电磁感应现象的两类情况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
电磁感应现象的两类情况 课件
线圈平面，先后两次将线圈从同一位置匀速地
拉出有界磁场，第一次拉出时速度为 v1＝v0， 图 4-5-8 第二次拉出时速度为 v2＝2v0，前后两次拉出线圈的过程中，下
列说法错误的是
()
A．线圈中感应电流之比是 1∶2
B．线圈中产生的热量之比是 2∶1
C．沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为 1∶2
(3)导体棒受到的安培力
F＝BIl＝(B0＋kx)Il＝0.4(1＋x) 安培力随位置线性变化，则安培力做功
WF＝12[B0＋(B0＋kx)]Ilx
代入数据得 WF＝1.6 J。
答案：(1)2 A
2 (2)3 m/s
(3)1.6 J
电磁感应现象中的能量转化与守恒
电磁感应现象中的能量转化 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能， 若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能。 (2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做 功，把机械能或其他形式的能转化为电能。克服安培力做多少功， 就产生多少电能。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。
而电阻 R 上产生的热量为 QR＝R＋R r Q 总
代入数据解得 QR＝3.5 J。 答案：(1)6 m/s (2)3.5 J
图456
(1)回路中的电流； (2)金属棒在 x＝2 m 处的速度； (3)金属棒从 x＝0 运动到 x＝2 m 过程中安培力做功的大小。 解析：(1)电阻上消耗的功率不变，即回路电流不变，在 x＝0 处有 E＝B0lv0＝0.4 V，I＝R＋E r＝2 A。 (2)由题意，磁感应强度 B＝B0＋kx 考虑到电流恒定，在 x＝2 m 处有BR0＋lvr0＝B0R＋＋kxrlv 得 v＝23 m/s。
电磁感应现象的两类情况ppt课件演示文稿
解析：由题意可知圆形线圈A上产生的感生电动势 ΔB E＝n S＝100×0.02×0.2 V＝0.4 V， Δt E 0.4 V 电路中的电流 I＝ R ＋R ＝ 4 Ω＋6 Ω＝0.04 A. 1 2 电容器充电时的电压 UC＝IR2＝0.04 A×6 Ω＝0.24 V， 2 s后电容器放电的电荷量 Q＝CUC＝30×10－6 F×0.24 V ＝7.2×10－6 C. 答案：0.24 V 7.2×10－6 C
F的方向竖直向下．在力F的作用下，自由电子沿导体向 下运动，使导体下端出现过剩的负电荷，导体上端出现过剩 的正电荷．结果使导体上端D的电势高于下端C的电势，出现 由D指向C的静电场．此电场对电子的作用力F′是向上的，与 洛伦兹力的方向相反．随着导体两端正、负电荷的积累，场 强不断增强，当作用在自由电子上的静电力F′与洛伦兹力F 互相平衡时，DC两端便产生了一个稳定的电势差．如果用另 外的导线把CD两端连接起来，由于D端电势比C端高，自由 电子在静电力的作用下将在导线框中沿顺时针方向流动，形 成逆时针方向的感应电流如图乙所示．电荷的流动使CD两端 积累的电荷减少，洛伦兹力又不断地使电子从D端运动到C端， 从而在CD两端维持一个稳定的电动势．
我们知道，常温下的气体是绝缘体，须在6000℃以上才能 电离，这样的高温是难以达到的．为使气体在较低温度下 (3000℃左右)就能电离，可在高温燃烧的气体中添加一定比例 (1%)的容易电离的低电离电位物质(如钾、铯等碱金属化合 物)．磁流体发电机燃烧室产生的高温等离子体经喷管提高流 速，以高温高速进入发电通道，切割磁感线产生电磁感应，并 在电极壁的两极上形成电动势．或者说，离子在洛伦兹力的作 用下，不断奔向两电极，从而形成电势差对外供电．
变化的磁场在闭合导体所在空间产生电场，导体内
电磁感应现象的两类情况
4.5 电磁感应现象的两类情况
动生电动势
AB相当于电源 导体切割磁感线
磁场变化引 起的电动势
感生电动势
线圈B相当 于电源
电键闭合，改变滑动片的位置
△回顾电荷在外电路和内电路中的运动。
a
d c
b 化学作用就是我们 所说的非静电力
△电源电动势的作用是某种
非静电力对自由电荷的作用。
一、电磁感应现象中的感生电场
思考与讨论
一个闭合电路静止于磁场 中,由于磁场强弱的变化,闭 合电路内产生了感应电动势. 这种情况下,哪一种作用扮 演了非静电力的角色?
