电磁感应(公开课)PPT教学课件
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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
人教版高中物理《电磁感应》优秀PPT课件
磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感
应电动势
分析磁通量的变化： ΔS=LvΔt
ΔΦ=BΔS =BLvΔt
产生的感应电动势为：
× × a× × × ×a ×
×××××
G×
×
×
v
×
×
×
×
× × b× × × b
E Φ BLvt BLv
t
t
第十一页，共17页。
若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切磁 感线)如图：
5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻不计,在M和P之间接有R=3.
V2 v 求线圈中的感应电动势。
②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或某个位置对应. 1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0 (2)①求出的是整个回路的感应电动势；
θ为v与B夹角
现使ab以v=10m／s的速度向右做匀速运动.
量是多少?
WF=0.1J Q=0.1J
M
a
N
R
B
rv
第十七页，共17页。
P
b
Q
第三页，共17页。
2.感应电动势的大小跟哪些因素有关？
（1）部分导体切割磁感线
实验现象：
①导体棒快速运动时，电流表 指针偏转角度大，表明电路中 的电流大，说明产生的感应电 动势大。
②导体棒慢速运动时，电流表指 针偏转角度小，表明电路中的电 流小，说明产生的感应电动势小。
第四页，共17页。
（2）条形磁铁插入螺旋管
人教版高中物理选修3—2
第一页，共17页。
问题1：什么叫电磁感应现象？
利用磁场产生电流的现象
问题2：产生感应电流的条件是什么？ （1）闭合电路 （2）磁通量变化
人教版高中物理《电磁感应》PPT优秀课件
L有效增大
C
L有效不变
L有效增大
第十九页，共29页。
• 解析： • 当右边进入磁场时，感应电流逆时针方向，
有效切割长度逐渐增大 • 当线框右边出磁场后，有效切割长度不变，
则产生感应电流的大小不变，但比刚出磁 场时的有效长度缩短，导致感应电流的大 小比刚出磁场时电流小，由楞次定律得， 此时感应电流仍沿逆时针 • 当线框左边进入磁场时，有效切割长度在 变大，但此时感应电流的方向是顺时针， 即是负方向且大小增大
× × × ××
× × × ××
R
× × L×
×××
×× ××
V
× × × ××
N
第十页，共29页。
• 3．感生电动势与动生电动势的对比
产生原因 移动电荷的非静 电力 回路中相当于电 源的部分
方向判断方法
大小计算方法
感生电动势
动生电动势
磁场的变化
导体做切割磁感线运动
感生电场对自由电荷 导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体
FN
解析：金属杆匀速运动，速度最大，此时受力平衡
有：mgsinθ＝F 安
此时金属杆电动势 Em＝BLvm
BC
安培力大小：F 安＝BImL＝B2LR2vm
F安
联立得：vm＝mgBR2·Ls2inα
G
第十八页，共29页。
题型3 电磁感应中的图象问题
E BLv
感应电流方向：右手定则
L：有效长度（投影到与速度垂直方向的长度）
通过克服安培力做功，把机械能或其他形 ※非静电力与洛伦兹力有关吗？
左手定则判安培力的方向 若电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能。
式的能转化为电能。克服安培力做多少功， 克服安培力做多少功，就产生多少电能。
电磁感应(公开课)PPT课件
S
2020/10/13
4
运用楞次定律判定感应电流方向的步骤
1、明确原磁场方向 2、判断原磁场的磁通量如何变化 3、确定感应电流的磁场方向 4、利用安培定则确定感应电流的方向
2020/10/13
5
一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的N 极附近竖直下落，由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置 Ⅱ与磁铁同一平面，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，则在下 落过程中，线圈中的感应电流的方向为
(C)同时向左运动，距离变小；
(D)同时向右运动，距离增大。
N S
2020/10/13
v
11
如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根 导体棒AB、CD，当条形磁铁插入与拔出时导体 棒如何运动？
（不考虑导体两棒之间相互作用的磁场力）
B
D
A
C
2020/10/13
12
如图所示，蹄形磁铁和闭合矩形线框均 可绕竖直转轴OO′自由转动。现将磁铁 逆时针方向（从上往下看）转动，则矩 形线框中转动情况为（ ）
2020/10/13
15
你能用一个词来归纳楞次定律的 核心思想吗？
2020/10/13
16
如图,滑动头向右滑动,问线圈如何转动?
