变化的磁场和变化的电场精品PPT课件
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第11章 变化的磁场和变化的电场
v
B
A
FK
据电动势定义： B EK dl
∴ 动生电动势
i EK dl(vB)源自dl应用i
(v
B)
dl
a
b vBdl
vBl
B
a l dlv
b
磁场中的运动导线成为电源，非静电力是洛伦兹力
讨论
d
(v
B) dl
dl
(1) 注意矢量之间的关系
v
B
0
i 0
v
B
O
i
(v B) dl
A
R
O vBdl
B v
O dl l A
R
R
O (R l)Bdl
方向
R2B R2 B BR 2 0
2
2
A O
例 在匀强磁场 B 中，长 R 的铜棒绕其一端 O 在垂直于 B 的
平面内转动，角速度为
求 棒上的电动势
解 方法三(法拉第电磁感应定律):
在 dt 时间 dΦ B dS
第11章 变化的磁场和变化的电场
M.法拉第(1791~1869)伟大的物理学家、化学家、19世纪最伟大的 实验大师。右图为法拉第用过的螺绕环
本章内容
11. 1 电磁感应 dΦ
dt
11. 2 感应电动势 11. 3 自感和互感 简介 11. 4 磁场能量 简介 11. 5 麦克斯韦电磁场理论 简介
求 线框中的感应电动势。
入手：从所求问题入手！
解
dΦ
dt
dΦ B dS I
通过导体线框的每个位置的 B 不同，
l
v a
取面积元 dS 如图：
b
Φ B dS Bcos dS
电磁原理PPT课件
04
当原线圈接通电源后，在铁芯中产生交变磁通，交变 磁通在副线圈中产生感应电动势，根据楞次定律，感 应电动势的方向与原电流方向相反。
电动机的工作原理
01
02
03
04
电动机是利用通电导线在磁场 中受到力的作用的原理工作的
。
电动机由转子（线圈）和定子 （磁极）组成，当电流通过转 子时，在磁场的作用下，转子
电场的基本概念
电场是由电荷产生的， 是电荷周围空间中存 在的特殊物质。
电场具有物质性，可 以传递电场力，对电 荷产生作用。
电场具有力的作用， 即电场力，对放入其 中的电荷产生力的作 用。
电场力的计算与表示
电场力的大小等于电荷量与电场强度的乘积，即$F=qE$。 电场力的方向与正电荷受到的电场力方向相同，与负电荷受到的电场力方向相反。
是由磁体或电流产生的空间场，对处 于其中的磁体或电流产生力的作用。
描述磁场强弱的物理量，单位是特斯 拉（T）。
磁感应线
描述磁场分布的假想曲线，磁力线密 集的地方磁场强度大，反之则小。
磁力的计算与表示
磁力大小
与磁场强度、电流大小、导体在 磁场中的有效长度以及相对位置
有关。
安培力公式
描述通电导线在磁场中所受的力的 大小，公式为F=BILsinθ。
电磁原理PPT课件
目录
• 电磁原理概述 • 磁场与磁力 • 电场与电场力 • 电磁感应 • 电磁波 • 电磁原理的应用
01 电磁原理概述
电磁现象的发现和应用
电磁现象的发现
人类早在古代就发现了电磁现象 ，如摩擦起电、静电感应等。
电磁现象的应用
随着科技的发展，电磁现象在生 活和工业中得到了广泛应用，如 无线通信、电力传输、电子设备 等。
电磁波的发现及应用ppt课件
称之美。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在 空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
电磁场是麦克斯韦的猜想，英年早逝的他并没有见证电磁场 被发现。
我们熟悉声波和水波，耳朵能够听到声波是因为耳朵和声源之间有 空气，水波的传播则需要水。空气、水是声波和水波传播的介质。水波 和声波的传播都离不开介质。与这些波不同，电磁波可以在真空中传播， 这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。
例如，光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 思考讨论：播音员的声音为什么能从电台到达我们的收音机？ 因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流，有电流就 有能量。 我们有各种各样的仪器，能够探测到各种电磁波。所有这些都表明 电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
五、电磁波通信
电磁波携带的信息，既可以有线传播， 也可以无线传播。
三、电磁波谱