磁场变强
〔英〕麦克斯韦认为
磁场变化时会在周围空间激发 一种电场-----感生电场
感生电动势的非 静电力是感生电 场对电荷的作用 力。 感生电场的方向类 似感应电流方向的 判定----楞次定律
原磁场在增强，即电流在 增大。
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
思考与讨论
导体切割磁感线时也会产 生感生电动势,该电动势 产生的非静电力是什么?
探讨：
※洛伦兹力方向如何？ 其做功吗？
※能量是怎样转化的呢？ F2 -
洛伦兹力不做功，不提供 能量，只是起传递能量的 作用。即外力克服洛伦
U F洛 F1
兹力的一个分量F2所 做的功，通过另一个 分量F1转化为感应电 流的能量
一段导线在做切割磁感应线的运 动时相当于电源，这时的非静电力与 洛伦兹力有关。 由于导体运动而产生的感应电动 势称为动生电动势。
d
a v
c
b
S
N
二ห้องสมุดไป่ตู้电磁感应现象中的洛伦兹力
1.动生电动势：
由于导体运动而产生的电动势。
动生电动势的非静电力与洛伦兹力 有关。
动生电动势
AB相当于电源 导体切割磁感线
磁场变化引 起的电动势
感生电动势
线圈B相当 于电源
电键闭合，改变滑动片的位置
△回顾电荷在外电路和内电路中的运动。
a
d c
b 化学作用就是我们 所说的非静电力
△电源电动势的作用是某种
非静电力对自由电荷的作用。
一、电磁感应现象中的感生电场
思考与讨论
一个闭合电路静止于磁场 中,由于磁场强弱的变化,闭 合电路内产生了感应电动势. 这种情况下,哪一种作用扮 演了非静电力的角色?
磁场变强
〔英〕麦克斯韦认为
磁场变化时会在周围空间激发 一种电场-----感生电场
感生电动势的非 静电力是感生电 场对电荷的作用 力。 感生电场的方向类 似感应电流方向的 判定----楞次定律
原磁场在增强，即电流在 增大。
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
思考与讨论
导体切割磁感线时也会产 生感生电动势,该电动势 产生的非静电力是什么?
探讨：
※洛伦兹力方向如何？ 其做功吗？
※能量是怎样转化的呢？ F2 -
洛伦兹力不做功，不提供 能量，只是起传递能量的 作用。即外力克服洛伦
U F洛 F1
兹力的一个分量F2所 做的功，通过另一个 分量F1转化为感应电 流的能量
一段导线在做切割磁感应线的运 动时相当于电源，这时的非静电力与 洛伦兹力有关。 由于导体运动而产生的感应电动 势称为动生电动势。
d
a v
c
b
S
N
二ห้องสมุดไป่ตู้电磁感应现象中的洛伦兹力
1.动生电动势：
由于导体运动而产生的电动势。
动生电动势的非静电力与洛伦兹力 有关。
人教版物理选修3-2 第4章第5节 电磁感应现象的两类情况
30°
高中物理选修3-2课件
则金属棒 ab 接入回路的 bc 部分切割磁感线产生的 感应电动势为： E＝Bv0 bc ＝Bv20ttan30° 在回路 bOc 中，回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：E 总 ＝E＝ 3Bv20t/3.
