法拉第电磁感应定律PPT课件
合集下载
第4节法拉第电磁感应定律PPT
知识准备： 1、感应电流的磁场总是 阻碍 引起感应电 流的磁通量的变化。 2、在用导线切割磁感线产生感应电流的 实验中，导线运动得 越快 、磁体的 磁场 越强 、产生的感应电流就 越大 。 在向线圈中插入条形磁铁的实验中，磁 铁的磁性 越强 ，插入的速度 越快 ， 产生的感应电流就 越大 。
在电磁感应现象中产生的电动势 1、感应电动势是指： 。 产生感应动力势的那部分导体就相当于 电源 。 2、法拉第电磁感应定律： 。 3、磁通量是标量，它的大小的表达式 Φ= B·S·sinθ ， 它的改变量ΔΦ的三种情况：（1）S不变 ΔΦ= ΔB·S ；（2）B不变时， ΔΦ= B·ΔS ； 时， （3）B和S均不变，但B与S的相对位置发生变 sinθ1) 化，ΔΦ= B·S·(sinθ2 – 。 4、法拉第电磁感应定律的公式： ；导线 切割磁感线时的感应电动势： 。在上 述公式中各物理量必须用国际单位制中的单位。 5、反电动势是指： 。它体 现了 转化为 能的过程。
小结： 1、法拉第电磁感应定律内容及表达式 2、导线切割磁感线运动时的感应电 动势的表达式及推导过程
第4节 法拉第电磁感应定律
——确定感应电动势的大小
• 学习目标： • （1）、知道什么叫感应电动势。 • （2）、知道磁通量的变化率是表示磁通量 变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ • （3）、理解法拉第电磁感应定律内容、数 学表达式。 • （4）、知道公式E=BLv的推导过程。 • 学习重点：法拉第电磁感应定律 • 学习难点：理解磁通量的变化量及磁通量 的变化率
物理量 磁通量 Φ 磁通量 的变化 量ΔΦ 磁通量 的变化 率
单位 物理意义 Wb 表示某时刻或某位置 时穿过某一面积的磁 感线条数Wb
表示在某一过程中穿 ΔΦ= 过某一面积的磁通量 ∣Φ Φ ∣ 2 1 变化的多少
3.2《法拉第电磁感应定律》PPT课件
一.感应电动势
2、电源：产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.
1.定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
思考与讨论
感应电动势的大小跟哪些因素有关？
探究感应电动势大小与磁通量变化的关系
提出问题 既然闭合电路的磁通量发生改变就能产生感应电动 势，那么感应电动势大小与磁通量的变化是否有关呢？
E=2V
W非=240J
探索者
水果电池
探索者
地电流
电磁感应定律
教学目标
知识与能力 1、知道什么是感应电动势。 2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通 量的变化率。 3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容 及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单 的问题。 4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物 理规律的能力。 实验 仪器 螺线管要准备10匝和100匝的两个
课堂练习
1、关于电动势，下列说法正确的是： AC
A、 在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功， 电能增加 B、对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多， 电动势就越大 C、电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极 移送单位正电荷量做功越多 D、电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负 极移送到正极的电荷量越多
跟电源的体积无关, 跟电源外部电路无关.
学生活动：看图识意义
干电池
微型电池
铅蓄电池
1.5V
250V
锌汞电池
2.0V
1.5V
1.2V
3.6V
三、电源的重要参数
1、电源的电动势
2、电源的内阻:电源内部导体的电阻.