按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰； 凹下的最低处叫作波谷。 邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在 1 s 内有多少次波峰 （或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来 描述波传播快慢的物理量叫作波速。波速、波长、频率三者之间的关 系是: 波速＝波长 × 频率
c f c 3108 m / s
四、电磁波的能量 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这意味着，电磁场不仅仅是一种描 述方式，而且是真正的物质存在。 1．电磁波的能量 电磁波是一种物质存在的形式。食物中的水分子在微波的作用下热运动 加剧，内能增加，温度升高。食物增加的能量是微波给它的。可见，电 磁波具有能量。
一、电磁场
电容器
变化的电场产生磁场
麦克斯韦确信自然规律的统一性与和 谐性，相信电场与磁场的对称之美。 他大胆地假设∶变化的电场就像导线 中的电流一样，会在空间产生磁场， 即变化的电场产生磁场。
电磁场是麦克斯韦的猜想，英年早逝的他并没有见证电磁场 被发现。
我们熟悉声波和水波，耳朵能够听到声波是因为耳朵和声源之间有 空气，水波的传播则需要水。空气、水是声波和水波传播的介质。水波 和声波的传播都离不开介质。与这些波不同，电磁波可以在真空中传播， 这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。
例如，光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 思考讨论：播音员的声音为什么能从电台到达我们的收音机？ 因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流，有电流就 有能量。 我们有各种各样的仪器，能够探测到各种电磁波。所有这些都表明 电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
五、电磁波通信
电磁波携带的信息，既可以有线传播， 也可以无线传播。
三、电磁波谱
按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰； 凹下的最低处叫作波谷。 邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在 1 s 内有多少次波峰 （或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来 描述波传播快慢的物理量叫作波速。波速、波长、频率三者之间的关 系是: 波速＝波长 × 频率
c f c 3108 m / s
四、电磁波的能量 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这意味着，电磁场不仅仅是一种描 述方式，而且是真正的物质存在。 1．电磁波的能量 电磁波是一种物质存在的形式。食物中的水分子在微波的作用下热运动 加剧，内能增加，温度升高。食物增加的能量是微波给它的。可见，电 磁波具有能量。
一、电磁场
电容器
变化的电场产生磁场
麦克斯韦确信自然规律的统一性与和 谐性，相信电场与磁场的对称之美。 他大胆地假设∶变化的电场就像导线 中的电流一样，会在空间产生磁场， 即变化的电场产生磁场。
变化的电场产生磁场
要点二
详细描述
变化的电场可以产生磁场是因为电场的存在会导致电荷的 运动，而电荷的运动轨迹形成电流，电流的周围会产生磁 场。同样地，变化的磁场可以产生电场是因为磁场的存在 会导致磁体内部电荷的运动，从而产生电流，电流的周围 又会产生电场。这种相互影响和转换形成了电磁波，电磁 波的传播不需要介质，是一种客观存在的物质形态。
变化的电场产生磁场
contents
目录
• 电场和磁场的基本概念 • 变化的电场产生磁场 • 电场和磁场的变化规律 • 变化的电场产生磁场在科技中的应用 • 总结
01
电场和磁场的基本概念
电场的定义
总结词
电场是由电荷产生的场，对放入其中的电荷产生力的作用。
详细描述
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电 场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成， 但它是客观存在的，电场具有通常物质所具有的力和能量等 客观属性。