高中物理选修3-2课件
核心要点突破
一、感生电动势 1．产生机理 如图4－5－1所示，当磁场变化时，产生的感生电 场的电场线是与磁场方向垂直的曲线．如果空间存 在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作 用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产 生了感应电动势．
高中物理选修3-2课件
图4－5－1
高中物理选修3-2课件
【答案】 E＝ 33Bv20t
【规律总结】 由 E＝Blv 计算导体切割磁感线产 生的动生电动势问题，若 l 不变，当 v 是瞬时速度 时，可求 E 的瞬时值，当 v 是平均速度时，可求平 均感应电动势．若 l 变化，求瞬时值时，需用该时 刻的 l 及 v 代入；而求平均值通常由 E＝nΔΔΦt 求得．
图4－5－2
高中物理选修3-2课件
2．特点 (1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的. (2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无 关. 3．方向判定 感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路) 中感应电流的方向确定，即利用楞次定律判断.
高中物理选修3-2课件
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．某空间出现了如图4－5－3所示的磁场，当磁感 应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生 电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关 系描述正确的是( )
【思路点拨】 回路中原磁场方向向下，且磁通 量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场 方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应 电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安 培力的方向水平向左，从而向上拉起重物．
高中物理选修3-2课件
则金属棒 ab 接入回路的 bc 部分切割磁感线产生的 感应电动势为： E＝Bv0 bc ＝Bv20ttan30° 在回路 bOc 中，回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：E 总 ＝E＝ 3Bv20t/3.
高中物理选修3-2课件
核心要点突破
一、感生电动势 1．产生机理 如图4－5－1所示，当磁场变化时，产生的感生电 场的电场线是与磁场方向垂直的曲线．如果空间存 在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作 用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产 生了感应电动势．
高中物理选修3-2课件
图4－5－1
高中物理选修3-2课件
【答案】 E＝ 33Bv20t
【规律总结】 由 E＝Blv 计算导体切割磁感线产 生的动生电动势问题，若 l 不变，当 v 是瞬时速度 时，可求 E 的瞬时值，当 v 是平均速度时，可求平 均感应电动势．若 l 变化，求瞬时值时，需用该时 刻的 l 及 v 代入；而求平均值通常由 E＝nΔΔΦt 求得．
图4－5－2
高中物理选修3-2课件
2．特点 (1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的. (2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无 关. 3．方向判定 感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路) 中感应电流的方向确定，即利用楞次定律判断.
高中物理选修3-2课件
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．某空间出现了如图4－5－3所示的磁场，当磁感 应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生 电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关 系描述正确的是( )
【思路点拨】 回路中原磁场方向向下，且磁通 量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场 方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应 电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安 培力的方向水平向左，从而向上拉起重物．
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：
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
电磁感应现象的两类情况
楞次定律的意义： 揭示了电磁感应现 象的基本规律，是 电磁学中的重要定 律之一。
涡旋电场和位移电流
涡旋电场：变化 的磁场产生电场， 形成涡旋状的电 场线。
位移电流：电场 的变化产生电流， 称为位移电流。
电磁感应现象： 当穿过闭合导体 回路的磁通量发 生变化时，闭合 导体回路中会产 生感应电流。
楞次定律：感应 电流的方向总是 阻碍引起感应电 流的磁通量的变 化。
方向判断：根据右 手定则判断
计算公式： E=nΔΦ/Δt
