电磁感应定律的应用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
电磁感应定律PPT课件
21 B1 I1
12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
（Maxwell equations）
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数，仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位：H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
（D）电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a
12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
（Maxwell equations）
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数，仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位：H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
（D）电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a
法拉第电磁感应定律的应用PPT教学课件
b
解：设金属的电阻率为ρ，导线截面为S，圆环电阻为R，画
出等效电路如图示，则 R1=R/3 R2=2R/3
b
R并= 2R/9 = 2/9× ρ 2πr / S
E r1 v
r
a R2
电动势 E= 3 Brv 内阻 r 1= 3 ρr/S
I总
E R并 r1
3Brv
2 2r
3r
(
R1 c 3BvS
3 4 9)
R
2 3
Bav
例10：如图所示，用截面均匀的导线弯成一个半径为r 的闭合圆环
，将其垂直地置于磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面
向里。用同样规格的直导线取一段置于环上（二者金属裸露相接）
，并以速度v 匀速地向右运动，当它运动到bc 位置时（弧 bc=1/2
弧 bac）求bc两点的电势差是多少？
D、改变线圈与磁场方向的夹角
例8：单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转 轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变
化的规律如图所示，则 ( AB )
A.线圈中0时刻感应电动势最大 B.线圈中D时刻感应电动势为0 C.线圈中D时刻感应电动势最大 D.线圈中0至D时间内平均感应
电动势为1.4V
例9：把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为 a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强 磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻为R,粗细均匀的金 属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当 金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:
Blv Rr
2
Rt
等效电路图
E r1 R1
1．电路方面:求感应电动势 E,内外电路路端电压U,干 支路电流I,消耗的电功率P
法拉第电磁感应定律ppt课件全
E n 算出的是平均感应电动势 t
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动 势等于全段时间内导体的平均感应电动势。
8
巩固练习：
1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每 秒钟均匀地增加2 Wb，则：
A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
√B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中的感应电动势始终是2 V D．线圈中不产生感应电动势
由I
E R
r
知：大，总电指阻针一偏定转时角，越E大越。大，I越
问题3：该实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈
中，快插入和慢插入有什么相同和不同？
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了I 产生的I大小不等6
2．磁通量变化越快，感应电动势越大。
二、法拉第电磁感应定律
Φ
t3 t4
O
t1 t2
t
图1
图2
18
例2.如图 (a)图所示，一个500匝的线圈的两 端跟R＝99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的 匀强磁场中，线圈的横截面积为20 cm2，电阻 为1 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象 如(b)图，求磁场变化过程中通过电阻R的电流 为多大？
