电感中的感应电动势共88页

02 波形调节
利用电感的滤波特性，调整脉冲信号的幅度 和频率。
03 能量储存
电感储存脉冲信号的能量，稳定信号传输和 接收。
● 06
第六章 电感与能量转换
电感储能
电感是一种能够将电能转换为磁场能量的元件， 通过磁场的储存和释放，实现能量的转换和传输。 在电路中，电感起到了储存和释放能量的重要作 用，为电路的稳定运行提供支持。
电感的单位
亨利
符号为H
磁通量
代表磁场穿过的 表面积
匝数
表示线圈匝数
电感的计算公式
01 L NΦ/I
L为电感
02 N为匝数
表示线圈匝数
03 Φ为磁通量
代表磁场穿过的表面积
电感的分类
自感
导体内部的自感现象
互感
导体之间的感应现象
总结
电感作为电磁学的重要概念，包括定义、单位、 计算公式和分类。了解电感的基本知识对深入理 解电路和电磁现象具有重要意义。
电感滤波
电感耦合
电感能够对信号进行滤波， 去除高频干扰 电感在电源中起到平稳输
出的作用
电感可以实现元件之间的 能量传输 电感对电路的稳定性和效
率起到重要作用
电感的应用
电力系统
用于平衡电流和 电压，调节电路
稳定性
医疗器械
用于电疗、成像 和生命体征监测
汽车电子
用于点火、充电、 变速和安全系统
通信设备
电感用于电能传输和分配， 提高系统的效率和稳定性。
电感用于医疗设备的电路 设计，保证信号的准确传 输。
电感用于汽车电子系统， 提供稳定的电源和信号传 输。
总结与展望
电感与感生电动势的发展前景广阔，将继续推动 电气领域的创新和发展。未来随着科技的进步， 电感技术将更加智能化和高效化，应用领域也将 不断拓展，为人类社会带来更多便利和进步。

感应电动势
实验
探究影响感应电动势大小的因素
法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一 电路的磁通量的变化率成正比。
表达式 ： E
t
采用单匝线圈 使用国际单位制时：
k=1 E
t
即 E k
t
采用多匝线圈时：
E n
t
练一练：导体切割磁感线时的电动势
如图所示，闭合线框一部分导ab长l,
处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速
度v匀速切割磁感线，求感应电动势的大小
× ×a × × × ×
× G
×
××
v
×
×
××××××
××××××
b
右手定则
如何判定导体切割磁感线时感应电 流的方向呢？
课后作业
1.教材课后练习题 P50 1-3 2.预习并思考：电磁感应现象在生 活中有哪些应用？

I＝ε/R＝0.20/0.50A＝0.40A ③利用右手定则，可以确定线框中的电流的方向是沿顺时针方向流动的。 学生练习 P94(1)并通过练习，提醒学生注意分清磁通量(Φ)磁通量的变化量(ΔΦ)磁通 量的变化快慢(ΔΦ/Δt)三者之间的区别和联系。 (四)总结、扩展 1．在电磁感应现象中产生的电动势，按其产生的本质不同可分为两种 ①导线做切割磁感线运动时，由于洛仑兹力产生的电动势，称为动生电动势 ②由变化的磁场激发的电场力产生的电动势，称为感生电动势。本课中的感 应电动势，既有“动生”的又有“感生”的， 是这两者的统称。 2．导体在匀强磁场中切割磁感线运动时，若v与B不互相垂直而成夹角为θ， 则有公式ε= Blvsinθ 3．电磁感应现象中感应电动势的大小遵循法拉第电磁感应定律，即感应电 动势的大小与回路中磁通量的变化率成正比，有公式ε=N(ΔΦ/Δt)导体在匀 强磁场中切割磁感线的公式ε=Blv是这一定律的特殊情况。 七、板书设计 第二节 感应电动势 1．感应电动势 ①概念 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势(ε) ②产生条件 回路中的磁通量发生变化
感应电动势
一、素质教育目标
(一)知识教学点 1．理解感应电动势的概念，掌握决定感应电动势大小的因素 2．会计算导线切割磁感线时，在l、B、v互相垂直的情况下感应电动势的大 小 (二)能力训练点 1．通过本节教学中感应电动势与感应电流概念的对比，培养学生认识相关 知识的区别和联系的理解能力 2．利用演示实验，培养学生观察和分析实验现象的能力，及以实验现象中 归纳总结出物理规律的能力 3．通过例题及适当的练习，培养学生熟练运用公式ε＝Blv进行解题的能力 (三)德育渗透点 1．从阅读材料《动圈式话筒》一文中，对学生进行思想教育，使学生认识 到物理知识及规律在实际生活和生产中的重要性，在增长扩大学生知识面的 同时，也激发学生学习物理的兴趣。 2．进行物理学方法的教育，深刻理解概念本质的一种较好方法是比较概念 之间的内在联系。

