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探究电磁感应产生的条件ppt课件

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大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版

大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版

的磁场在其周围空间激发一种电场提供的。这
种电场叫感生电场（涡旋电场）
感生电场 E i
感生电场力 qEi
感生电场为非静 电性场强，故：
e E i dld dm t
Maxwell：磁场变化时，不仅在导体回路中 ，而且在其周围空间任一点激发电场，感生 电场沿任何闭合回路的线积分都满足下述关 系：
E id l d d m t d ds B td S d B t d S
线
形
状
电力线为闭合曲线
E感
dB 0 dt
电 场 的
为保守场作功与路径无关
Edl 0
为e非i 保守E 场感作d功l与路径dd有mt关
性
静电场为有源场
质
EdS
e0
q
感生电场为无源场
E感dS0
➢感生电动势的计算
方法一，由 eLE感dl
需先算E感
方法二， 由 e d
di
(有时需设计一个闭合回路)
2.感生电场的计算
Ei
dl
dm dt
L
当 E具i 有某种对称
性才有可能计算出来
例：空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感
强度方向平行柱轴，如长直螺线管内部的场。
磁场随时间变化，且设dB/dt=C >0，求圆柱
内外的感生电场。
则感生电场具有柱对称分布
Bt
此 E i 特点：同心圆环上各点大小相同，方向
磁通量 的变化
感应电流的 磁场方向
感应电流 的方向
电动势 的方向
➢ 楞次定律的另一种表述：
“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因”
“原因”即磁通变化的原因，“效果”即感应电流的 场

电磁感应定律PPT课件

电磁感应定律PPT课件
21 B1 I1
12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
（Maxwell equations）
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数，仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位：H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
（D）电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a

高二物理课件《探究电磁感应的产生条件》课件

高二物理课件《探究电磁感应的产生条件》课件

课堂练习
书 P9 No.2
课题研究：“摇绳能发电吗?
2、线圈中插入、抽出磁铁
通过前面两个实验，我们可以 得到什么结论？ 只有磁铁相对线圈运动时，才 有电流产生。磁铁相对线圈静 止时，没有电流产生。 想一想：这个结论是不是普遍 适用的呢？
探究实验-------书 P 7实验
操作
开关闭合瞬间 开关断开瞬间
现象
有电流产生
有电流产生
无电流产生 有电流产生
归纳总结
结论：
只要穿过闭合电路的磁通量变 化，闭合电路中就有感应电流 产生。
例题1
如图所示，在磁感应强度为 B的匀强磁场中有一 面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置， 则此时通过线圈的磁通量为多大？现使线圈以ab 边为轴转180°，求此过程磁通量的变化量？ 如果线圈转过的角度是1200， 磁通量变化了多少？
学科网
法拉第的创新：
组卷网
圆盘发电机揭开了机械能转化为电能 的序幕。
从此人类进入了电气化时代：壮美的都市夜景
二、探究电磁感应的产生条件
【实验现象 】 ？ 感应电流、电磁感应现象 【实验条件 】 ？
1、初中研究的结论：闭合电路 的部分导体 切割磁感线 时有感 应电流产生。
二、探究电磁感应的产生条件
开关闭合时， 滑动变阻器不动 开关闭合时， 迅速移动变阻器的滑片
实验结论： 只有当线圈A中电流发生变化时，线圈B中过以上几个产生感应电流 的实验，我们能否寻找它们之 间的共同之处，并从本质上概 括出产生感应电流的条件？
分析论证
△Φ=B · △S
分析论证
分析论证
4.1 划时代的发现
zxxk
4.2探究电磁感应的产生条件
一、划时代的发现