19
【解析】 由题图(b)知：线圈中磁感应强度 B 均匀 增加，其变化率ΔΔBt ＝(504－1s0)T＝10 T/s. 由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动 势为 E＝nΔΔΦt ＝nΔΔBt S＝500×10×20×10－4 V＝10 V. 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I＝R＋E r＝991＋0 1A＝0.1 A.
巩固练习
2．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀 速转动，穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系 如图1，当线圈处于如图2所示位置时，它的：
电磁感应现象及应用ppt课件
2．产生感应电流的条件
2.电磁感应现象产生的电流叫做 感应电流
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
导体棒静止 导体棒平行磁感
线运动 导体棒切割磁感
线运动
实验现象(有无电流 )
_无___ _无___
_有___
结论： 当闭合回路中部分导体切割磁感线时，电路中会产生感应电流。
产生感应电流的条件
• 分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？ • 1 ) 向右平动(ad边还没有进入磁场)
有感应电流
• 2 ) 向上平动(ab边还没有离开磁场)
• 无3 感) 以应bc电边流为轴转动(ad边还没有转入磁场)
• 无4 感) 以应ab电边流为轴转动(转角不超过90°)
• 5 ) B＝kt(k＞0)，且线框在图中位置不动
家用微波炉
家用微波炉把220V家用电，通过变压器增大电压，高压使 磁控管产生高频微波，高频微波再通过滤导管传送给搅拌器， 搅拌器使高频微波均匀分布在炉腔内。食物内的水分被高频微 波振动，产生热量，进而使食物加热。
日常变压器
变压器分为单相变 压器和三相变压器，右 图为单相变压器，主要 应用电磁感应原理，使 N1N2两线圈内的磁通量 发生改变，从而使线圈 内的电流发生改变。
安培未能足够重视这一转瞬即逝的实验现象，痛失 了一项重大的科学发现，原因何在？
这是因为他把分子电流假说看得极为重要，他完 全被自己的理论禁锢起来了。
解放思想，实事求是
法拉第发现的电磁感应使人们对电 和磁内在联系的认识更加完善，宣告 了电磁学作为一门统一学科的诞生， 为电磁学的发展作出了重大贡献。
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感 应现象
2.电磁感应现象产生的电流叫做 感应电流
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
导体棒静止 导体棒平行磁感
线运动 导体棒切割磁感
线运动
实验现象(有无电流 )
_无___ _无___
_有___
结论： 当闭合回路中部分导体切割磁感线时，电路中会产生感应电流。
产生感应电流的条件
• 分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？ • 1 ) 向右平动(ad边还没有进入磁场)
有感应电流
• 2 ) 向上平动(ab边还没有离开磁场)
• 无3 感) 以应bc电边流为轴转动(ad边还没有转入磁场)
• 无4 感) 以应ab电边流为轴转动(转角不超过90°)
• 5 ) B＝kt(k＞0)，且线框在图中位置不动
家用微波炉
家用微波炉把220V家用电，通过变压器增大电压，高压使 磁控管产生高频微波，高频微波再通过滤导管传送给搅拌器， 搅拌器使高频微波均匀分布在炉腔内。食物内的水分被高频微 波振动，产生热量，进而使食物加热。
日常变压器
变压器分为单相变 压器和三相变压器，右 图为单相变压器，主要 应用电磁感应原理，使 N1N2两线圈内的磁通量 发生改变，从而使线圈 内的电流发生改变。
安培未能足够重视这一转瞬即逝的实验现象，痛失 了一项重大的科学发现，原因何在？
这是因为他把分子电流假说看得极为重要，他完 全被自己的理论禁锢起来了。
解放思想，实事求是
法拉第发现的电磁感应使人们对电 和磁内在联系的认识更加完善，宣告 了电磁学作为一门统一学科的诞生， 为电磁学的发展作出了重大贡献。
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感 应现象
《电磁感应定律应》课件
1
自感和互感的应用
用于变压器、感应电动机等电路中，用于传递、转换或储存电能。
2
变压器的原理和应用
通过自感和互感作用，实现电压的升降。广泛应用于电力输配系统。
3
发电机的工作原理和应用
通过电磁感应定律将机械能转化为电能，广泛应用于发电站和动力设备中。
磁力线的概念及特征
• 磁力线是描述磁场分布的图形表示，它们总是从磁北极流向磁南极。 • 磁力线趋向于集中在有磁场物体附近，形成闭合回路或弧形。 • 磁力线之间距离越近，磁场强度越大。
磁性材料的分类及特性
磁体材料
铁、钴、镍等磁性物质，具有 显著的磁性。
顺磁材料与铁磁材料
顺磁材料被磁场吸引，但不保 持磁性；铁磁材料具有长久的 磁性。
抗磁材料
被磁场排斥，且磁性很弱。
磁的性质及表达方式
磁铁
