电磁感应PPT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
《电磁感应现象》课件
4. 分析结果
根据记录的数据，分析电磁感应 现象中产生的电动势大小和方向 与磁场变化的关系，验证法拉第 电磁感应定律。
5. 清理实验现场
实验结束后，关闭电源，拆解电 路，整理实验器材。
05
电磁感应现象的意义与影响
对现代电力工业的影响
发电
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能，为现代电力工业
提供源源不断的能源。
智能电网
智能电网的建设需要大量应用电磁感应技术，实 现高效、安全、可靠的电力传输和分配。
3
交通领域
未来交通工具如电动汽车、高速磁悬浮列车等将 大量应用电磁感应技术，提高运行效率和安全性 。
学生自我评估与反馈
学生应自我评估对本课程内容的掌握程度，是否理解了电磁感应现象的基本概念和法拉第电磁感应定律的原理 。
用于测量感应电流的大小 和方向。
导线
连接电源、线圈、电流计 和磁铁。
实验步骤与观察
2. 启动实验
打开电源，逐渐增加磁场强度或 改变磁场方向，观察灵敏电流计 的读数变化。
1. 连接电路
将电源、线圈、电流计和磁铁按 照电路图正确连接，确保线路接 触良好。
3. 记录数据
在实验过程中，记录不同磁场强 度和方向下，感应电流的大小和 方向变化。
输电
高压输电线路利用电磁感应原理 将电能高效地传输到各个角落，
满足人们的电力需求。
配电
配电系统利用电磁感应原理实现 电能的分配和管理，保障电力供
应的稳定性和可靠性。
对现代电子工业的影响
电子设备
各种电子设备如电视、电脑、手机等 都离不开电磁感应的应用，如变压器 、电感器等。
通信技术
无线通信和光纤通信技术利用电磁感 应原理实现信息的传输和处理，极大 地促进了现代电子工业的发展。
电磁感应优秀课件
自感系数
电磁感应
对于一个任意的回路
L
d dt
d dI
dI dt
L
L
dI dt
L dΨ Ψ dI I
自感（系数）的物理意义：
① L dΨ Ψ dI I
在数值上等于回路中通过单位电流时， 通过自身回路所包围面积的磁通链数。
电磁感应
②
L
d
dt
d( LI ) L dI I dL
解： r R E涡 • dl L
B
•
dS
t
S
分布。 E
L E涡dl
S
B dS t
dB
R L E
d
t
E r
0
B E
E涡
2r
dB dt
r 2
E涡
r 2
dB dt
方向：逆时针
电磁感应
r R
L E涡 •
dl
S'
B t
•
dS
在圆柱体外，由于
l H • dl NI
H 2r NI
H NI 2r
I
R2 R1
B NI
2r
d
B
•
dS
NI
hdr
2r
h
r dr
电磁感应
d
B
•
dS
NI
hdr
2r
d
NIh 2
R2
R1
dr r
NIh ln( R2 )
2
R1
N N 2Ih ln( R2 )
2
R1
L
N 2h
ln(
R2
)
I 2
R1
电磁感应
电磁感应PPT课件(初中科学)
认识一个新朋 友
(2)闭合开关.此时,灵敏电流计指针向 __________(左或右)偏转.
(3)改变电流流入灵敏电流计的方向,重复实 验,灵敏电流计指针偏转方向与本来 _________ (相同或相反).
检验电路中是否有微
灵敏电流计的作用： 弱的电流
根据指针偏转方向判断 电流的方向.
假如我是法拉第……
没有，但导体两端有感应电压。 所以切割磁感线的导体相当于？
探究：影响感应电流方向的因素
1、提出问题： 感应电流的方向和哪些因素有关？
2、建立猜想和假设： 可能与磁场方向有关 可能与切割磁感线的方向有关
3、设计实验方案：
探究：影响感应电流方向的因素
表1：
磁极位置
N上S下
闭合电路的一部分导 体在磁场中
用什么表示?
用G表示
b.灵敏电流计的0刻度在表盘中的什么位置? 在表盘的中间位置. 指针能否只能向右偏转? 猜想:指针向左或右是由什么决定的? c.灵敏电流计的量程
认识一个新朋 友
活动二. 目的：电流方向与灵敏电流计指针偏转 方向的关系.