《电磁感应现象》课件

《电磁感应现象》课件

4. 分析结果
根据记录的数据，分析电磁感应 现象中产生的电动势大小和方向 与磁场变化的关系，验证法拉第 电磁感应定律。
5. 清理实验现场
实验结束后，关闭电源，拆解电 路，整理实验器材。
05
电磁感应现象的意义与影响
对现代电力工业的影响
发电
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能，为现代电力工业
提供源源不断的能源。
智能电网
智能电网的建设需要大量应用电磁感应技术，实 现高效、安全、可靠的电力传输和分配。
3
交通领域
未来交通工具如电动汽车、高速磁悬浮列车等将 大量应用电磁感应技术，提高运行效率和安全性 。
学生自我评估与反馈
学生应自我评估对本课程内容的掌握程度，是否理解了电磁感应现象的基本概念和法拉第电磁感应定律的原理 。
用于测量感应电流的大小 和方向。
导线
连接电源、线圈、电流计 和磁铁。
实验步骤与观察
2. 启动实验
打开电源，逐渐增加磁场强度或 改变磁场方向，观察灵敏电流计 的读数变化。
1. 连接电路
将电源、线圈、电流计和磁铁按 照电路图正确连接，确保线路接 触良好。
3. 记录数据
在实验过程中，记录不同磁场强 度和方向下，感应电流的大小和 方向变化。
输电
高压输电线路利用电磁感应原理 将电能高效地传输到各个角落，
满足人们的电力需求。
配电
配电系统利用电磁感应原理实现 电能的分配和管理，保障电力供
应的稳定性和可靠性。
对现代电子工业的影响
电子设备
各种电子设备如电视、电脑、手机等 都离不开电磁感应的应用，如变压器 、电感器等。
通信技术
无线通信和光纤通信技术利用电磁感 应原理实现信息的传输和处理，极大 地促进了现代电子工业的发展。

大学物理电磁学第十章电磁感应PPT课件

大学物理电磁学第十章电磁感应PPT课件
d Idq n2Rd 2 R R dR
dI在圆心处产生的磁场
16
dB20R dI120 dR
由于整个带电园盘旋转，在圆心产生的B为
BR2d R1
B 1 20( R2R 1)
穿过导体小环的磁通
R2
Bd 1 2 S 0( R 2R 1)r2
r R1
R
导体小环中的感生电动势
d d t1 20 (R 2R 1)r2d d t
本质 ：能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现
影响感生电流的因素 dm i
6
相对运动
dt R
B
切割磁力线
磁通量m变化
m变化的数量和方向 m变化的快慢
I感
I
•
v
感生电流
3. 电动势
Q
-Q
7
(1)电源
++ ++
仅靠静电力不能维持稳恒电流。
+ +
+ +
维持稳恒电流需要非静电力。
++ ++
F非
____________
r nˆ
B
o
d0
x
13
这是一个磁场非均匀且
随时间变化的题目。
h
r nˆ
1、求通过矩形线圈磁通 o
B
dBd cso s2 0rIbdx rx
d0
x
d d 0 0 a 2 a 2Bc do s sd d 0 0 a 2 a 22 0Ibx2 x h d 2 x
0Ibln 4
例1 有一水平的无限长直导线，线中通有交变电流 12
II0cost,导线距地面高为 h，D点在通电导线的

大学物理电磁感应(PPT课件)

大学物理电磁感应(PPT课件)
路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势正比于 磁通量对时间变化率的负值。
i
k
dΦ dt
在国际单位制中：k = 1
法拉第电磁感应定律
式中负号表示感应电动势方向与磁通量变化的关系。
注： 若回路是 N 匝密绕线圈
-N d - d(N) - d
dt
dt
dt
NΦ
磁通链数
二、电磁感应规律 2. 楞次定律 闭合回路中感应电流的磁场总是要反抗引起
L A O B
εi
d
dt
1 BL2 dθ 1 BL2ω
2
dt 2
<
0
动生电动势方向：A O O端电势高
例17.5 在空间均匀的磁场B Bz中，长为L的导
线ab绕z轴以 匀速旋转，导线ab与z轴夹角为
求：导线ab中的电动势。
解：建坐标，在坐标l 处取dl
B
该段导线运动速度垂直纸面向内
dΦ
1 R (Φ1
Φ2 )
q只与磁通量的改变量有关，与磁通量改变快慢无关。
例17.1 设有长方形回路放置在稳恒磁场中，ab边可以 左右滑动，如图磁场方向与回路平面垂直，设导体以
速度 v 向右运动，求回路上感应电动势的大小及方向。
解：取顺时针为回路绕向， ×c × × × b × ×
ε 设ab = l，da = x，则通过回路 × ×L × × ×v ×
b
结 1、动生电动势只存在于运动的导体上，不运动的 论 导体没有动生电动势。
2、电动势的产生并不要求导体必须构成回路， 构成回路仅是形成电流的必要条件。
3、要产生动生电动势，导体必须切割磁感线。
导线AB在单位时间内 扫过的面积为：
ABBA vl