具有一定磁性，可以吸引铁、镍、钴等物体。
磁场由Βιβλιοθήκη 体产生的具有磁性的物质周围的区域。
磁力
磁场对物体施加的力，可以使物体受力或运动。
磁学基本方程组的概念及应用
1
安培环路定理
描述了磁场中电流的分布和磁感应强度的关系。
2
高斯定理
描述了电荷分布和电场的关系。
3
法拉第电磁感应定律
描述了磁场和电流之间的相互作用关系。
《电磁感应定律应》PPT 课件
通过本PPT课件，带你深入了解电磁感应定律的应用。从定义到工作原理， 涵盖了各个方面，让你对这一重要概念有全面的了解。
电磁感应定律的定义
1 法拉第电磁感应定律
描述了磁场和电流之间的相互作用关系，给出了感应电动势和磁场变化率的定量关系。
2 楞次定律
规定了感应电流在电路中的方向，以保持电路中的能量守恒。
电磁感应定律的应用 优秀课件
A．若是匀强磁场，小球在左侧上升的高度小于h B．若是匀强磁场，小球在左侧上升的高度等于h C．若是非匀强磁场，小球在左侧上升的高度等于h D．若是非匀强磁场，小球在左侧上升的高度大于h [审题指导] (1)小球在哪种磁场中运动磁通量发生变化。 (2)小球上升高度变化说明有机械能与电能的转化。
[解析] 当磁场为匀强磁场时，穿过小球的磁通量 保持不变，不会有电磁感应现象发生，小球的机械能守 恒，小球在曲面左侧可以达到同样的高度h，选项B正确， A错误；当磁场为非匀强磁场时，穿过小球的磁通量会发 生变化，在小球中会有涡流产生，从而使小球的机械能 减少，转化为电能，进而使小球内能增加，所以小球到 达曲面左侧的高度要比h低，选项C、D错误。 [答案] B.若是匀强磁场，
1．涡流产生的条件 涡流的本质是电磁感应现象，涡流产生的条件是穿过 金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身可自行构成闭 合回路。同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感 应电流很大，就像水中的旋涡。 2．可以产生涡流的两种情况 (1)把块状金属放在变化的磁场中。 (2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
3．利用
新型炉具
就是利用涡流原理制成的，其优点是
热效率 高；无烟火，无 毒气废气 ，被称为“绿色炉具”。
4．防止
为减小涡流，电动机、变压器铁芯是用外表涂有
绝缘材料 的薄硅钢片叠成的，而不采用整块硅钢铁芯，这
样减少发热，降低能耗，提高了设备的工作效率。
[涡流的应用]
电磁灶加热原理如图所示，灶台台面是一块高 强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃)，台面下边装 有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电流转换 装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪 锅．
小球在左侧上升的高度等于h
[解析] 当磁场为匀强磁场时，穿过小球的磁通量 保持不变，不会有电磁感应现象发生，小球的机械能守 恒，小球在曲面左侧可以达到同样的高度h，选项B正确， A错误；当磁场为非匀强磁场时，穿过小球的磁通量会发 生变化，在小球中会有涡流产生，从而使小球的机械能 减少，转化为电能，进而使小球内能增加，所以小球到 达曲面左侧的高度要比h低，选项C、D错误。 [答案] B.若是匀强磁场，
1．涡流产生的条件 涡流的本质是电磁感应现象，涡流产生的条件是穿过 金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身可自行构成闭 合回路。同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感 应电流很大，就像水中的旋涡。 2．可以产生涡流的两种情况 (1)把块状金属放在变化的磁场中。 (2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
3．利用
新型炉具
就是利用涡流原理制成的，其优点是
热效率 高；无烟火，无 毒气废气 ，被称为“绿色炉具”。
4．防止
为减小涡流，电动机、变压器铁芯是用外表涂有
绝缘材料 的薄硅钢片叠成的，而不采用整块硅钢铁芯，这
样减少发热，降低能耗，提高了设备的工作效率。
[涡流的应用]
电磁灶加热原理如图所示，灶台台面是一块高 强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃)，台面下边装 有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电流转换 装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪 锅．
小球在左侧上升的高度等于h
电磁感应现象及应用ppt课件
课堂小结
1. 划时代的发现 法拉第——电磁感应——感应电流
2. 产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感 应电流。
3. 电磁感应现象的应用 发电机、变压器、电磁炉
3. 法拉第最初发现“电磁感应现象”的实验情景简化如图所示，在正确操 作的情况下，得到符合实验事实的选项是（ ） A．闭合开关的瞬间，电流计指针无偏转 B．闭合开关稳定后，电流计指针有偏转 C．通电状态下，断开与电源相连线圈的瞬间，电流计指针有偏转 D．将绕线的铁环换成木环后，闭合或断开开关瞬间，电流计指针无偏 转