应用领域：发电机 、变压器等电力设 备的设计与制造
两种情况的比较和联系
变化的磁场产生电动势
导体切割磁感线产生电动势
两种情况的区别：产生原因、 磁场变化、导体运动等
两种情况的联系：都与磁场和 导体的相互作用有关，都产生 电动势
Part Five
技术应用前景
高效能源利用：电磁感应技术可用于开发更高效的能源转换和利用系统，如磁悬浮风 力发电机和磁热能转换系统。
智能交通工具：利用电磁感应技术可以开发出更快速、安全和节能的交通工具，如磁 悬浮列车和电动汽车。
医疗保健领域：电磁感应技术可用于开发新型医疗设备和技术，如磁场感应治疗和磁 场感应成像技术。
电磁感应现象的应 用实例
交流发电机的工作原理
交流发电机的基本构造 交流发电机的发电原理 交流发电机的磁场和线圈运动 交流发电机的输出电压和电流波形
变压器的工作原理
变压器的工作原理是利用电磁感应现象，通过磁场传递能量，实现电压和电流的变换。
变压器由两个绕组组成，一个为初级绕组，另一个为次级绕组，通过改变绕组的匝数来改变 输出电压。
添加标题
添加标题
添加标题
体运动。
定律的应用：发电机、变压器等。
电磁感应现象(带动画演示)_图文
定子(不转动部分)和转子(转动 的部分)两大部分构成
三 能量转化:
将其他形式的机械能转化为电能
大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。 大型发电机安装转子
交流电：周期性改变大小和方向的电流 直流电：方向不变的电流 交流电的周期：交流电完成一次周
期性变化需要的时间
交流电的频率：在一秒内交流电完
成周期性变化的次数
四指指向 电流方向
拇指 导体运 指向 动方向
磁场方向 穿过手心
如图是闭合电路中的一部分导体的 横截面，在磁场中运动，推断感应 电流的方向
N
N
vv
S
S
SNຫໍສະໝຸດ vNSS
v
N
结论
1.电磁感应：__闭__合___电路的一 部分导体在磁场里做_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____。产 生的电流就叫做感_应___电__流______。
_______电__磁___感__应运动时，导体中就会产生感电应流电，这流种
现象叫___________。产生的电流就叫做____________
。 运动方向
磁场的方向
3.电流中感应电流的方向与定导子体切割转磁子感线的 _电__磁__感___应__现__象_和________________有关。机械
1.磁场和导线相对静止；2.磁场和导线相对运动
探究：感应电流的方向与哪些因素有关？
装置
结论： 感应电流的方向与导体运动方向及磁场方
向有关。
怎样从磁场中获得电流呢？
G
G1
操作方法
现象
闭合电路的一部分导体放 （电流表 说明
在磁场中
）
三 能量转化:
将其他形式的机械能转化为电能
大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。 大型发电机安装转子
交流电：周期性改变大小和方向的电流 直流电：方向不变的电流 交流电的周期：交流电完成一次周
期性变化需要的时间
交流电的频率：在一秒内交流电完
成周期性变化的次数
四指指向 电流方向
拇指 导体运 指向 动方向
磁场方向 穿过手心
如图是闭合电路中的一部分导体的 横截面，在磁场中运动，推断感应 电流的方向
N
N
vv
S
S
SNຫໍສະໝຸດ vNSS
v
N
结论
1.电磁感应：__闭__合___电路的一 部分导体在磁场里做_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____。产 生的电流就叫做感_应___电__流______。
_______电__磁___感__应运动时，导体中就会产生感电应流电，这流种
现象叫___________。产生的电流就叫做____________
。 运动方向
磁场的方向
3.电流中感应电流的方向与定导子体切割转磁子感线的 _电__磁__感___应__现__象_和________________有关。机械
1.磁场和导线相对静止；2.磁场和导线相对运动
探究：感应电流的方向与哪些因素有关？
装置
结论： 感应电流的方向与导体运动方向及磁场方
向有关。
怎样从磁场中获得电流呢？
G
G1
操作方法
现象
闭合电路的一部分导体放 （电流表 说明
在磁场中
）
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
电磁感应现象中的两类情况 课件
楞次定律或右手定则
楞次定律
闭合导体中的自由电荷在感 生电场下做定向运动
产生感应电流（感生电动势）
2、感生电场与感生电动势：
感生电场(涡旋电场): 变化的磁场在周围空间激发的电场。
方向: 就是感生电流的方向，用楞次定律判断
感生电场线: 是闭合的曲线。
感生电动势： 由感生电场产生的感应电动势。
感生电动势所对应的非静电力是感生电 场对自由电荷的作用。
洛伦兹力Fe与自由电子速度V垂直不做功；
Fe力的分量:
FFee21克 做服正外功力转做化负 为功 电， 势能。Fe2
V
Fe
即：洛伦兹不提供能量，
Fe1
只是起传递能量的作用。
Ve
练2：如图，匀强磁场B中，光滑导轨上一直导体棒 MN向右以速度V匀速运动，棒长L，电阻阻值R， 不计其他电阻。求：
1）导体棒受安培力大小、方向？
2）导体棒受到的外力大小、方向？
3）导体棒运动X位移，外力克服安培力做功表达 式？
4）在此过程中感应电流做功多少？
练2：如图，匀强磁场B中，光滑导轨上一直导体棒 MN向右以速度V匀速运动，棒长L，电阻阻值R， 不计其他电阻。
解析电：动势：E BLV
电流：I
E R
安培力：F BIV
解得：
F
B 2L2V R
电源电动势的作用：
某种非静电力对自由电荷施加力的作用，将 电源负极的正电荷（或电源正极的负电荷） 通过电源内部移送到电源的正极（或电源的 负极）。
例：干电池
非静电力就是化学作用
问题: 感应电动势对应的非静电力是一种什么样的 作用?
