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【物理课件】电磁感应课件

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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》课件

《电磁感应》课件

法拉第电磁感应定律
1 定义表述
法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势，公式为：ε = -dφ/dt。
2 实验验证
众多实验证明了法拉第电磁感应定律的正确性，奠定了电磁感应理论的基础。
3 应用举例
该定律的应用广泛，例如电磁感应式发电机、电磁感应式传感器等。
感应电动势
1 定义及表述
感应电动势是指由电磁感 应产生的电势差，其大小 与磁场变化速率成正比。
2 感应电动势的大小和
方向
感应电动势的大小由磁场 变化率决定，方向由法拉 第电磁感应定律确定。
3 应用举例
感应电动势的应用包括变 压器、感应加热器等。
互感和自感
1 互感的定义和公式
互感是指两个或多个线圈之间的电磁耦合现象，互感系数由线圈的结构和位置决定。
2 自感的定义和公式
自感是指线圈本身产生的电磁感应现象，与线圈中的电流和线圈自身的结构有关。
3 应用举例
互感的应用包括变压器、电感传感器等；自感的应用包括自感式传感器、LC振荡电路等。
变压器
1 变压器的定义和结构
变压器是一种利用电磁感 应原理改变交流电压和电 流的装置，由铁心和线圈 组成。
2 变压器的原理
变压器通过磁场感应，将 输入线圈的电能转移到输 出线圈上，实现电压的升 降。
3 变压器的应用
变压器广泛应用于电力系 统、电子设备以及各个行 业的电力供应。
电磁感应的应用
发电机
发电机利用电磁感应原理将 机械能转化为电能，广泛应 用于发电厂和便携式发电设 备。
电动机
电动机是利用电磁感应原理 将电能转化为机械能的装置， 广泛应用于各种设备和交通 工具。
电磁铁
电磁铁是利用电磁感应产生 的磁场，产生强大吸力的装 置，广泛应用于工业和实验 室等领域。

《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。

电磁感应优秀课件

电磁感应优秀课件

自感系数
电磁感应
对于一个任意的回路
L
d dt
d dI
dI dt
L
L
dI dt
L dΨ Ψ dI I
自感（系数）的物理意义：
① L dΨ Ψ dI I
在数值上等于回路中通过单位电流时， 通过自身回路所包围面积的磁通链数。
电磁感应
②
L
d
dt
d( LI ) L dI I dL
解： r R E涡 • dl L
B
•
dS
t
S
分布。 E
L E涡dl
S
B dS t
dB
R L E
d
t
E r
0
B E
E涡
2r
dB dt
r 2
E涡
r 2
dB dt
方向：逆时针
电磁感应
r R
L E涡 •
dl
S'
B t
•
dS
在圆柱体外，由于
l H • dl NI
H 2r NI
H NI 2r
I
R2 R1
B NI
2r
d
B
•
dS
NI
hdr
2r
h
r dr
电磁感应
d
B
•
dS
NI
hdr
2r
d
NIh 2
R2
R1
dr r
NIh ln( R2 )
2
R1
N N 2Ih ln( R2 )
2
R1
L
N 2h
ln(
R2
)
I 2
R1
电磁感应

《高中物理电磁感应课件PPT》

《高中物理电磁感应课件PPT》

相互作用，掌握了解电
生电磁感应，以及在何
发电流和电动势的。
磁感应的基础概念。
种情况下会发生电磁感
应。
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律
定义和公式
第一定律
变化的磁场会引发感应电动势。
第二定律
电动势与磁场变化率成正比，与线圈的匝数成
正比。
第三定律
感应电动势的方向总是阻碍引起它的磁场变对磁通量的
影响。
磁通量和磁感应强度的关系
法拉第盖络定律
深入了解磁通量和磁感应强度之间的数学关
介绍法拉第盖络定律和磁通量对电动势的贡
系，并探讨它们在电磁感应中的应用。
献，并解释它们之间的关系。
数量积和磁通量的关系
什么是数量积？
磁通量和数量积的关系
了解向量数量积的概念和定义，以及在电磁感
高中物理电磁感应课件
PPT
探索电磁感应的奥秘，从基本概念和定义开始，逐步深入了解法拉第电磁感
应定律、洛伦兹力和电动势等核心概念。
电磁感应的基本概念和定义
1
什么是电磁感应？

2
磁场和电场的关系

3
变化的磁场和电磁
感应 ⚡️
了解电磁感应的定义和
探索磁场和电场之间的
研究变化的磁场如何产
基本原理，它是如何引
了解感应电流的概念，并学习感应电流如何产生。
2
感应电流的方向
探索如何确定感应电流的方向，以及它在电磁感应中的重要作用。
3
电感和感应电流
研究电感和感应电流之间的关系，以及它们在电磁感应中的应用。
绕线电动势
什么是绕线电动势？
感应发电原理
变压器的工作原理
了解绕线电动势的概念和定义，