例：关于感应电流，下列说法中正确的是（ ） A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中 一定没有感应电流 D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感 应电流
2.产生感应电流的条件 （3）感应电流产生的条件：
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就 产生感应电流。 思考：能引起磁通量发生变化的原因有哪些？ a.由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化。 b.磁场不变，由于闭合回路的面积S变化而引起磁通量的变化。 c.闭合回路的磁场和面积S同时变化而引起磁通量的变化。 d.闭合回路与磁场间的夹角变化而引起磁通量的变化。
（2）实验分析：
条形磁体运动
电路中是否产生感应
电流表指针是否摆动
电流
N/S极插入线圈
是
是
N/S极停在线圈中
否
否
N/S极从线圈中拔出
是
是
条形磁体插入线圈时，线圈中的磁场由弱变强，条形磁体从线圈中 拔出时，线圈中的磁场由强变弱，即通过线圈的磁场强弱发生变化 时，会产生感应电流。2.产生感应流的条件（2）实验分析：
《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
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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。
专题二 法拉第电磁感应定律的应用(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小。
(3)求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值。
04 典例分析
答案：
(1)见解析图
(2)BRlv
gsin θ－B2l2v mR
(3)mgBR2sli2n θ
解析：(1)如图所示，ab 杆受重力 mg，竖直向下；支持力 FN，
垂直导轨平面向上；安培力 F，沿导轨平面向上。
2.制约关系
导体运动 切割磁感线
v变化
E=BLv F安变化
I E R总
F安=BIL
F安的大小与速度大小有关
F合变化
a变化
02 电磁感应现象中的能量分析
1．能量转化的过程分析 电磁感应的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通 过安培力做功实现的。安培力做功使得电能转化为其他形式的能(通 常为内能)，克服安培力做功，则是其他形式的能(通常为机械能)转 化为电能的过程。
01 电磁感应中的电荷量问题
闭合回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt
内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)
q＝I·Δt
I＝RE总
E＝n
ΔΦ Δt
q I t
E
n t t
t n
R总
R总
R总
(1)由上式可知，通过某一截面的感应电荷量q仅由线圈匝数n、回路电阻R和磁
通量的变化量ΔΦ决定，与时间长短无关。 (2)求解电路中通过的电荷量时，I、E 均为平均值.
2.判断感应电流和感应电动势的方向，都是利用相当于电源的部 分根据右手定则或楞次定律判定的。实际问题中应注意外电路电 流由高电势流向低电势，而内电路则相反。
02 对电路的理解
1.内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由 电阻、电容等电学元件组成。
(3)求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值。
04 典例分析
答案：
(1)见解析图
(2)BRlv
gsin θ－B2l2v mR
(3)mgBR2sli2n θ
解析：(1)如图所示，ab 杆受重力 mg，竖直向下；支持力 FN，
垂直导轨平面向上；安培力 F，沿导轨平面向上。
2.制约关系
导体运动 切割磁感线
v变化
E=BLv F安变化
I E R总
F安=BIL
F安的大小与速度大小有关
F合变化
a变化
02 电磁感应现象中的能量分析
1．能量转化的过程分析 电磁感应的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通 过安培力做功实现的。安培力做功使得电能转化为其他形式的能(通 常为内能)，克服安培力做功，则是其他形式的能(通常为机械能)转 化为电能的过程。
01 电磁感应中的电荷量问题
闭合回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt
内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)
q＝I·Δt
I＝RE总
E＝n
ΔΦ Δt
q I t
E
n t t
t n
R总
R总
R总
(1)由上式可知，通过某一截面的感应电荷量q仅由线圈匝数n、回路电阻R和磁
通量的变化量ΔΦ决定，与时间长短无关。 (2)求解电路中通过的电荷量时，I、E 均为平均值.