1、 感生电动势
动生电动势：
动生电动势:
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5 电磁感应现象的两类情况
杨伟勤
学习目标 1.知道感生电动势产生的原因，会判断感生电动势的方向，并会计算 它的大小. 2.了解动生电动势产生的原因，会判断动生电动势的方向，并会计算 它的大小.
ΔΦ 3.知道公式E＝n Δt 与E＝Blv的区别和联系．
请你思考：
穿过闭合回路磁通量发生了变化，回路中产生感应电动 势。产生感应电动势那部分导体相当于电源 思考：哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？
动生电动势:由于导体的运动（切割磁感线）而产生的感应电动 势称为动生电动势
动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的一个分力。 注意：虽然动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力 始终不做功。
动生电动势的产生：
(1)由于 导体运动 产生的电动势叫动生电动势． (2)动生电动势大小： E＝Blv (B的方向与v的方向垂直)． (3)方向判断： 右手 定则．
静电场为有源场
感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
Ek 感生电场为无源场
对感生电场的理解
1.变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关.如果在变化 磁场中放一个闭合电路，自由电荷在感生电场的作用下发生定向移动. 2.感生电场可用电场线形象描述.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭 合的；而静电场的电场线不闭合.
注：麦克斯韦提出了完整的电磁理论，并预言了电磁波存在，赫兹用实验证实了电
磁波的存在
（1）电磁理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 （2）周期性变化的磁场（电场）产生周期性变化的电场（磁场）——电磁波 （3）均匀变化的磁场（电场）产生恒定的电场（磁场）
闭合回路(可假定其存在)的感应电流方向就表示感生电场的方向.判断思 路如下：
感生电动势和动生电动势的区别
动生电动势
磁场不变，闭合电路的整体或局部
特 点
在磁场中运动导致回路中磁通量的
变化
原因
由于S的变化引起回路中
变化
非 静 电 力
的 来 源
非静电力就是洛仑兹力，由洛 仑兹力对运动电荷作用而产生 电动势
方向
一般用右手定则判断
感生电动势
闭合回路的任何部分都不动，空 间磁场发生变化导致回路中磁通 量变化 由于B的变化引起回路中
体棒中的自由电荷受到的洛伦兹力方向如何？(为了方便， 可以认为导体中的自由电荷是正电荷)．
(2)若导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒 一直运动下去？为什么？ (3)导体棒哪端电势比较高？如果用导线把C、D两端连到磁 场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的？
电磁感应现象中的洛伦兹力
电磁感应现象中的感生电场
定义：变化的磁场在周围空间激发的电场, 叫感生电场,由感 生电场产生的感应电动势称为感生电动势（ E＝n ΔΔΦt ） 方向：可由楞次定律和右手定则判断. 感生电动势的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用．
感生电场和静电场的区别
起源
电 场 线 形 状
静电场 E0 由静止电荷激发 电场线为非闭合曲线假设存在垂直磁场方向的源自形回路回路中的磁通量的变化
楞次定律 回路中感应电流的方向 安培定则
感生电场方向
1
电子感应加速器是用感生电场来加速电 子的一种设备。它的基本原理如图示， 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？
【题目2】如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀
强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上.