3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量 单位：安· 时(A· h) 毫安· 时(mA· h)
《法拉第电磁感应定律》共29张ppt精选全文
电学方面1821年法拉第完成了第一项重大的电发明，即第一台电动机，通俗来解释就是通过使用电流将物体运动。虽然在现代技术看来，这个装置十分简陋，但它却开创电动机的发展史。1831年法拉第在实验中发现了电磁感应，也就是当一块磁铁穿过一个闭合线路时 ，线路内就会有感应电流产生。这也成为了法拉第一生最伟大的贡献之一。同年法拉第发明了圆盘发电机，这是法拉第第二项重大的电发明。
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 。 产生感应电 动势的那部分导体就相当于电源。
感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？
在实验中，速度越快、磁场越强、匝数越多， 产生的感应电动势就越ห้องสมุดไป่ตู้。
是不是感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关呢？
在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：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，这就是法拉第电磁感应定律 。
现代科学研究中常要用到高 速电子，电子感应加速器就是利用感生电场 使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之 间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆 周运动。 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变 化，产生的感生电场使电子加速。 上图为侧视 图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下 看，电子沿逆时针方向运动。 当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一 致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子 加速？
导线切割磁感线时的感应电动势
＝
∆Φ ＝ Φ 2－ Φ 是磁通量的变化量
是磁通量的变化率
n 是线圈的匝数 单匝时（n=1）：
为有效长度
为与磁感线方向的夹角
为导线和磁场间的相对速度
与＝ 的对比
感生电动势
感生电场
变化的磁场周围所产生的电场
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 。 产生感应电 动势的那部分导体就相当于电源。
感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？
在实验中，速度越快、磁场越强、匝数越多， 产生的感应电动势就越ห้องสมุดไป่ตู้。
是不是感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关呢？
在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：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，这就是法拉第电磁感应定律 。
现代科学研究中常要用到高 速电子，电子感应加速器就是利用感生电场 使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之 间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆 周运动。 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变 化，产生的感生电场使电子加速。 上图为侧视 图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下 看，电子沿逆时针方向运动。 当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一 致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子 加速？
导线切割磁感线时的感应电动势
＝
∆Φ ＝ Φ 2－ Φ 是磁通量的变化量
是磁通量的变化率
n 是线圈的匝数 单匝时（n=1）：
为有效长度
为与磁感线方向的夹角
为导线和磁场间的相对速度
与＝ 的对比
感生电动势
感生电场
变化的磁场周围所产生的电场
《法拉第电磁感应定律》ppt课件
研究新材料和新技术在法拉第电磁感应定律中的应用，如 超导材料、纳米材料、石墨烯等，探索其在提高电磁感应 效应和推动技术革新方面的潜力。
数值模拟与实验验证
加强数值模拟和实验验证在法拉第电磁感应定律研究中的 应用，提高研究的准确性和可靠性，为未来的应用和拓展 提供有力支持。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应现象不仅在理论上揭示 了电与磁之间的内在联系，而且 在实践中有着广泛的应用，如发 电机、变压器、感应马达等。
感应电动势
感应电动势是指由于电磁感应现象而在导体中产生的电动势。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中的自由电子受到洛伦兹力 作用，导致电子定向移动，从而在导体两端产生电势差，即感应电动势。
发电机的原理
总结词
发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律的重要应用 ，通过磁场和导线的相对运动产生感应电动势，进而 产生电流。
详细描述
发电机的基本构造包括磁场和导线，当磁场和导线发 生相对运动时，导线中会产生感应电动势。这个电动 势的大小与磁场的磁感应强度、导线切割磁力线的速 度以及导线与磁场之间的夹角有关。根据法拉第电磁 感应定律，感应电动势的大小等于磁通量变化率与线 圈匝数的乘积。发电机通过不断变化的磁场和导线的 相对运动来产生持续的电流，为人类生产和生活提供 电力。
楞次定律
总结词
楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，它描述了感 应电流的方向与磁通量变化之间的关系。当磁通量增 加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当磁通量 减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
详细描述
楞次定律是法拉第电磁感应定律的一个重要推论。它指 出当磁通量发生变化时，导线中会产生感应电流，并且 这个电流的磁场会阻碍磁通量的变化。具体来说，当穿 过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 相反，以减小线圈中的磁通量；当磁通量减少时，感应 电流的磁场与原磁场方向相同，以增加线圈中的磁通量 。楞次定律是解释电磁感应现象的重要依据，对于理解 发电机、变压器等设备的原理具有重要意义。
数值模拟与实验验证
加强数值模拟和实验验证在法拉第电磁感应定律研究中的 应用，提高研究的准确性和可靠性，为未来的应用和拓展 提供有力支持。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应现象不仅在理论上揭示 了电与磁之间的内在联系，而且 在实践中有着广泛的应用，如发 电机、变压器、感应马达等。
感应电动势
感应电动势是指由于电磁感应现象而在导体中产生的电动势。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中的自由电子受到洛伦兹力 作用，导致电子定向移动，从而在导体两端产生电势差，即感应电动势。
发电机的原理
总结词
发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律的重要应用 ，通过磁场和导线的相对运动产生感应电动势，进而 产生电流。
详细描述
发电机的基本构造包括磁场和导线，当磁场和导线发 生相对运动时，导线中会产生感应电动势。这个电动 势的大小与磁场的磁感应强度、导线切割磁力线的速 度以及导线与磁场之间的夹角有关。根据法拉第电磁 感应定律，感应电动势的大小等于磁通量变化率与线 圈匝数的乘积。发电机通过不断变化的磁场和导线的 相对运动来产生持续的电流，为人类生产和生活提供 电力。
楞次定律
总结词
楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，它描述了感 应电流的方向与磁通量变化之间的关系。当磁通量增 加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当磁通量 减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
详细描述
楞次定律是法拉第电磁感应定律的一个重要推论。它指 出当磁通量发生变化时，导线中会产生感应电流，并且 这个电流的磁场会阻碍磁通量的变化。具体来说，当穿 过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 相反，以减小线圈中的磁通量；当磁通量减少时，感应 电流的磁场与原磁场方向相同，以增加线圈中的磁通量 。楞次定律是解释电磁感应现象的重要依据，对于理解 发电机、变压器等设备的原理具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、导体切割磁感线时的感应电动势。
匀强磁场
v 、B、L
EBLv 两两垂直
若导体运动方向跟磁感应强度方向有夹角(导体斜切 割磁感线)
B V1 θ
V2 v
Байду номын сангаас
EB1 L B v L siv n
θ为v与B夹角
注意：1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0 2、导线的长度L应为有效长度。 3、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值)
场中，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？
解析：回路在时间t内增大的面积为： ΔS=LvΔt
穿过回路的磁通量的变化为： ΔΦ=BΔS=BLvΔt
×
×a
×
×
a
×
× G×
× ×
×v
×
×
产生的感应电动势为：
E Φ t
BLvt t
BLv
×××××
× ×b × × ×b
×× （v是相对于磁场的速度）
E B SB L 24104V t 2 2
小结：也可用 E=BLv 进行计算,因为从O→A,各点的线速度是均匀变化的,故取 棒中点的速度代表棒的平均速度，由
E B L v 中 B L （ L /2 ） B L 2 /2
仍得到上面的结果.