一一、、感感生生电电动动势势
1、感生电动势 由于磁场的变化而在回路中产生的感
应电动势称为感生电动势。
产生感生电动势的非静电力是什么呢？
k
2、感生电场
Maxwell提出假设：变化的磁场在其周围空间激发的一种能够产 生感生电动势的电场，这种电场叫做感生电场，或涡旋电场
变化 激发 磁场
作用于
引起
有旋电场
电荷
感生电动势
•产生感生电场（涡旋电场）的源
E感
是变化磁场;
•感生电场是在垂直于磁场方向的
闭合曲线;
•产生感生电动势的非静电力是感 生电场力;
•若为闭合导体回路，则会产生感 应电流。
3、感生电场与变化磁场的关系
K ∂B
感生电动势的定义 电磁感应定律 εi =
−
εi
d dt
= v∫L
K
∫∫ B
S
KK E感 ⋅ dl
一般情况下，空间一点的总电场强度为：
KK K
E = E静 + E感
v∫L
K E感
⋅
d
K l
=
−
∫∫S
K ∂B ∂t
⋅
d
K S
w∫∫S
K E静
⋅d
K S
=
∑ q内
ε0
5、感生电动势的计算：
v∫ K K
ε感 = L E感 ⋅ dl
∫∫ ε感
=
εi
=
−
dΦ dt
=
−
K ∂B
⋅
d
K S
S ∂t
如果知道回路L上感生电场E感的分布或者知道回路L所围
K ⋅ dS = −
∫∫
S

4.6 互感和自感
6 互感和自感
一、互感现象 1.当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的 现象，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势
2.可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈
二、自感现象
1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象， 叫自感现象.产生的电动势叫自感电动势
通电自感
断电自感
2.自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化
三、自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 E L I t
2、自感系数 L(简称自感或电感)
（1）决定线圈自感系数的因素： 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，
自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感 系数比没有铁芯时大得多。 （2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。
常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
四、磁场的能量
问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开 后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原 来更亮？试从能量的角度加以讨论
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场， 能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相 当于电源，把磁场中的能量转化成电能。
思考与讨论 阅读教材最后一段P24，回答问题
常发光,然后断开开关S.重新闭 合S,观察到什么现象?
现象：灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯 泡A1逐渐亮起来.
分析: 电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L 的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势 的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电
流增加,即推迟了电流达到正常值的时间.
演示实验2
接通电路,待灯泡A正常发
开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场， 能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相 当于电源，把磁场中的能量转化成电能。

应用法拉第电磁感应定律
利用法拉第电磁感应定律，即感应电动势等于磁通量变化率的负值 ，可以计算出单一导体在变化磁场中的感应电动势。
注意导体有效长度
在计算过程中，需要注意导体在磁场中的有效长度，因为感应电动 势与导体有效长度成正比。
线圈在均匀辐射磁场中感应电动势求解
确定线圈参数
需要确定线圈的匝数、半径、面积等参数，以便进行后续 计算。
应用法拉第电磁感应定律
同样利用法拉第电磁感应定律，可以计算出线圈在均匀辐 射磁场中的感应电动势。此时，需要将线圈视为多个单一 导体的组合。
考虑线圈自感效应
在计算过程中，还需要考虑线圈自感效应对感应电动势的 影响。自感效应会使感应电动势减小，因此需要进行修正 。
线圈在交变磁场中感应电动势求解
确定交变磁场参数
电感和感应电动势的计算
汇报人：XX 20XX-02-06
目录
• 电感基本概念与性质 • 感应电动势产生机制 • 电感计算方法探讨 • 感应电动势计算技巧分享 • 实验验证与数据分析 • 总结回顾与展望未来发展
01
电感基本概念与性质
电感定义及物理意义
电感定义
电感是指导体在磁场中有效面积及导 体在磁场中作垂直方向运动所形成的 磁通量变化时，会产生电动势从而阻 碍电流变化的特性。
绕线电感器
采用绕线工艺，可制成大功率 电感器，适用于电力电子电路
。
磁场能量储存原理
磁场能量
当线圈中流过电流时，会在周围 产生磁场，磁场能量与电流的平 方成正比，与线圈的电感量成正 比。
能量储存
当线圈中的电流发生变化时，磁 场能量也会随之变化，电感器通 过储存和释放磁场能量来平滑电 流变化。
影响因素及参数选择