当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三
点的电势分别为φa、φb、φc.已知bc边的长度为l.下列判 断正确的是（ ）
A.φa＞φc，金属框中无电流 B.φb＞φc，金属框中电流方向沿a－b－c－a C.φbc＝12 － Bl2ω，金属框中无电流 D.φbc＝12 Bl2ω，金属框中电流方向沿a－c－b－a
A.沿AB方向磁场在迅速减弱 B.沿AB方向磁场在迅速增强 C.沿BA方向磁场在迅速增强 D.沿BA方向磁场在迅速减弱
请你思考： 导体切割磁感线时也会产生感应电动势,该电动势产生的
机理是什么? 它是如何将其它形式的能转化为电能的?
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
如图所示，导体棒CD在匀强磁场中运动． (1)自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力．导
1 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。
铁芯 磁场 B
线圈
电 子束
环形 真空室
1 柱形电磁铁产生磁场。磁场中安置一个环形真空管道。 当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。 射入其中的电子就受到感应电场的持续作用而被不断加速。
【试题】 (多选)某空间出现了如右图所示的闭合的 电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是( )
变化
变化磁场在它周围空间激发涡旋电场， 非静电力就是感生电场力，由感生电 场力对电荷作功而产生电动势
一般用楞次定律判断
E＝nΔΔΦt 和E＝Blv的比较应用
研究 对象
E＝n ΔΔΦt 整个闭合回路
E＝Blv 回路中做切割磁感线运动的那部分导体
区 适用 别 范围 各种电磁感应现象 只适用于导体垂直切割磁感线运动的情况
一、电磁感应现象中的感生电场 如图所示，B增强，那么就会在空间激发一个感生
电场E.如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷 就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流． (1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何 判断感生电场的方向？ (2)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？
计算 结果 Δt内的平均感应电动势
某一时刻的瞬时感应电动势
E＝Blv是由E＝n ΔΦ 在一定条件下推导出来的，该公式可看做法
联系
Δt
拉第电磁感应定律的一个推论
【题目1】如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一 质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运 动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，则（ ） A.小球速度变大 B.小球速度变小 C.小球速度不变 D.小球速度可能变大也可能变小
杨伟勤
学习目标 1.知道感生电动势产生的原因，会判断感生电动势的方向，并会计算 它的大小. 2.了解动生电动势产生的原因，会判断动生电动势的方向，并会计算 它的大小.
ΔΦ 3.知道公式E＝n Δt 与E＝Blv的区别和联系．
请你思考：
穿过闭合回路磁通量发生了变化，回路中产生感应电动 势。产生感应电动势那部分导体相当于电源 思考：哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？
动生电动势:由于导体的运动（切割磁感线）而产生的感应电动 势称为动生电动势
动生电动势所对应的非静电力是洛伦兹力的一个分力。 注意：虽然动生电动势与洛伦兹力有关，但洛伦兹力 始终不做功。
动生电动势的产生：
(1)由于 导体运动 产生的电动势叫动生电动势． (2)动生电动势大小： E＝Blv (B的方向与v的方向垂直)． (3)方向判断： 右手 定则．
静电场为有源场
感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
Ek 感生电场为无源场
对感生电场的理解
1.变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关.如果在变化 磁场中放一个闭合电路，自由电荷在感生电场的作用下发生定向移动. 2.感生电场可用电场线形象描述.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭 合的；而静电场的电场线不闭合.