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
4 法拉第电磁感应定律
1．知道什么叫感应电动势。 2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量， 并能区别Φ、ΔΦ。 3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4．知道E=BLvsinθ如何推得。
5．会用法拉第电磁感应定律解决问题。
思考: 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。
(可以类比速度、速度的变化和加速度.)
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
物理意义
与电磁感应关系
磁通量Ф
磁通量的变化 △Φ
磁通量的变化率 ΔΦ/Δt
穿过回路磁感 线的条数多少
穿过回路磁通 量变化了多少
穿过回路磁通 量变化的快慢
无直接关系
产生感应电 动势的条件
决定感应电 动势的大小
例题1.有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变 化率为0.5Wb/s，求线圈中的感应电动势。 解析：由法拉第电磁感应定律得：
2、联系：公式是统一的. (1)公式①中的时间趋近于0时，则E为瞬时感应电动势。 (2)公式②中v若代表平均速度，则E为平均感应电动势。
练习4.如图,有一匀强磁场B=1.0×10-3T，在垂直磁场的平 面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知 棒长L=0.20m，角速度ω=20rad/s，求：棒产生的感应电 动势有多大？
En 500.5V25V t
答案：25V
练习1.关于电磁感应，下述说法中正确的是( Ｄ ) A、穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 C、穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大 D、穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
练习2.如图所示闭合线框一部分导体ab长L,处于匀强磁
问题3：试从本质上比较甲、乙两电路的异同。
S
甲
G乙
N
产生感应电动势的那部分导体相当于电源
一、感应电动势
1、定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动 势（E）.
闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有感应电 动势.
产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
2、产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，电路 中就产生感应电动势。 3、感应电动势与感应电流：只要磁通量变化,电路中就 产生感应电动势; 若电路又闭合,电路中就有感应电流.
L
v
例题2.如图，匀强磁场的磁感应强度为B，长为L的金属
棒ab在垂直于B的平面内运动，速度v与L成θ角，求金属
棒ab产生的感应电动势。
a
θ
v b
练习3.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的
矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴OO′以角速度ω 由图示位置逆时针方向转动。求:
(1)转过1/4周时ab边产生的瞬时感应电动势
n为线圈的匝数
注意：公式中Δφ取绝对值，不涉及正负，感应电流的方 向另行判断。
思考与讨论
问题1：磁通量大,磁通量变化一定大吗?
问题2：磁通量变化大,磁通量的变化率一定大吗? 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化无直接关系:
磁通量大(小,零)，磁通量的变化率不一定大(小,零);磁通量 的变化大(小)，磁通量的变化率不一定大(小).
不同 Φ变化的快慢不同 产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快，感应电动势越大。
磁通量的变化率
越大?
Φ
磁通量的变化快慢
t
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变 化率成正比。
E t
E k t
在国际单位制中， k=1
2.公式: E Φ t
E n Φ t
提示：Φ变化
产生E
产生I
问题2：电流表指针偏转程度跟感应电 动势的大小有什么关系？
提示：由I E 知： Rr
总电阻一定时,E越大,I越大,指针偏转程度越大.
问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同 一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?
从条件上看
从结果上看
相同 Φ都发生了变化
都产生了E(I)
磁通量变化是电磁感应的根本原因：产生感应电动势是 电磁感应现象的本质.
观察实验,分析思考:
问题1:在实验中,电流表指 针偏转原因是什么? 问题2:电流表指针偏转程度 跟感应电动势的大小有什么 关系? 问题3:在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中 同一位置，快插入和慢插入有什么相同和不同?
问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么？
(2)转过1/2周时ab边产生的瞬时感应电动势
EB L vsinn B L 1 L 2sin 2
思考:转动1周的过程中ab边
a
产生的感应电动势哪个时刻
最大?哪个时刻最小?
b
0ω
d B c 0'
问题：公式① E n 与公式② EB L vsin的区别？
t
提示： ①求出的是平均感应电动势, E和某段时间或某 个过程对应; 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.