2.判断感应电流和感应电动势的方向，都是利用相当于电源的部 分根据右手定则或楞次定律判定的。实际问题中应注意外电路电 流由高电势流向低电势，而内电路则相反。
02 对电路的理解
1.内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由 电阻、电容等电学元件组成。
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
§8.1电磁感应定律.ppt
的感应电流及方向。
解 设 t = 0 时线框处于图示位置。
则 t 时刻线框左边离导线的距离： I
b vt
回路正绕向：顺时针方向
B
dS
B
dS
cos
0o
S
S
b
B
v
a
a
Chapter 8. 电磁感应
§8. 1 电作磁者感：应杨定茂律田
P. 10 / 24 .
线圈以ω = kt 旋转(k为常数)，求小线圈内感应电动势。
提示I
2R
B
dS
Bo
r
2
S
q
or R
Chapter 8. 电磁感应
§8. 1 电作磁者感：应杨定茂律田
P. 16 / 24 .
课堂练习 如图，两线圈同心共面，R>>r，带电量q的大
I v
dx a
b
a
x
o x
Chapter 8. 电磁感应
§8. 1 电作磁者感：应杨定茂律田
P. 13 / 24 .
课堂练习 如图，无限长载流直导线与正方形导线框共面
且相对位置不变，导线中电流以恒定速率J0增长，已知a、 b，求导线框内的感应电动势。
感应电流 Ii 为：
ei
ei <0，指向与回路正绕向反向！
回
Chapter 8. 电磁感应
§8. 1 电作磁者感：应杨定茂律田
P. 5 / 24 .
ei
d dt
B eˆ n
右图： 0
若
d dt
0 ，则：
ei
ei <0，指向与回路正绕向反向！
回
Chapter 8. 电磁感应
法拉第电磁感应定律 课件
[典例] 如图 4-4-6 所示，边长为 0.1 m 的正方形线圈 ABCD 在大小为 0.5 T 的匀强磁 场中以 AD 边为轴匀速转动。初始时刻线圈平 面与磁感线平行，经过 1 s 线圈转了 90°，求： 图 4-4-6
(1)线圈在 1 s 时间内产生的感应电动势的平均值。 (2)线圈在 1 s 末时的感应电动势大小。 [解析] 初始时刻线圈平面与磁感线平行，所以穿过 线圈的磁通量为零，而 1 s 末线圈平面与磁感线垂直，磁 通量最大，故有磁通量变化，有感应电动势产生。
法拉第电磁感应定律
一、电磁感应定律 1．感应电动势 (1)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相当于电源 。 (2)在电磁感应现象中，若 闭合 导体回路中有感应电流，电 路就一定有感应电动势；如果电路 断开 ，这时虽然没有感应电 流，但感应电动势依然存在。
2．法拉第电磁感应定律
(1)根据 E＝ΔΔΦt 可得在转过 90°的过程中产生的平均 感应电动势 E＝ΔΔΦt ＝0.5×0.1×0.1 V＝0.005 V。
(2)当线圈转了 1 s 时，恰好转了 90°，此时线圈的速 度方向与磁感线的方向平行，线圈的 BC 段不切割磁感线 (或认为切割磁感线的有效速度为零)，所以线圈不产生感应 电动势，E′＝0。
向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1 s 时间内
均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不
变，在 1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。
先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为
()
A．12
B．1
C．2
D．4
[思路点拨] 线框位于匀强磁场中，磁通量发生均匀变 化，根据法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小。
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(2)磁卡和动圈式话筒 ①磁卡工作原理 磁卡信息的录入是利用了 电流的磁效应 ；信息的读 取与录入过程相反，利用了 电磁感应原理 ． ②动圈式话筒 动圈式话筒是把 声音 信号转变为 电 信号的装置， 由膜片、线圈、永磁体等构成．其工作原理是利用 了 电磁感应原理 ．
2．思考判断 (1)涡流是由整块导体发生的电磁感应现象，不遵从电磁 感应定律．(×) (2) 通 过 增 大 铁 芯 材 料 的 电 阻 率 可 以 减 小 涡 流 的 产 生．(√) (3)各种银行信用卡的使用，就是人们利用了电磁感应原 理．(√)
温升高的是( )
A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
图 1－3－2
【审题指导】 (1)穿过回路的磁通量变化是产生涡流的 必要条件．
(2)涡流只能产生在导体内部．
【解析】 通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会 产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化， 在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生 涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场 在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．
3．探究交流 北京奥运会期间，观众入场前都要接受安全检查，如图 1－3－1 是一种手持式安全检查报警器，一靠近金属体，它 就会发出报警声，这是为什么呢？
图 1－3－1
【提示】 在报警器内有一线圈，线圈中通有高频电流， 因此线圈周围有着高频的变化磁场．当报警器靠近金属体时， 线圈的磁场在金属体中感应出涡电流，涡电流产生的磁场又 会穿过线圈，改变线圈中的原磁场，使相关的电子线路产生 报警声.