步骤：（1）根据电路图连接电路
注意：连接时开关处于什么状态？
说明
1、什么是电磁感应:
闭合电路的一部分导体放到磁场里做切 割
磁感线运动时,导体中就会产生电流.
这种现象叫电磁感应现象
产生的电流就是感应电流
利用这一 现象可以制成 发电机,
实现了机械能转化为电能
2、产生感应电流的条件
ａ、导体是闭合电路的一部分
ｂ、导体在磁场中做切割磁感线运动
电路不闭合，导 线不会有感应电流！
奥斯特实验： 通电导线周围存在磁场
电流
磁场
电磁感应定律精品PPT课件
电磁感应定律的基本定律
（1）闭合回路由 N 匝密绕线圈组成
i
d
dt
磁通匝数（磁链） NΦ
（2）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
Ii
1 R
dΦ dt
q
t2 Idt
t1
1 R
Φ2 dΦ
Φ1
1 R
(Φ1
Φ2 )
电磁感感应定律的基本定律
感应电动势的方向
i
dΦ dt
B
Φ0
×
××v
×
××××××
电磁感应 电磁场
8
物理学
电磁感应定律的基本定律
楞次定律是能量守恒定律的一种表现
机械能
焦耳热
维持滑杆运
B × × × × × ×
动必须外加一力， × × × × × ×
v I 此过程为外力克 F × ×m × × × ×
服安培力做功转 × × × i× × ×
化为焦耳热.
××××××
（ B 与回路成右螺旋）
N
dΦ 0 dt
Ei 0
S
i与回路取向相反
电磁感应 电磁场
5
物理学
电磁感应定律的基本定律
三 楞次定律
闭合的导线回 路中所出现的感应 电流，总是使它自 己所激发的磁场反 抗任何引发电磁感 应的原因（反抗相 对运动、磁场变化 或线圈变形等）.
B
N
F
S
电磁感应 电磁场
v
6
电磁感应 电磁场
9
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
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：
电磁感应课件
负.
如下图所示，在同一水平面内有三个闭合线
圈 a 、b 、 c，当 a 线圈中有电流通过时，它们
的磁通量 分别为 φa、 φb 、与φc ,下列说法正确
的是： (
B)
A. φa ＜ φb ＜ φc
B. φa ＞ φb ＞ φc C. φa ＜ φc ＜ φb
I a bc
D. φa ＞ φc ＞ φb
（ BD ）
A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时，
杆ab将向右移动。
B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时，
杆ab将向右移动。
C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时， 杆ab将向右移动。
a
D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时，
杆ab将向右移动。
点拨：Φ=BS，杆ab将向右移动 ，
b
S增大， Φ增大，只有B减小，才能阻碍Φ增大
量增加，I 的方向为顺时针，
v
当dc边进入直导线右侧，直到线框 在正中间位置B时，向外的磁通量
b
c
A BC
减少到0， I 的方向为逆时针，
接着运动到C，向里的磁通量增加，I 的方向为逆时针，
当ab边离开直导线后，向里的磁通量减少，I 的方向为顺时针。
所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针， 然后又为顺时针。
况如图示，
v dc
自右向左移动时，感应电流 M
N
的磁场向外，
所以感应电流为逆时针方向。
例2.如图所示，一水平放置的圆形通电线圈I固定，
有另一个较小的线圈II从正上方下落，在下落过程中
线圈II的平面保持与线圈I的平面平行且两圆心同在一
竖直线上，则线圈II从正上方下落到穿过线圈I直至在
下方运动的过程中，从上往下看线圈II：( C )
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
电磁感应课件ppt
右手定则在直流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系。
右手定则在交流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系，但需注意交流电的矢量性。
楞次定律与右手定则的实例
楞次定律的实例
当一个条形磁铁插入线圈时，线 圈中会产生抵抗磁通变化的感应 电流，从而阻碍磁铁的插入。
右手定则的实例
当直流电通过一个线圈时，用右 手握住线圈，拇指指向电流方向 ，四指指向即为磁场方向。
法拉第电磁感应定律
说明电磁感应现象，磁场可由 电场感应产生，而电场也可由
磁场感应产生。
麦克斯韦方程组的实例
静电场的电势分布
通过电势分布来描述静电场的性质和规律 。
恒定电流的磁场
描述恒定电流产生的磁场分布和性质，如 磁感线的形状和方向。
电磁感应现象
如发电机的工作原理，磁场感应电场，电 场感应磁场等。
• 安培环路定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{E} = -\frac{\partial \overset{\longrightarrow}{B}}{\partial t}$ • 法拉第电磁感应定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{B} = \mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J} + \frac{\partial
VS
详细描述
将一根导线置于磁场中，并通以交变电流 ，根据右手定则，用右手握住导线，让大 拇指指向电流方向，四指的弯曲方向就是 磁场方向。在实验中，可以通过观察电流 表指针的偏转方向来验证右手定则。
谢谢您的聆听
THANKS
楞次定律的表述
