也会有感应电流产生.
二、例题解析
考点1.磁场与磁感线
考点归纳：（1）磁体、磁现象在生产生活中的应用；（2）磁极间的相互作用的研究和利用；（3）磁场方向的规定，熟知条形、蹄形磁体周围磁感线的分布情况，还要了解放入磁场中的物体各磁极的受力情况.
例1 为了收集实验台上的铁粉，小明用塑料袋包好磁铁吸引铁粉，当磁铁靠近桌面上的铁粉时，出现如图3所示的情况，小明说：“我终于看到了真正的磁感线”.小红用如图4所示的通电线圈去收集铁粉.
（1）根据如图3所示，条形磁铁有
个磁极，铁粉能够一个接着一个吸引排列下去，说明铁粉被 后也具有磁性，相当于小磁体的铁粉靠在一起的磁极一定是 （选填“同名”或“异名”）磁极.
（2）小明的说法中错误的是 .
磁感线显示的是 .
（3）小红所用线圈绕在铁芯上的作用是 ，图4中画出了部分磁感线，则a点的磁场比b点的磁场 （选填“强”或“弱”）；根据图中磁感线的方向，标出螺线管的磁极和电源的正负极.
解析 任何磁铁都具有两个磁极，磁极就是磁体上磁性最强的部位，也就是吸引铁粉最多的部位.铁粉本身不具有磁性，被磁化后变为小磁体，各个小磁体的异名磁极相互吸引而连成一串.磁感线是描述磁场的假想曲线，这个曲线的要求是：该曲线每点的切线方向与该点的磁场方向一致，曲线的箭头代表磁场方向，同时磁场方向规定磁体外部从N极出发进入S极，因此电磁铁的左端为S极.而磁感线的疏密程度代表了该点的磁场强度，越密集磁场越强.因此图中b点比a点磁感线密集些，b点比a点的磁场强些.根据右手螺旋定则，大拇指向右指向N极，电流必须从左侧流入，因此电源的左端为正极.
答案 （1）两 磁化 异名
（2）磁感线是假想的曲线，看不见的磁场的方向和强弱
（3）增强磁性 弱 如图5
考点2.电流的磁场及其应用
考点归纳：（1）奥斯特实验的实验方法、步骤和结论，最早做实验者及实验的意义；（2）电流磁场的应用；（3）利用安培定则判断电磁铁的磁极、电源的正负极，并绕制通电螺线管；（4）探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系.
例2 如图6所示，试判断通电螺线管的南北极.
解析 由图6可知，在我们看到螺线管的一侧导线中电流方向向上，看不到的一侧电流方向向下.如图7所示，根据安培定则，让右手弯曲的四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是通电螺线管的北极，即螺线管的左端为N极，右端为S极.
变式 开关S闭合后，通电螺线管上方小磁针静止时的指向如图8所示，试确定电源的正负极.
解析 由磁场规律知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则得，电源的左端为负极，右端为正极.如图9所示.
点评 本题是母题的逆用，先从小磁针的指向，确定通电螺线管的N、S极，再用安培定则判断螺线管中的电流方向，进而确定电源的正负极.
考点3.电磁继电器
考点归纳：（1）电磁继电器的原理和工作过程；（2）能快速判断各种自动控制电路的原理.
例3 如图10是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的下列叙述，不正确的是（ ）.
A.该报警器红灯是报警灯，报警器工作时，必须依靠一般水的导电性，且水位必须到达A
B.该报警器的红、绿灯不会同时亮
C.当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮
D.当该报警器报警时，电磁铁的上端是N极
解析 水、金属块A和B组成了控制电路的“开关”.当水位没有到达A点时，这个“开关”处于断开状态，控制电路中没有电流，电磁铁没有磁性，此时衔铁在弹簧的拉力作用下使动触点与上面的静触点接触，工作电路中的绿灯亮以示安全；当水位到达A点时，控制电路中的“开关”闭合，电路有电流，使得电磁铁具有磁性，从而吸引衔铁使动触点与下面的静触点接触，工作电路中的红灯亮以示危险.根据电磁铁中的电流方向及其绕线方式，运用右手定则易知电磁铁的下端为N极.