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)

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

电磁感应 ppt课件


英国物理学家法拉第从1822年起， 经过十年的努力，终于在1831年发 现了磁也能生电。 利用磁场产生电流的现象叫做电磁 感应
电磁感应产生的电流叫做感应电流
二、电磁感应现象
【方向】
结论： 磁场 方向和 感应电流的方向与________ 导体切割磁感线运动 方向有关。 _____________________ 改变感应电流方向的方法：
课题 方案
探究感应电流的产生条件与特点
思考
1.闭合导线在磁场中怎样运动才能产生电流呢？ 2.感应电流方向与运动、磁场方向有什么关系呢？ 3.感应电流的大小会与哪些因素有关呢？ 4.电磁感应中是否存在能量的转换？
二、电磁感应现象
【活动】观看视频，思考这个实验说明了什么？
探究感应电流产生的条件
器材： 蹄形磁铁 导体 灵敏电流计 开关 导线
——————、————————。
二、电磁感应现象
【大小】 探究影响感应电流大小的因素？ （磁场强弱） （切割快慢） 1.因素： 2.结论： 1.当切割快慢相同时，磁场强，电流大。 【应用方向】 实现了机械能向电能的转化。
2.当磁场强弱相同时，切割快，电流大。
神奇的电磁感应现象实 现了人类多年磁生电的 梦想。这一现象在电能 的开发和利用方面对你 有何启示呢？ 【思考】 科学家利用这一现象发明了什么重要工具？
三、发电机
2
【方案】
设 计 流 程
三、发电机
2
【方案】
设 计 流 程
三、发电机
2
【方案】
设 计 流 程
三、发电机
【结构】
磁体、电刷、线圈、转轴、铜环、转动装置等。 （定子） （转子）
三、发电机
【特点】

电磁学PPT课件：电磁感应-1


S
N
v
B
v
共同因素：穿过导体回路的磁通量发生变化。
2
法拉第于1831年总结出规律：
导
体
回
路
L
感应电动势 dΦ
dt
正方向约定： 正向与回路
L的正绕向成右手螺旋关系。 在此约定下， 式中的负号反 映了楞次定律 （Lenz law）。
3
说明:
1、任一回路中： B dS B cos dS
d
动的话，导线
r1
r2
r3
r r 框中的感应电 注意： 此时，不仅电流随
动势又为多少？
时也间随变时化间，变化1 、。3
18
0 I1L 2
ln
(r1 r1
r2 )(d r1) (d r1 r2 )
0L 2
ln
(r1 r1
r2 )(d r1) (d r1 r2 )
dI1 dt
dl ab
若B const . ，V const . ，则 (b)
a
b
B
动ab （V B） d l （V B） ab
(a)
若 V、B 、ab 彼此垂直，
动ab
V
则
动ab BV ab
a
动ab方向：a b 。
29
[例3]：如图示，
OA
L，B
OA
，B
const
与假定方向相反 同向
6
3、 电磁感应定律的一般形式
N
匝线圈串联：
（
i
dΦi dt
）
dd（t i Φi）
令 Φi — 磁链（magnetic flux linkage）
i
于是有