人教版高中物理选修3-2 探究电磁感应产生的条件 PPT课件

人教版高中物理选修3-2 探究电磁感应产生的条件 PPT课件
人教版高中物理选修3-2第四章
§2 探究电磁感应的产生条件
知识回顾
1831年法拉第发现了由磁 场产生电流的现象，我们称 为电磁感应现象。 由电磁感应现象产生的电 流，叫做感应电流。
物理学史 法拉第是英国物理学家。 1820年奥斯特发现电流的 磁效应之后，法拉第于 1821年提出“由磁产生电” 的大胆设想，并开始了十 年艰苦的探索。 在这十年 中，他失败了，再探索， 再失败，再探索 ．．．终 于于1831年8月发现了电 磁感应现象，开辟了人类 电气化时代。
巩固练习
2在一长直导线中通以恒定电流时，套在长直导 线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通 过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生 C） A．保持电流不变，使导线环上下移动 B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大 或减小 C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针 （或逆时针）转动 D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内 左右水平移动
实验探究
3.模仿法拉第的实验
结论：线圈A中的电流发生改变时， 线圈B中产生感应电流
分析论证 A 中 电 流 增 强 A 中 电 流 减 弱
磁场变弱
结论：闭合线圈里的磁场发生改变时， 会产生感应电流
分析论证
B
穿过闭合回路的磁场强弱没有变化，但回 路包围的面积发生了变化。 结论:电磁感应的产生既与回路磁场强弱的 变化有关，也与回路包围的面积变化有关。
课堂小结 一、电磁感应的产生条件： 1、利用磁场产生电流的现象叫电磁感应， 产生的电流叫感应电流。 2、实验探究 3、结论：无论用什么方法，只要使闭合电 路的磁通量发生变化，闭合电流中就会 有感应电流产生 二、物理探究的一般程序： 猜想→实验验证→分析论证→得出结论 →推广应用

图解--法拉第电磁感应定律ppt课件

图解--法拉第电磁感应定律ppt课件

17
例与练4
如图，半径为r的金属环绕通过某直
径的轴00'以角速度ω作匀速转动,匀强
磁场的磁感应强度为B，从金属环面
与磁场方向重合时开始计时,则在 金
属环转过900角的过程中，环中产生的
电动势的
0
平均值是多大?
E2Br2
B
0'
例与练5
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一
矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心 轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方
0ω
d B c 0'
20
例与练6
单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂
直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变
化的规律如图所示，则：( ABD )
A、线圈中0时刻感应电动势最大
B、线圈中D时刻感应电动势为零
C、线圈中D时刻感应电动势最大
D、线圈中0到D时间内
Φ/10-2Wb
平均感应电动势为0.4V 2
25V
例与练2 一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它 的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。 求线圈中的感应电动势。
16V
完整版ppt课件
16
例与练3
一个匝数为100、面积为10cm2的线 圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的 磁场从1T增加到9T。求线圈中的感 应电动势。
1.6V
完整版ppt课件
从条件上看
相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了E(I) 产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快，感应电动势越大。
越大?
磁磁通通量量的的变变化化快率慢
Φ
t
二、法拉第电磁感应定律