答案 D
点评 此题通过一个自动控制电路来考查电磁继电器的应用.分析这类自动控制作用的电磁继电器的工作原理，通常按下面的程序进行：控制无件或开关处于什么状态——控制电路的通断——电磁铁有无磁性——是否吸引衔铁——工作电路的通断.
考点4.电动机与发电机的区别
考点归纳：（1）从制作原理来区分：电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理制成的；发电机是利用电磁感应现象制成的.
（2）从构造来区分：电动机的构造：主要由磁铁、线圈、换向器和电刷等组成；发电机的构造：主要由磁铁、线圈、铜环和电刷等组成.
（3）从能量转化形式区分：电动机工作时将电能转化为机械能；发电机工作时将机械能转化成电能.
（4）从结构示意图来区分：由以上两图可以看出电动机和发电机模型非常相似，但不难看出两者最显著的区别就是：①电动机外部有电源，通电线圈通过受力而转动（如图11）；发电机外部无电源，导体运动产生电流，电流表发生偏转（如图12）；②电动机线圈两端连接的滑环是半圆环，发电机线圈两端连接的滑环是圆环.
例4 如图13所示的4个实验装置中，能说明发电机工作原理的是（ ）.
解析 如图13所示的是教科书上4个重要的演示实验装置.A图是用来演示通电导体周围存在磁场，使小磁针受磁场作用发生偏转的现象的；B图是用来演示开关闭合时，导体ab中通过电流在磁场中受力运动的现象的；C图是用来演示通电线圈在磁场中受力转动现象的，B图和C图都能说明电动机的原理；D图是用来演示开关闭合后导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流的电磁感应现象，是用来说明发电机工作原理的实验装置.
答案 选D.
点评 本题考查对实验现象的观察理解能力，同时考查对电磁现象的综合认识和理解.物理学的发展离不开实验，因此认真做好实验、观察研究实验现象和规律，是学习物理应具备的基本技能.
考点5.发电机应用的探究
考点归纳：电磁感应现象的产生条件
例5 实际的发电机采取线圈不动（称为“定子”）而磁铁运动（称为“转子”）的方式发电，为了增强磁铁的磁性，转子一般不用永磁铁，而用电磁铁代替.小明利用如图14所示的实验装置进行了模拟探究.其中为A电磁铁，B为螺线管（其作用相当于线圈），B与灵敏电流计组成闭合回路.
探究一：闭合开关后，B保持不动，A迅速向下插入B，电流计指针向右偏；A向上拔出时，电流计指针向左偏.
（1）以上操作说明 .
（2）若保持A不动，螺线管B由下向上套住A的过程中，电流计指针应向 偏.
（3）感应电流的大小可能与什么因素有关？
①请说出你的猜想（至少说出两个不同的猜想）： ； .
②请你针对其中一个猜想设计实验来验证猜想是否正确.要求说出实验方案.
探究二：将A放在B内并保持不动.闭合开关瞬间，电流计指针偏转；闭合开关一段时间，A中电流稳定后，电流计指针不偏转；移动滑动变阻器的滑动触头，电流计指针偏转；断开开关瞬间，电流计指针偏转.
（4）探究二说明，闭合电路中的磁场 （选填“发生变化”或“不发生变化”）时，就能产生感应电流.
（5）闭合电路中感应电流的大小与磁场强弱变化的快慢有什么关系呢？将放在内保持不动，闭合开关，快速移动滑动变阻器的滑动触头时，电流计的指针偏转角度较大；慢慢移动滑动变阻器的滑动触头时，电流计的指针偏转角度较小.由此可得出结论： .
解析 B保持不动，当A向下或向上运动即切割磁感线运动方向发生改变时，电流计指针偏转方向发生改变即感应电流发生改变，说明感应电流的方向与切割磁感线的运动方向有关.保持A不动，螺线管B由下向上套住A，相当于B保持不动，A向下插入B，根据题设条件可知，此时电流计指针应向右偏.设计验证猜想的实验方案要体现控制变量法.
根据探究二中实验现象可知，当闭合电路中的磁场发生变化时，就能产生感应电流.滑动变阻器滑动触头移动得快，说明闭合电路中的磁场强弱变化得快；滑动变阻器滑动触头移动得慢，说明闭合电路中的磁场强弱变化得慢.所以根据实验现象可知：闭合电路中感应电流的大小与磁场强弱变化的快慢有关，同样的条件，磁场强弱变化得快，产生的感应电流大.