感应电流的方向总是要使感应电动势反抗 引起感应电流的原磁场的磁通变化。
用于判断电流方向与磁场方向的关系。
右手定则在交流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系，但需注意交流电的矢量性。
楞次定律与右手定则的实例
楞次定律的实例
当一个条形磁铁插入线圈时，线 圈中会产生抵抗磁通变化的感应 电流，从而阻碍磁铁的插入。
右手定则的实例
当直流电通过一个线圈时，用右 手握住线圈，拇指指向电流方向 ，四指指向即为磁场方向。
法拉第电磁感应定律
说明电磁感应现象，磁场可由 电场感应产生，而电场也可由
磁场感应产生。
麦克斯韦方程组的实例
静电场的电势分布
通过电势分布来描述静电场的性质和规律 。
恒定电流的磁场
描述恒定电流产生的磁场分布和性质，如 磁感线的形状和方向。
电磁感应现象
如发电机的工作原理，磁场感应电场，电 场感应磁场等。
• 安培环路定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{E} = -\frac{\partial \overset{\longrightarrow}{B}}{\partial t}$ • 法拉第电磁感应定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{B} = \mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J} + \frac{\partial
VS
详细描述
将一根导线置于磁场中，并通以交变电流 ，根据右手定则，用右手握住导线，让大 拇指指向电流方向，四指的弯曲方向就是 磁场方向。在实验中，可以通过观察电流 表指针的偏转方向来验证右手定则。
谢谢您的聆听
THANKS
楞次定律的表述
感应电流的方向总是要使感应电动势反抗 引起感应电流的原磁场的磁通变化。
《电磁感应现象及应用》PPT优质课件
电磁感应现象及应用
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解． 公式：
2．磁感应强度的大小及方向的判定． 3．对磁通量的理解与计算. 公式：Φ＝BS
电磁感应的探索历程
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应． 2．“磁生电”的发现
到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A．n(B2－B1)S
B．n(B2＋B1)S
C．(B2－B1)S
D．(B2＋B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2＝B2S，初状态的磁通量 Φ1＝－B1S，则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ＝(B2＋B1)S，故 D 正确，A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动： A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad 边向里)，D.从纸面向纸外 做平动，E.向上平动(E 线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？
A
B
C
D
E
思路点拨：根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过 程中，线圈中的磁通量( )
A．是增加的 C．先增加，后减少
B．是减少的 D．先减少，后增加
思路点拨：解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况， 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。D 选 项正确。]
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解． 公式：
2．磁感应强度的大小及方向的判定． 3．对磁通量的理解与计算. 公式：Φ＝BS
电磁感应的探索历程
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应． 2．“磁生电”的发现
到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A．n(B2－B1)S
B．n(B2＋B1)S
C．(B2－B1)S
D．(B2＋B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2＝B2S，初状态的磁通量 Φ1＝－B1S，则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ＝(B2＋B1)S，故 D 正确，A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动： A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad 边向里)，D.从纸面向纸外 做平动，E.向上平动(E 线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？
A
B
C
D
E
思路点拨：根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过 程中，线圈中的磁通量( )
A．是增加的 C．先增加，后减少
B．是减少的 D．先减少，后增加
思路点拨：解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况， 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。D 选 项正确。]
电磁感应(PPT课件(初中科学)24)
电磁感应
不夜城，灯火通明，风景诱人。 你有没有想过这电是如何得到的呢?
