高中電磁感應定律及其在日常生活中的應用探討

法拉第電磁感應定律是電磁領域中的重要定律，貫穿于整個高中物理學科的學習中，也是歷年來高考必考的知識點。扎實掌握電磁感應定律的內涵及其原理，理解電磁感應定律的公式表達，了解它在日常生產生活中的具體應用，能夠使我們高中生深刻感受到物理課程中學習電磁感應定律的重要價值，有利于豐富自身的物理知識體系，并逐漸完成從理論知識學習到實踐的過渡，真正做到“學以致用”，為今后的物理學習與深入探究奠定有利基礎。

高中物理 電磁感應定律 原理 生活應用

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-8877（2018）35-0090-01

電磁感應現象出現在十九世紀二十年代，由英國物理學家法拉第經過多次電磁感應實驗后發現的，并得出結論：當閉合回路的磁通量發生改變時，那么就會有電流在閉合回路內產生，這樣正好可以抵消回路中磁通量的變化，而回路中所產生的電流就是感應電流。這就是我們在高中物理學習中所熟悉的法拉第電磁感應定律。電磁感應定律的出現開創了人類利用電氣的新時代。因此，作為高中生的我們深入探究電磁感應定律，有利于扎實物理基礎知識，提高實際運用能力，對于提升物理成績和學習效率具有非常重要的現實意義。

1.電磁感應定律

電磁感應定律：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。

電磁感應現象是一種利用磁場來產生電流的物理現象。回路中的磁通量發生變化是產生電磁感應現象的根本原因。因為，當回路中的磁通量發生變化時，必然會產生感應電動勢，如果回路為閉合的，就會有感應電流產生。在此過程中，感應電動勢的大小只與線圈匝數n和磁通量的變化有關，而磁通量的變化主要有兩種途徑，其一是磁場強度不變，垂直于磁場回路面

積發生改變，此時， ；其二是垂直于磁場回路的面積

發生不變，而磁場的強度不發生任何變化。此時， 。

2.電磁感應定律在日常生活中的應用

（1）電磁感應定律在發電機中的應用。發電機是一種將風能、水能、熱能、核能等多種形式能源轉化為電能的裝置，如圖1所示，其工作原理是依靠電磁感應定律，構造能夠互相進行電磁感應的磁場與交變電流，實現不同能量之間的轉換。發電機在工作時首先給轉子通入電流，讓轉子產生磁場，這樣帶動定子做切割磁感線運動，進而在感應線圈內形成方向、大小周期性變化的電流。

圖1 發電機工作原理 圖2 變壓器工作原理

（2）電磁感應定律在變壓器中的應用。目前，在我們的日常生活中所使用的多為220v的交流電壓，但由于各個區域和生產生活設備對電壓需求存在較大的差異，因此，為了更好的滿足用戶需求，需要運用變壓器對電壓進行調整，這就需要運用到電磁感應定律。變壓器的工作原理如圖2所示。

交流電源和電流通過變壓器的初級線圈L1后，在鐵芯中產生交流磁通，同時，在鐵芯的引導下經過次級線圈L2，產生感

應電動勢： 。

假設變壓器在工作過程中不存在任何耗損，則有：

，

變壓器的兩端參量關系可以表示為： 。

從計算結果可知，初級L1線圈與次級線圈L2的感應電動勢比值與線圈的匝數成正比，利用電磁感應的變壓原理可以實現交流電壓的調高和調低。

（3）電磁感應定律在手機無線充電技術中的應用。在智能化與網絡化發展飛速發展的時代，智能手機的發展可謂是日新月異。但隨著人們在日常生活中對手機的依賴程度逐漸增加，手機的耗電與充電問題就成為人們在購買手機時首要關心的問題。

（4）電磁感應定律在電磁爐中的應用。電磁爐是我們日常生活中比較常用的一種家用電器。電磁爐在工作過程中也運用了電磁感應定律。電磁的內部安裝了大量導線圈，交流電接通后，會通過整流電路轉化為直流電，接著再轉化為高頻交流電，這樣交流電通過線圈產生快速變化的磁場，當烹飪器具放置在電磁爐上，交變磁場穿過烹飪器具，進而在器具內產生電磁感應電流，但由于器具的內阻比較高，以至于大部分感應電流產生熱效應，從而完成物的烹煮過程，這就是電磁爐的動作原理。根據電磁感應定律，感應電流的大小與感應電動勢成正比，這樣，通過控制電磁爐內部的電流，實現對磁場強度的控制，這樣就使得感應電流隨之變大變小，最終實現對電磁爐溫度的控制。

高中物理中的法拉第電磁感應定律揭示了電與磁之間的相互轉換關系，為人類開拓電氣化時代奠定了理論基礎，并滲透到人們生活的方方面面。因此，我們高中生應該深入探究法拉第電磁感應定律的原理及其計算方法，并學會在日常生活中靈活應用該定律來解決實際問題，這樣才能真正地學以致用，提高自身的物理水平。

參考文獻

[1]付仕達電磁感應現象在生活中的應用[J].數字通信世界，2018（01）：142.