《电磁感应现象及应用》PPT优质课件

《电磁感应现象及应用》PPT优质课件
电磁感应现象及应用
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解． 公式：
2．磁感应强度的大小及方向的判定． 3．对磁通量的理解与计算. 公式：Φ＝BS
电磁感应的探索历程
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应． 2．“磁生电”的发现
到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A．n(B2－B1)S
B．n(B2＋B1)S
C．(B2－B1)S
D．(B2＋B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2＝B2S，初状态的磁通量 Φ1＝－B1S，则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ＝(B2＋B1)S，故 D 正确，A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动： A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad 边向里)，D.从纸面向纸外 做平动，E.向上平动(E 线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？
A
B
C
D
E
思路点拨：根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过 程中，线圈中的磁通量( )
A．是增加的 C．先增加，后减少
B．是减少的 D．先减少，后增加
思路点拨：解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况， 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。D 选 项正确。]
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N极停在线圈中 不偏转
S极停在线圈中 不偏转
N极从线圈中抽 出
偏转
S极从线圈中抽 出
偏转
8
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2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
2、模仿法拉第实验
由开关或变阻器控制一个线圈的电流， 能够在另一个线圈中产生感应电流吗？
归纳以上四项实验观察结果，你能得出什么结论？
开关闭合瞬间
产生的电流： 感应电流
5
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2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
当闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中会产生感应 电流
所谓切割即是指导 体运动方向与磁感 线方向不平行
6
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2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
还有哪些情况可以产生感应电流？
练习与巩固：
1、 如图所示匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种 情况下，线圈中 是否产生感应电流？
（1）保持线框平面始终与磁感线垂直，现况在磁场中上下运动（图甲） （2）保持线框平面始终与磁感线垂直，现况在磁场中左右运动（图乙） （3）线框绕轴线AB转动（图丙）。
13
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2020/5/15
B
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实验二：
线圈A中电流迅速变化，产生的磁 场强弱也在迅速变化，由于两个线 圈套在一起，所以通过线圈B的磁 场强弱也在迅速变化
目录 下一页
2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
S
当AB棒在导轨上向右运动时，虽然磁场强弱没有变化，但 是导体棒切割磁感线运动使闭合回路包围的面积在变化
11
摆动
在闭合回路所处的磁场中，磁感应强度发生变 开关断化开时瞬间，那么这个回路中就能产生感应电摆流动
开关闭合时，滑动变阻器不动
静止
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片
摆动
9
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2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
分析论证：
A B
10
实验一：
磁铁插入线圈时磁场有弱变强；磁 铁从线圈中抽出时，磁场有强变弱
试图使用恒定电流产生的磁场来产生感应电流，结 果：实验失败 发现电磁感应现象
4
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2020/5/15
第一节 划时代的发现
磁生电是一种在变化、运动过程中才能出现的效应
法拉第把引起电流的原因概括为5大类：
变化的磁场 变化的电流 运动的恒定电流 运动的磁铁 在磁场中运动的导体
现象：
电磁感应现象
第四章 电磁感应
1 划时代的发现 2 探究电磁感应的条件 3 楞次定律 4 法拉第电磁感应定律 5 电磁感应规律的应用 6 互感和自感 7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动
1
.
2020/5/15Fra bibliotek 电厂中发电机如何发电？电网中高压低压跟什么因素有 关，如何控制？
2
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2020/5/15
第一节 划时代的发现
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2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
归纳结论：
磁通量 Φ = BSsinα
只要穿过闭合电路的磁通量发生 变化，闭合电路中就有感应电流 产生
做一做： 摇绳能发电吗，如果能，沿哪个方向站立时，发电
的可能性比较大？
12
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2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
变化的磁场
7
变化的电流
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2020/5/15
第二节 探究电磁感应的产生条件
实验：
1、向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出
我们可以得到什么结论？
磁铁的动作
表针的摆动情 磁铁的动作
当磁铁与线圈间发况生相对运动时，闭合导体
N回极路插中入产线生圈了感应电偏流 转
S极插入线圈
表针的摆动情 况
偏转
磁现象之间存在某种联系。
3
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2020/5/15
第一节 划时代的发现
电流的磁效应引发的对称性思考：
电流能够引起磁针的转动，为什么不能用磁铁使导线中 产生电流呢
1822年
1822年12月 1825年11月 1828年 4月 1831年 8月
法拉第在一篇日记中留下了“由磁产生电”这样的思想
19世纪20年代前 电和磁的研究始终独立发展着
18世纪中叶
人们发现磁化现象，但物理学家们仍认为电和磁互
不相关
18世纪末
康德提出“各种自然现象之间相互联系相互转化”的 思想， 奥斯特相信电和磁之间存在某种关系
1803年 1820年
奥斯特提出要把宇宙纳在一个体系中，实验失败 奥斯特发现“电流磁的效应”
电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象和