这应追溯到奥斯特实验
奥斯特实验
电流
磁场
？
英国科学家法拉第，经过十
年坚持不懈的努力，终于在 1831年成功地利用磁场获得 电流
如何让磁场能产生电流
实验器材 蹄形磁铁 —— 提供磁场
导 线 —— 电流的载体 开 关 —— 控制电路通断
但导体两端有电压！
感应电压
影响感应电流方向的因素
1、提出问题： 感应电流的方向和哪些因素有关？
2、建立猜想和假设： 可能与磁场方向有关 可能与导体的运动方向有关
3、设计实验方案：
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
磁极位置 N上S下
闭合电路的一 部分导体在磁 场中
向右切割磁 感线
向左切割磁 感线
如下图所示，要想此闭合电路中能产生 感应电流，导体棒AB应该( )
A.竖直向下运动 B.水平向右运动 C.水平向外运动
要改变导体在磁场中产生感应电流的方 向，下面哪种做法是正确的( )
A.改变磁场强弱
B.同时改变磁场方向和切割磁感线的方 向
C.改变切割磁感线的速度
D.只改变磁场方向或切割磁感线方向
电流表指针偏转 方向
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
闭合电路的一 部分导体在磁
磁极位置
场中
向右切割磁感 N上S下 线 N下S上
灵敏电流计指 针偏转方向
（1）感应电流方向与 导体的运动方向有关
（2）感应电流方向与 磁场方向有关
二、影响感应电流方向的因素
1、导体中的感应电流方向与磁场方向有关， 与导体的运动方向有关 2、当导体的运动方向不变时，改变磁场方 向，感应电流方向与本来相反；当磁场方向 不变时，改变导体运动方向，感应电流方向 与本来相反
不夜城，灯火通明，风景诱人。 你有没有想过这电是如何得到的呢?
这应追溯到奥斯特实验
奥斯特实验
电流
磁场
？
英国科学家法拉第，经过十
年坚持不懈的努力，终于在 1831年成功地利用磁场获得 电流
如何让磁场能产生电流
实验器材 蹄形磁铁 —— 提供磁场
导 线 —— 电流的载体 开 关 —— 控制电路通断
但导体两端有电压！
感应电压
影响感应电流方向的因素
1、提出问题： 感应电流的方向和哪些因素有关？
2、建立猜想和假设： 可能与磁场方向有关 可能与导体的运动方向有关
3、设计实验方案：
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
磁极位置 N上S下
闭合电路的一 部分导体在磁 场中
向右切割磁 感线
向左切割磁 感线
如下图所示，要想此闭合电路中能产生 感应电流，导体棒AB应该( )
A.竖直向下运动 B.水平向右运动 C.水平向外运动
要改变导体在磁场中产生感应电流的方 向，下面哪种做法是正确的( )
A.改变磁场强弱
B.同时改变磁场方向和切割磁感线的方 向
C.改变切割磁感线的速度
D.只改变磁场方向或切割磁感线方向
电流表指针偏转 方向
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
闭合电路的一 部分导体在磁
磁极位置
场中
向右切割磁感 N上S下 线 N下S上
灵敏电流计指 针偏转方向
（1）感应电流方向与 导体的运动方向有关
（2）感应电流方向与 磁场方向有关
二、影响感应电流方向的因素
1、导体中的感应电流方向与磁场方向有关， 与导体的运动方向有关 2、当导体的运动方向不变时，改变磁场方 向，感应电流方向与本来相反；当磁场方向 不变时，改变导体运动方向，感应电流方向 与本来相反
实验探究：电磁感应现象PPT课件
● （3）运动时，导体中就会产生电流， 这种现象叫
●练习4 如图 一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁 ● N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置 ● I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置I和川都很靠近位置Ⅱ， ● 在这个过程中，线圈中的磁通量()
A.是增加的 B.减少的 C.先增加，后减少 D.先减少，后增加
实验探究： 电磁感应现象
磁
电
01
设计 实验
02
进行 试验
03
分析 结论
04
实验 引申
设计实验
磁铁
灵敏电流计
开关
滑动变阻器
导线
线圈
电源
实验一：导体在磁场中运动，能否产生电流 ？
1、实验的器材选择
导体运动 情况
指针摆动 是否产生
情况
电流
电 竖直上下
路
闭 水平左右
合
前后
倾斜上下
断
运动
开
上下 ×
前后 √
左右 ×
倾斜 √
1、切割
2、电路闭合
3、部分导体
实验小结
产生感应电流的条件是：
闭合电路的一部分导体在磁场 中做切割磁感线的运动。导体就 会产生电流。
BS=Ф
实验 二 磁体运动，线圈不运动会产生电流吗？
磁铁运动 情况
表针摆动 情况
是否产生 电流
插入瞬间 拔出瞬间
停在线圈中
结论2：
Ｎ
磁铁相对线圈运动时，线圈有感应
练习5、图的条件下穿过闭合矩形线圈的磁通量发生变化的是( )
电流产生。
B S=Ф
实验三：导体和磁铁不发生相对运动，能产生电流吗?