电磁感应课件ppt

右手定则在直流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系。
右手定则在交流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系，但需注意交流电的矢量性。
楞次定律与右手定则的实例
楞次定律的实例
当一个条形磁铁插入线圈时，线 圈中会产生抵抗磁通变化的感应 电流，从而阻碍磁铁的插入。
右手定则的实例
当直流电通过一个线圈时，用右 手握住线圈，拇指指向电流方向 ，四指指向即为磁场方向。
法拉第电磁感应定律
说明电磁感应现象，磁场可由 电场感应产生，而电场也可由
磁场感应产生。
麦克斯韦方程组的实例
静电场的电势分布
通过电势分布来描述静电场的性质和规律 。
恒定电流的磁场
描述恒定电流产生的磁场分布和性质，如 磁感线的形状和方向。
电磁感应现象
如发电机的工作原理，磁场感应电场，电 场感应磁场等。
• 安培环路定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{E} = -\frac{\partial \overset{\longrightarrow}{B}}{\partial t}$ • 法拉第电磁感应定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{B} = \mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J} + \frac{\partial
VS
详细描述
将一根导线置于磁场中，并通以交变电流 ，根据右手定则，用右手握住导线，让大 拇指指向电流方向，四指的弯曲方向就是 磁场方向。在实验中，可以通过观察电流 表指针的偏转方向来验证右手定则。
谢谢您的聆听
THANKS
楞次定律的表述
感应电流的方向总是要使感应电动势反抗 引起感应电流的原磁场的磁通变化。
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专题分类突破
章末整合
二、感应电动势的计算
2．导体杆切割磁感线产生的电动势 E＝Blv (1)公式 E＝Blv 是 E＝nΔΔΦt 的特殊情况，适用于导体杆切割磁感 线运动时产生的电动势． (2)公式 E＝Blv 一般求的是瞬时值，此时 v 为瞬时速度．但当 v 为平均速度时，也可求平均电动势．
(3)对于导体杆围绕一个点转动切割磁感线时 E＝12Bl2ω.
高中物理·选修3-2·鲁科版
第一章 电磁感应
章末整合
网络构建
章末整合
专题分类突破
一、产生感应电流的条件判断
1．产生感应电流的条件
穿过闭合电路的磁通量发生变化．
不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生 变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之， 只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的， 穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．
竖直位置时Φ2＝BScos 143°＝－8.0×10－2 Wb
Q＝IΔt＝ERΔt＝︳Φ2－R Φ1︳＝1.4 C.
再见
章末整合
E＝ΔΔΦt ＝ΔΔBt L1L2 ①
F 安＝BL1I＝(B0＋ΔΔBt t)L1I
I＝ER ②
③ 代入数据得：F 安＝0.4 N
专题分类突破
章末整合
例3 如图所示，导线全部为裸导线， 半径为r，两端开有小口的圆内有垂直 纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大 小为B，一根长度大于2r的导线MN以 速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑 到右端、电路中固定电阻阻值为R，其 余部分电阻均忽略不计．试求MN从圆 环左端滑到右端的过程中：
(1)电阻R上的最大电流； (2)电阻R上的平均电流； (3)通过电阻R的电荷量．
M
(1)当 MN 经过圆心时
Imax＝ER＝2BRrv.
(2)E＝ΔΔΦt ＝Bπ2rr2v I＝ER＝π2BRrv.
(3) q＝It＝ΔRΦ＝BRπr2.
N
专题分类突破
例4 金属杆MN和PQ间距为l， MP间接有电阻R，磁场如图所示， 磁感应强度为B.金属棒AB长为2l， 由图示位置以A为轴，以角速度ω 匀速转过90°(顺时针)．求该过程 中(其他电阻不计)．
专题分类突破
针对训练2 如图所示，以边长为50 cm的正方形 导线框，放置在B＝0.40 T的匀强磁场中．已知 磁场方向与水平方向成37°角，线框电阻为0.10 Ω，求线框绕其一边从水平方向转至竖直方向的 过程中通过导线横截面积的电荷量．
章末整合
水平位置时Φ1＝BScos 53°＝6.0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10－2 Wb
专题分类突破
例2 如图所示，导轨是水平的，间 距L1＝0.5 m，ab杆与导轨左端的距 离L2＝0.8 m，由导轨与ab杆所构成 的回路的总电阻R＝0.2 Ω，方向竖直 向下的匀强磁场的磁感应强度B0＝1 T．现使磁场以ΔB/Δt＝0.2 T/s的变化 率均匀地增大，求当t＝5 s时，杆受 到的安培力是多大？(整个过程中ab 杆没有运动)
③磁感应强度B和回路面积S同时发生变化，此时可由ΔΦ＝ Φ1－Φ0计算并判断磁通量是否发生变化．
④线圈面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间夹角发 生变化，例如线圈在磁场中转动时．
专题分类突破
例1 某同学在实验室重做 法拉第发现电磁感应现象的 实验，他将电流表、线圈A和 B、蓄电池、开关用导线连接 成如图1所示的实验装置．当 他接通、断开开关时，电流 表的指针都没有偏转，其原 因是( )
章末整合
专题分类突破
章末整合
(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化．
穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：
①磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化，例如闭合电路的 一部分导体切割磁感线时．
②线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化，例如线圈与磁体 之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生，而螺线管 中的电流变化时．
e
g
h
f
专题分类突破
二、感应电动势的计算
章末整合
1．法拉第电磁感应定律 E＝nΔΔΦt (1)E＝nΔΔΦt 是计算感应电动势普遍适用的公式，但对于回路中 的磁感应强度 B 发生变化时求解较方便；
(2)E＝nΔΔΦt 一般计算的是平均感应电动势．但当 Δt→0 时，比 如利用 Φ－t 图象求 E 时ΔΔΦt 也可求瞬时值．
(1)R上的最大电功率； (2)通过R的电荷量．
A
章末整合
(1)当 B 端恰转至 N 时
Em＝B·2l·0＋22lω＝2Bωl2
Pm＝ER2m＝4B2Rω2l4
(2)AB 由初位置转至 B 端恰在 N 点的过程中
ΔΦ＝B·12·l·2l·sin 60°＝ 23Bl2
q＝I·Δt＝ΔRΦ＝
3Bl2 2R .
A．开关的位置接错 B．电流表的正负极接错 C．线圈B的接头3、4接反 D．蓄电池的正负极接反
章末整合
A线圈中的电流不变
磁场不变
不会产生感应电流
专题分类突破
章末整合
针对训练1 闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图2所示， 当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是( )
A．铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化 B．金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化 C．金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了 D．铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少了