b
电源正负未知
2020/10/13
17
谢谢您的指导
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
2020/10/13
6
2020/10/13
7
右手定则：楞次定律的简化
如图，在水平面上有这样的装置，磁场方向
竖直向下，金属棒ab、cd平行放置在光滑金
2020/10/13
4
运用楞次定律判定感应电流方向的步骤
1、明确原磁场方向 2、判断原磁场的磁通量如何变化 3、确定感应电流的磁场方向 4、利用安培定则确定感应电流的方向
2020/10/13
5
一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的N 极附近竖直下落，由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置 Ⅱ与磁铁同一平面，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，则在下 落过程中，线圈中的感应电流的方向为
(C)同时向左运动，距离变小；
(D)同时向右运动，距离增大。
N S
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v
11
如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根 导体棒AB、CD，当条形磁铁插入与拔出时导体 棒如何运动？
（不考虑导体两棒之间相互作用的磁场力）
B
D
A
C
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12
如图所示，蹄形磁铁和闭合矩形线框均 可绕竖直转轴OO′自由转动。现将磁铁 逆时针方向（从上往下看）转动，则矩 形线框中转动情况为（ ）
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15
你能用一个词来归纳楞次定律的 核心思想吗？
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16
如图,滑动头向右滑动,问线圈如何转动?
b
电源正负未知
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谢谢您的指导
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7
右手定则：楞次定律的简化
如图，在水平面上有这样的装置，磁场方向
竖直向下，金属棒ab、cd平行放置在光滑金
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
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
§8-2 动生电动24 势
洛仑兹力作功功率
P洛
FFLeV(vv(FBFLL)vFvL') e(v(v'vB))
FL
Fv
'
F L FL '
eevv
B B
v
v'
FL
V
evBv evBv 0
ad 边距导线 x 时线框中i的大小和方向。v
解：取线框回路的绕行方向为
顺时针, 则线框的法向为
I a l2
b
距长直导线 r处取宽为dr的面元 l1
d
B
dS
0I 2 r
l1dr
x ddr c
r
第 8 章 电磁感应
优秀课件，精彩无限！
§8-1 电磁感应1定4 律
优秀课件，精彩无限！
§8-1 电磁感应定3 律
第 8 章 电磁感应
优秀课件，精彩无限！
4
2. 实验结果分析 共同特征：所围面积内磁通量发生了变化
感应电动势i ：回路中的变化而产生的电
动势
两类感应电动势： (1)动生电动势: 磁场不变，回路或导线在磁
场中运动 (2)感生电动势: 回路不动，磁场变化
——动生电动势电能是外力作功所致
三、动生电动势的计算举例
方法： 1.法拉第定律
i
d dt
2. i
(v
B)
dl
L
第 8 章 电磁感应
优秀课件，精彩无限！
§8-2 动生电动28 势
[例4]在与均匀恒定磁场垂直的平面内，有一
电磁感应PPT课件
11.2.1 运动导体中的感应电动势
dΦm d(BS)
dt
dt
Babdx Bl
dt
d
a
l
x
c
b
单位时间内导线切割的磁场线数
B
动生电动势的非静电力
非静电力
F m e( B )
非静电场强
EK
Fm
B
e
d
a
B
l
c x b Fm
动生电动势
baE Kdlba(B )dl
➢ 讨论
(1) 注意矢量之间的关系
按此原理设计的测量磁通的装置称为磁通计。
例 在无限长直载流导线的磁场中，有一运动的导体线框，导
体线框与载流导线共面 求 线框中的感应电动势 解 通过面积元的磁通量
dΦmBdS2 π0Ixbdx
Φ mdΦ mlla2 π 0Ixbdx
I l x
a
b
dx
20πIblnll a
（选顺时针方向为正）
F m 2 u F m 2 e u B euB
功率为
F m ( u ) ( F m 1 F m 2 ) ( u ) 0