注：麦克斯韦提出了完整的电磁理论，并预言了电磁波存在，赫兹用实验证实了电
磁波的存在
（1）电磁理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 （2）周期性变化的磁场（电场）产生周期性变化的电场（磁场）——电磁波 （3）均匀变化的磁场（电场）产生恒定的电场（磁场）
闭合回路(可假定其存在)的感应电流方向就表示感生电场的方向.判断思 路如下：
感生电动势和动生电动势的区别
动生电动势
磁场不变，闭合电路的整体或局部
特 点
在磁场中运动导致回路中磁通量的
变化
原因
由于S的变化引起回路中
变化
非 静 电 力
的 来 源
非静电力就是洛仑兹力，由洛 仑兹力对运动电荷作用而产生 电动势
方向
一般用右手定则判断
感生电动势
闭合回路的任何部分都不动，空 间磁场发生变化导致回路中磁通 量变化 由于B的变化引起回路中
体棒中的自由电荷受到的洛伦兹力方向如何？(为了方便， 可以认为导体中的自由电荷是正电荷)．
(2)若导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒 一直运动下去？为什么？ (3)导体棒哪端电势比较高？如果用导线把C、D两端连到磁 场外的一个用电器上，导体棒中电流是沿什么方向的？
电磁感应现象中的洛伦兹力
电磁感应现象中的感生电场
定义：变化的磁场在周围空间激发的电场, 叫感生电场,由感 生电场产生的感应电动势称为感生电动势（ E＝n ΔΔΦt ） 方向：可由楞次定律和右手定则判断. 感生电动势的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用．
感生电场和静电场的区别
起源
电 场 线 形 状
静电场 E0 由静止电荷激发 电场线为非闭合曲线假设存在垂直磁场方向的源自形回路回路中的磁通量的变化
楞次定律 回路中感应电流的方向 安培定则
感生电场方向
1
电子感应加速器是用感生电场来加速电 子的一种设备。它的基本原理如图示， 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？
【题目2】如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀
强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上.
当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三
点的电势分别为φa、φb、φc.已知bc边的长度为l.下列判 断正确的是（ ）
A.φa＞φc，金属框中无电流 B.φb＞φc，金属框中电流方向沿a－b－c－a C.φbc＝12 － Bl2ω，金属框中无电流 D.φbc＝12 Bl2ω，金属框中电流方向沿a－c－b－a
A.沿AB方向磁场在迅速减弱 B.沿AB方向磁场在迅速增强 C.沿BA方向磁场在迅速增强 D.沿BA方向磁场在迅速减弱
请你思考： 导体切割磁感线时也会产生感应电动势,该电动势产生的
机理是什么? 它是如何将其它形式的能转化为电能的?
二、电磁感应现象中的洛伦兹力
如图所示，导体棒CD在匀强磁场中运动． (1)自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力．导
1 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。
铁芯 磁场 B
线圈
电 子束
环形 真空室
1 柱形电磁铁产生磁场。磁场中安置一个环形真空管道。 当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感应电场。 射入其中的电子就受到感应电场的持续作用而被不断加速。
【试题】 (多选)某空间出现了如右图所示的闭合的 电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是( )
变化
变化磁场在它周围空间激发涡旋电场， 非静电力就是感生电场力，由感生电 场力对电荷作功而产生电动势
一般用楞次定律判断
E＝nΔΔΦt 和E＝Blv的比较应用
研究 对象
E＝n ΔΔΦt 整个闭合回路
E＝Blv 回路中做切割磁感线运动的那部分导体
区 适用 别 范围 各种电磁感应现象 只适用于导体垂直切割磁感线运动的情况
一、电磁感应现象中的感生电场 如图所示，B增强，那么就会在空间激发一个感生
电场E.如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由电荷 就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流． (1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何 判断感生电场的方向？ (2)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？
计算 结果 Δt内的平均感应电动势
某一时刻的瞬时感应电动势
E＝Blv是由E＝n ΔΦ 在一定条件下推导出来的，该公式可看做法
联系
Δt
拉第电磁感应定律的一个推论
【题目1】如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一 质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运 动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，则（ ） A.小球速度变大 B.小球速度变小 C.小球速度不变 D.小球速度可能变大也可能变小