[解析] MN 滑过的距离为L3时，如图甲所示，它与 bc 的接触点为 P， 等效电路图如图乙所示。
由几何关系可知 MP 长度为L3，MP 中的感应电动势 E＝13BLv MP 段的电阻 r＝13R MacP 和 MbP 两电路的并联电阻为 r 并＝1313×＋2323R＝29R 由欧姆定律，PM 中的电流 I＝r＋Er并
别 某段导体的感应电动势不一定为零 感线时产生的感应电动势
由于是整个电路的感应电动势，因此 电源部分不容易确定
是由一部分导体切割磁感线的运 动产生的，该部分导体就相当于 电源
联 公式 E＝nΔΔΦt 和 E＝Blvsin θ 是统一的，当 Δt→0 时，E 为瞬时感应电动 系 势，只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，
甲
乙
丙
(4)该式适用于导体平动时，即导体上各点的速度相等时。 (5)当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速度不同，是 线性增加的，所以导体运动的平均速度为 v ＝0＋2ωl＝ω2l，由公式 E＝Bl v 得，E＝Blω2l＝12Bl2ω。
(6)公式中的 v 应理解为导线和磁场的相对速度，当导线不动而磁场 运动时，也有电磁感应现象产生。
[答案] (1)n3πRBt00r22 电流由 b 向 a 通过 R1 (2)nπ3BR0tr022t1
【总结提能】 解决与电路相联系的电磁感应问题时，关键是求出回路的感应电动 势，有时候还要正确画出等效电路图，或将立体图转换为平面图。
[典例] 如图所示，直角三角形导线框 abc 固定在匀强磁场中，ab 是 一段长为 L、电阻为 R 的均匀导线，ac 和 bc 的电阻可不计，ac 长度为L2。 磁场的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里。现有一段长度为L2，电阻为R2 的均匀导体棒 MN 架在导线框上，开始时紧靠 ac，然后沿 ab 方向以恒定 速度 v 向 b 端滑动，滑动中始终与 ac 平行并与导线框保持良好接触，当 MN 滑过的距离为L3时，导线 ac 中的电流为多大？方向如何？

二、法拉第电磁感应定律 1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的________成正比． 2．公式：E＝________，n为线圈匝数． 3．导线切割磁感线时的感应电动势大小：E＝________，θ是________的夹角，L是有效切割长度． E＝BLvsin θ可以由法拉第电磁感应定律推导出，也是符合法拉第电磁感应定律的．
3．互感现象：两个互相靠近的线圈(两线圈的导线并没有直接相连)，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的________，会在另一个线圈中产生________，这种现象称为互感．互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势．变压器就是利用互感现象制成的． 4．涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生________，这种电流像水中的漩涡叫涡流． 在冶炼炉、电动机、变压器、探雷器等实际应用中都存在着涡流，它是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律． 电流的频率越大，导体的电阻率越小，产生的涡流越强．
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能量转化情况
电能转化为磁场能
磁场能转化为电能
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其中，E为感应电 动势，n为线圈匝 数，dΦ/dt为磁通 量变化率
电感和感应电动 势的应用
电感在电路中的应用
滤波器：利用电感对高频信号的阻抗作用，将高频信号滤除 振荡器：利用电感的自感和互感效应，在电感元件中产生振荡 变压器：利用电感的互感效应，将电压或电流变换为所需的数值 储能元件：利用电感的储能特性，在电路中储存和释放能量
计算公式：L=μ×N^2×S/l，其中L为电感系数，μ为磁导率，N为线圈匝数，S为线圈面积，l为线圈长度
影响因素：线圈的材料、形状、尺寸和匝数等 单位：亨利（H）
电感值的计算公式
电感的定义：电感是表示电感元件自感应能力的一种物理量，由导线环绕的线圈产生。
电感的单位：亨利（H），常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（uH）。
电感的计算公式：L = μ×Φ/S，其中L表示电感，μ表示磁导率，Φ表示磁通量，S表示线圈 的面积。
电感的应用：电感在电子工程中广泛应用于滤波器、变压器、振荡器等电子元件的设计和制 造。
电感的单位：电感的单位是亨利，常用的单位还有毫亨和微亨。
电感系数的计算公式
电感系数定义：表示线圈产生自感电动势的能力
线圈匝数与感应电动势的关系
线圈匝数越多，感应电动势越大 线圈匝数与感应电动势成正比关系 感应电动势的大小与线圈匝数的平方成正比 线圈匝数对感应电动势的影响显著
磁通量与感应电动势的关系
感应电动势的大 小与磁通量的变 化率成正比
感应电动势的方 向与磁通量的变 化方向相反
计算公式： E=n(dΦ)/(dt)
感应电动势在发电机中的应用
感应电动势在 发电机中起着 重要的作用， 它能够将机械 能转化为电能。
发电机中的感 应电动势主要 产生于转子磁 场和定子绕组 的相对运动。