1 2
●练习4 如图 一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁 ● N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置 ● I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置I和川都很靠近位置Ⅱ， ● 在这个过程中，线圈中的磁通量()
A.是增加的 B.减少的 C.先增加，后减少 D.先减少，后增加
实验探究： 电磁感应现象
磁
电
01
设计 实验
02
进行 试验
03
分析 结论
04
实验 引申
设计实验
磁铁
灵敏电流计
开关
滑动变阻器
导线
线圈
电源
实验一：导体在磁场中运动，能否产生电流 ？
1、实验的器材选择
导体运动 情况
指针摆动 是否产生
情况
电流
电 竖直上下
路
闭 水平左右
合
前后
倾斜上下
断
运动
开
上下 ×
前后 √
左右 ×
倾斜 √
1、切割
2、电路闭合
3、部分导体
实验小结
产生感应电流的条件是：
闭合电路的一部分导体在磁场 中做切割磁感线的运动。导体就 会产生电流。
BS=Ф
实验 二 磁体运动，线圈不运动会产生电流吗？
磁铁运动 情况
表针摆动 情况
是否产生 电流
插入瞬间 拔出瞬间
停在线圈中
结论2：
Ｎ
磁铁相对线圈运动时，线圈有感应
练习5、图的条件下穿过闭合矩形线圈的磁通量发生变化的是( )
电流产生。
B S=Ф
实验三：导体和磁铁不发生相对运动，能产生电流吗?
1 2
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(V B) dl
19
二. 转动
例题: 如图，铜棒OA长为L,在均匀磁场B中以 角速度 绕O端转动,求铜棒中动生电动势的
大小 并判断O、A哪端电势高。
解：本题由于棒上各处
A
速度不同，不能用
=BLV直接计算.
O
20
[解法一] 将棒分割，取微元如图（坐标r，线
宽dr）.该微元速度
V r
8
二 .电磁感应规律
1. 楞次定律(Lenz law)----- 定Ii 方向
闭合回路中产生的感应电流的方向，总是 使感应电流所产生的通过回路的磁通量,去补 偿或反抗引起感应电流的磁通量的变化.
d 0
dt
Ii
阻碍
Bi
通过
9
例题1试用楞次定律判别下列情形中Ii 的方向：
NS
实验1
A V
B 实验2
第十二章
电磁感应
ELECTROMAGNETIC INDUCTION
1
基本要求
1. 熟练掌握法拉弟电磁感应定律及其应 用,会计算感应电动势并准确判定其方向 和电势的高低. 2. 理解动生电动势和感生电动势及其根 源,会计算动生电动势, 会用涡旋电场的概 念计算感生电动势及涡旋电场的分布.
2
3. 理解自感和互感，会计算一些简单问 题中的自感系数和互感系数
15
3. 感应电动势分类
根据磁通量
B dS
随时间变化的
原因，感应电动势 i 分为
动生电动势： 磁场不变 由动而生
感生电动势： 磁场变化 由感而生
16
§12－2 动生电动 势一. 平 动
motional Electromotive force
例题: 如图所示，长为L的导线AB 在均强磁
场B 中以速度V向右作匀速直线运动，灯泡电
5
电磁感应现象
NS
实验1
A V
B 实验2 6
V
实验3
7
结论: 当穿过闭合回路的磁通量变化时， 回路中产生感应电流（感应电动势）
d
dt
0
Ii ( i )
大小？方向？
感应电流（感应电动势）的大小、方向,由
电磁感应定律确定。
感应电流:Induction current 感应电动势:Induction electromotive force
回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变 化率成正比
i
d
dt
设回路电阻为R, 则感应电流
Ii
i R
14
讨论
i
d
dt
“ 一” 号用来定方向，详细规则见书上 φ为全磁通 （磁链数）
问题：感应电动势取决于磁通量的改变，哪些
物理量的改变会引起磁通量的变化？
答： B dS
磁场大小、回路面积、磁场与回路面积 的方向的改变。
阻R，导线及线框
A
电阻不计，求动生 电动势及通过灯泡
R
LV
的电流.