例 在空间均匀的磁场中导线ab绕oo’ 轴以匀角速度ω旋转
求 导线ab中的电动势
解 B BlB s in
a/2
2π
a 2
互感系数
MΦ0aln3
I 2π
互感电动势
M
dI dt
20πaln3I0cost
dr r
例 计算共轴的两个长直螺线管之间的互感系数
设两个螺线管的半径、长度、 匝数为 R 1,R 2,l1,l2,N 1,N 2
1
解 设 I1
l1 l2 l,R 1R 2
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2020/12/10
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2020/12/10
7
右手定则：楞次定律的简化
如图，在水平面上有这样的装置，磁场方向
竖直向下，金属棒ab、cd平行放置在光滑金
属导轨上，要让cd棒向右运动，则ab棒应做
何运动（ ）
A、向右加速 B、向右匀速 c
a
C、向左加速
D、向左匀速
d
b
2020/12/10
8
在前面的题目中，磁铁下落穿过导体环继续 向下运动，空气阻力不计，关于磁铁的过 程，在导体环的上方时加速度______g， 在下方时_____g(填大于小于或等于)
(A)线框将沿顺时针方向转动 (B)线框将沿逆时针方向转动
（电磁驱动）
2020/12/10
13
用手拉动磁铁，使其上
下振动，当在其下面放
一闭合线圈后，其振动
N
能很快停下来，试解释
S
这种现象？
（电磁阻尼）
2020/12/10
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楞次定律的内涵：
3、感应电流产生的磁场总是阻碍原电流 的磁场变化 。（自感）
S
2020/12/10
4
运用楞次定律判定感应电流方向的步骤
1、明确原磁场方向 2、判断原磁场的磁通量如何变化 3、确定感应电流的磁场方向 4、利用安培定则确定感应电流的方向
2020/12/10
5
一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的N 极附近竖直下落，由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置 Ⅱ与磁铁同一平面，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，则在下 落过程中，线圈中的感应电流的方向为
电磁感应现象
2020/12/10
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电磁感应实验
2020/12/10
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楞次定律的内涵：
1、从磁通量变化的角度看，感应电流产生的
感应磁场总要阻碍引起感应电流的原磁场 的变化
2020/12/10
3
闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度 v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环
中的感应电流方向如何？（从上往下看）
(C)同时向左运动，距离变小；
(D)同时向右运动，距离增大。
N S
2020/12/10
v
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如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根 导体棒AB、CD，当条形磁铁插入与拔出时导体 棒如何运动？
（不考虑导体两棒之间相互作用的磁场力）
B
D
A
C
பைடு நூலகம்
2020/12/10
12
如图所示，蹄形磁铁和闭合矩形线框均 可绕竖直转轴OO′自由转动。现将磁铁 逆时针方向（从上往下看）转动，则矩 形线框中转动情况为（ ）
2020/12/10
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你能用一个词来归纳楞次定律的 核心思想吗？
2020/12/10
16
如图,滑动头向右滑动,问线圈如何转动?
b
电源正负未知
2020/12/10
17
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
18
S
2020/12/10
9
楞次定律的内涵：
2、从导体与磁体的相对运动角度 看，感 应电流总是要阻碍导体和磁体的相对运 动。
2020/12/10
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如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆
上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，
两环的运动情况是：(
)
(A)同时向左运动，距离增大；
(B)同时向左运动，距离不变；