第 3 节 电磁感应定律的应用
教师用书独具演示
●课标要求 (一)知识与技能 1．知道涡流是如何产生的． 2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利 用和防止． 3．了解磁卡记录及读取信息的原理． 4．了解动圈式话筒的工作原理．
(二)过程与方法 1．用实验的方法引入新课，激发学生的求知欲． 2．通过用旧知识分析新问题弄清涡流的产生． 3．利用理论联系实际的方法加深理解涡流． (三)情感、态度与价值观 1．培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题． 2．体验实验的乐趣，引发学生去分析问题，解决问题， 提高其学习掌握知识的能力． 3．通过理论与实际相结合，提高学习情趣，培养其用理 论知识解决实际问题的能力．
涡流、磁卡和动圈式话筒 1.基本知识 (1)涡流及其应用 ①定义 将整块金属放在变化磁场中，穿过金属块的磁通量发生 变化，金属块内部所产生的 旋涡状 的感应电流． ②利用 新型炉具电磁炉就是利用涡流原理制成的，其优点 是 热效率高 ；无烟火，无毒气、废气，被称为“ 绿色炉具 ”．
③防止 为减小涡流，电动机、变压器铁芯是用外表涂 有 绝缘材料 的薄硅钢片叠成的，而不采用 整块 硅钢铁 芯，这样减少发热，降低能耗，提高了设备的工作效率．
【答案】 C
如图 1－3－3 所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图， 冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时 被冶炼的金属就能被熔化．这种冶炼方法速度快、温度容易 控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特 种金属．该炉的加热原理是( )
图 1－3－3
A．利用线圈中电流产生的焦耳热 B．利用红外线 C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波 【解析】 把冶炼的金属放在冶炼炉中，冶炼炉外面绕 着线圈，给线圈通入高频交流电，冶炼炉内待冶炼的金属在 快速变化的磁场中被感应出很强的涡流，从而产生大量的热 使金属熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，还可以 在真空条件下进行，避免金属的氧化，保证金属的纯度，特 别适合于特种合金和特种钢的冶炼． 【答案】 C
4．涡流的利用 (1)利用涡流受的安培力：如电磁阻尼等． (2)利用涡流的热效应：如电磁炉等． (3)措施：增加ΔΔΦt ，选用电阻率较小的材料．
如图 1－3－2 所示，在一个绕有线圈的可拆变
压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯高，则通入的电流与水
●课标解读 1．知道涡流是一种电磁感应现象，了解涡流的磁效应和 热效应． 2．知道涡流在现实生活中的应用，并能知道如何防止不 利的因素． 3．对磁卡和动圈式话筒的工作原理有一定了解．
●教学地位 本节内容属于电磁感应现象在实际生活中的应用，在高 考要求中是Ⅰ级要求．因此本节只要求学生了解、知道关于 涡流、磁卡、动圈式话筒的工作原理，不是重点内容.
●新课导入建议 问题式引入新课 教师：出示电磁炉，问哪些同学有使用过？与电炉有何 区别？ 教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其 铁芯有什么特点？ 学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠 合而成的．
教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不 是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥 秘．
• ●教学流程设计
演示结束
课标解读
重点难点
1道的2以的3话...了知知涡．及应筒解道道流在用的涡磁涡是生．工流流卡如产作的现和何、原利象 动产 生 理与， 圈生 活. 弊知 式中，1用 2的 3会 量...涡 磁 金． 原 产 ．流 卡 属(理 生 (重 难的 、 块． 大点 点概 动 中(量)重) 念圈产热点及式生) 其话涡应筒流
涡流的产生及能量转化
【问题导思】 1．涡流的产生条件是什么？ 2．产生涡流时，能量的转化特点如何？
1．涡流产生的条件 涡流的本质是电磁感应现象，涡流产生的条件是穿过金 属块的磁通量发生变化，并且金属块本身可自行构成闭合回 路．同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感应电流 很大，就像水中的漩涡． 2．产生涡流的两种常见方式 (1)利用变化磁场：把块状金属导体放在变化的磁场中． (2)利用相对运动：让块状金属导体进、出磁场或在非匀 强磁场中运动．
3．能量转化 产生了涡电流，涡电流就会受安培力作用，安培力做功， 电能最终在金属中转化为内能． (1)块状金属导体处在变化磁场中，则磁场能转化为电能 并最终转化为内能． (2)块状金属导体自由进出磁场或在非匀强磁场中运动， 则机械能转化为电能最终转化为内能． (3)若有其他力作用在块状金属导体上维持其运动，则其 他形式能转化为电能最终转化为内能．