B
17
解：设AB向右移动距离dx,则回路面积增了
Ldx，回路磁通量的增加为：
d BdS BLdx
A
i
d
dt
L
V
BL dx BLV dt
i BLV
B dx
Ii
i
R
BLV R
18
推广: 在一般情况下，磁场可不均匀，导线各 部分速度可不同，B和V 也可不垂直，这时动 生电动势可由下式计算：
4. 掌握磁能密度、磁能公式, 会计算均匀 磁场和对称磁场的能量
5. 了解位移电流和麦克斯韦方程组
3
§12－1 电磁感应定律
一. 电磁感应现象 背 景（历史资料）
I 1819年 奥斯特实验
电磁
1831年 法拉弟电磁感应定律 磁电
4
电磁感应原理的应用 发电机 （西门子1866年发明直流发电机） 电动机，电气时代的到来 无线电通信（马可尼发明无线电报） 变压器，电磁灶 …..
BL2
0
2
如果轮子变成金属圆盘 (圆盘发电机)
结论不变。
25
例题：汽车以V=90km/hr的速度沿东西方向行 驶，车轮半径R=0.2m,求车轮绕轴转动垂直切 割地磁场所产生的感应电动势的大小.已知地 球磁场 B=0.5*10-4 T.
26
解:
BL2
1V B(
)R2
1
BVR
2 2R
2
1 0.5 104 90 103 0.2
v
实验3
10
例题2:如图,求线圈在垂直于均匀磁场的平面 内由圆逐渐变化为椭圆的过程中产生的感应 电动势的方向. 解: 楞次定律定方向如图
11
例题3 图中变压器原线圈中电流在减少，判 别副线圈中Ii的方向。
原
副
线
线
圈
圈
Ii
变压器
12
感应电流与感应电动势的关系
Ii
A
i
B
i
Ii
Ii
i
R
13
2. 法拉弟电磁感应定律 ----- 算大小、定方向 通过回路所包围面积的磁通量发生变化时，
d i
Bvdx
0I 2x
vdx
i
d i
dl d
0I 2x
vdx
I
0 I v ln d l 2 d
10A
A
V 2m/s
B
4 107 10 2 ln 3 x 2
4.4 106 (V ) A端高
d
0.1
dx
L
0.2 29
§12-3 感生电动势 induced electromotive force
有旋电场 Curl electric field 一.感生电动势和感生电场
当磁通量的变化由磁场的变化所引起时，导 线回路内产生的感应电动势称为感生电动势， 它同样满足法拉弟电磁感应定律
i
d dt
30
感生电动势和电流
BdS
i
d dt
Ii
i
R
NS
Ii
i dB 0
dt
感应电流----电荷定向运动------电场作用-------非静电场----感生电场
2
3600
0.000125(v)
27
例题： 如图所示，一长直导线中通有电流
I=10A,在其附近有一长为l=0.2m的金属棒AB，
以v=2m/s的速度平行于长
直导线作匀速运动，
如棒的近导线的一端
距离导线d=0.1m,求金
IA
属棒中的动生电动势。
V
B
d
l
28
解: 如图找微元dx, 求其产生的感应电动势
O
B
22
B L2
2
d
BL2 d
BL2
dt 2 dt 2
A
方向可由楞次定律判定
0端电势高于A端
O
B
23
判断O、A哪端电势高的其它途径
作闭合回路如图,同样
可由楞次定律判定0
端电势高于A端
A
O B
24
思考题:有四根幅条的金属轮在均匀磁场B中 绕0点转动，求轮子中心0与边沿间的感应电动 势. 解: 可看成4个电源并联
不变，微元上为均
匀磁场.
v r
d BVdr Brdr
A
L
0
Brdr
BL2
2
方向由
VB
定
O
即A
O, 所以0端电势高
dr r
21
[解法二] 用法拉弟电磁感应定律求解.
i
d
dt
如图连接0B、AB构成回路0AB，看该回路中
磁通量随时间t变化的情况
BS
A
S L2 L2
2 B L2
2
2