电磁场与电磁波 第6章 电磁感应PPT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。

2、当条形磁铁S极朝下，原磁通方向向上，拔出线圈， 磁通减少，阻碍减少，感应磁通方向向上（和原磁通 同向），然后用安培定则判定感应电流方向。
强调：“阻碍”不是“相反”，原磁通量增大时方向 相反，原磁通量减小时方向相同（增反减同）；“阻碍” 也不是阻止，电路中的磁通量还是变化的。
—电磁感应—
二、楞次定律
这节课我们先用一个实验来探究一下电磁感应现象。
—电磁感应—
一、电磁感应现象 2、实验演示，观察现象
把条形磁铁插入线圈、拔出线圈、放在线圈不动， 观察检流计是否偏转?
—电磁感应—
一、电磁感应现象 3、分析现象，得出结论
表象：把条形磁铁插入、拔出线圈 本质：通过线圈的磁通发生变化
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就 有电流产生（“动磁生电”）。这种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。产生感应电流 的电动势称为感应电动势。
问：产生感应电流的条件？
—电磁感应—
二、楞次定律 4、仿真实验，理解新知
我们知道电动势是有大小和方向的，感应电动 势也不例外,感应电动势一样有大小和方向。
这节课的重点是楞次定律，它指出了磁通的变 化与感应电动势方向上的关系。
—电磁感应—
导体中产生的感应电动势方向可用右手定则判断。 如下图所示，平伸右手，使拇指与其余四指垂直，让掌 心正对磁场N极，以拇指指向表示导体的运动方向，则其 余四指的指向就是感应电动势的方向。
§3.2.4电磁感应
电磁感应作为联系电场和磁场的纽带,不仅是学过的磁 场知识的综合和扩展,也是以后学习交流电、变压器工 作原理的基础。
电磁感应
电场基础知识
磁场基础知识 —电磁感应—
一、电磁感应现象 1.设置疑问，引入新课

由N 匝导线构成旳线圈时：
i
d dt
(1
2
N )
d dt
(
N i 1
i
)
d
dt
N
全磁通： i i 1
磁通链数： N
i
N
d
dt
伏特 1V 1Wb s1
设闭合线圈回路旳电阻为R
感应电流：
Ii
i
R
1 R
d
dt
感应电量： q
t2 t1
I i dt
1 R
2 d
1
1 R
(1
2 )
结论：在 t1 到 t2 时间内感应电量仅与线圈回路 中全磁通旳变化量成正比，而与全磁通变化旳快
dB dt
导体
电磁灶
电磁感应炉
§8.3 自感和互感
8-3-1 自感
当经过回路中电流 发生变化时，引起穿过 本身回路旳磁通量发生 变化，从而在回路本身 产生感生电动势旳现象 称为“自感现象”。所 产生旳电动势称为“自 感电动势” 。
B I ,又Ψ B
LI
L称为自感系数简称自感。 单位：“亨利”（H）
dV 2 rldr
Wm
V wmdV
R2 o I 2 2 lrdr R1 8 2r 2
o I 2l R2 dr o I 2l ln R2
4 r R1
4 R1
法二：
先计算自感系数
L ol ln R2 2 R1
Wm
1 2
LI 2
oI 2l 4
ln
R2 R1
§8.5 位移电流
8-5-1 位移电流
1H 1Wb A 1
1H 103 mH 106 μH

2.5 电磁感应定律和位移电流
• 电磁感应定律 —— 揭示时变磁场产生电场。 • 位移电流 —— 揭示时变电场产生磁场。 • 重要结论： 在时变情况下，电场与磁场相互激励，形成统一
的电磁场。
2.5 电磁感应定律和位移电流
法拉第电磁感应定律
in
d
dt
rr
S B dS
in
d dt
rr B dS
rr r
rr
r Ec ,
则总电场
r E
应为
r Ein与
r Ec 之和，
Ñ 即 E Ein Ec 。由于 C Ec dl 0 ，故有
r
ÑC E
r dl
d dt
S
rr B dS
静止回路 法拉第电
这就是麦克斯韦推广的法拉第电磁感应定律。
磁感应定
引起回路中磁通变化的几种情况
律积分形 式（麦克
(1) 回路不变，磁场随时间变化 磁通量的变化由磁场随时间变化引起，因此有
解：设电场随时间作正弦变化，表示为
r E
r ex
Em
cost
则位移电流密度为
r Jd
r D t
erx0r Em
sin(t)
其振幅值为
Jdm 0r Em 4.5103 Em
传导电流的振幅值为
Jcm Em 4Em
故
Jdm 1.125103 J cm
2.5 电磁感应定律和位移电流
例 2.5.4 自由空间的磁场强度为
r （2）线圈绕 x 轴旋转时，en的指向将随时间变化。线圈内的感应电动势可以用两种
方法计算。
利用式 in
d dt
rr B dS
S
计算
假定 t 0 时 0 ，则在时刻 t 时，ern 与y 轴的夹角 t ，故