电磁感应
当电场或磁场发生变化时， 会在导体中产生感应电流。
电场和磁场的变化对能量转换的影响
电磁波传播
变化的电场和磁场可以形 成电磁波，如无线电波、 可见光等，实现能量的传 递和转换。
电磁能转换
利用电磁感应原理，可以 将机械能转换为电能，如 发电机；也可以将电能转 换为机械能，如电动机。
电磁辐射
电磁波的传播过程中会对 周围物质产生电磁辐射， 可能对生物体造成影响。
04
变化的电场产生磁场在科技中 的应用
电磁感应的应用
变压器
01
利用电磁感应原理，变压器可将一种电压的电能转换为另一种
电压的电能。
感应加热
02
通过电磁感应，可以在金属内产生涡流，从而达到加热或熔化
变化的磁场与变化的电场-精品文档
S
式中： B(t) (t)
S(t)
5
二. 楞次定律（P442，自己看）
§10.2 感应电动势
两种不同机制
• 相对于实验室参照系，若磁场不变，而导体回路运动 •
化—感生电动势
（切割磁场线）— 动生电动势 相对于实验室参照系，若导体回路静止，磁场随时间变
一. 动生电动势
L
l v
b ei
B 运动，切割 线， ab 向右以 v 选回路 L 的正方向：顺时
第10章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应现象是电磁学中最伟大的发现之一
在很长的一段历史时期内，电、磁的研究彼此独立的 向前发展； 1820年，奥斯特（丹麦）首先发现了电流的磁效应，此 后，许多人从事它的逆效应的研究； 1822年，安培（法）发现磁铁附近载流导线会受到磁 力的作用，一个新的研究领域被发现了。
r
d r
a
d v B d r r B d r i a 1 2 e d e BR i i o 2 o负极，低电势 a正极，高电势
e
1 因为并联，所以圆盘电动势：ei BR2 圆心为负极 2 边缘为正极 10
解（二）：用法拉第定律 角到 o， oa 转过 a
电可以产生磁效应，磁是否可以产生电？
1
1831年，法拉第（英）发现了电流变化时产生的电磁感应规 律；同年，楞次（俄）独立的完成类似的实验。 电磁感应定律的发现，揭示了电和磁的内在联系及转化的 规律，它的发现在科学和技术上都具有划时代的意义，不仅 完善了电磁学理论，而且为以后大规模开发电能开辟了道路， 引起一系列重大技术革命，推动社会向前发展。
m 2
dqi dt
1 1 q d q d ( )与 t 无 关 i i m m 1 m 2 m 1 R R
式中： B(t) (t)
S(t)
5
二. 楞次定律（P442，自己看）
§10.2 感应电动势
两种不同机制
• 相对于实验室参照系，若磁场不变，而导体回路运动 •
化—感生电动势
（切割磁场线）— 动生电动势 相对于实验室参照系，若导体回路静止，磁场随时间变
一. 动生电动势
L
l v
b ei
B 运动，切割 线， ab 向右以 v 选回路 L 的正方向：顺时
第10章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应现象是电磁学中最伟大的发现之一
在很长的一段历史时期内，电、磁的研究彼此独立的 向前发展； 1820年，奥斯特（丹麦）首先发现了电流的磁效应，此 后，许多人从事它的逆效应的研究； 1822年，安培（法）发现磁铁附近载流导线会受到磁 力的作用，一个新的研究领域被发现了。
r
d r
a
d v B d r r B d r i a 1 2 e d e BR i i o 2 o负极，低电势 a正极，高电势
e
1 因为并联，所以圆盘电动势：ei BR2 圆心为负极 2 边缘为正极 10
解（二）：用法拉第定律 角到 o， oa 转过 a
电可以产生磁效应，磁是否可以产生电？
1
1831年，法拉第（英）发现了电流变化时产生的电磁感应规 律；同年，楞次（俄）独立的完成类似的实验。 电磁感应定律的发现，揭示了电和磁的内在联系及转化的 规律，它的发现在科学和技术上都具有划时代的意义，不仅 完善了电磁学理论，而且为以后大规模开发电能开辟了道路， 引起一系列重大技术革命，推动社会向前发展。
m 2
dqi dt
1 1 q d q d ( )与 t 无 关 i i m m 1 m 2 m 1 R R
磁场课件(高中物理)
安培环路定理的应用
安培环路定理揭示了磁场与电流之间的内在联系 ，可用于求解复杂电流分布产生的磁场。
3
带电粒子在复合场中的运动分析
当带电粒子同时处于电场和磁场中时，其运动情 况变得复杂，需综合考虑电场力、洛伦兹力等因 素进行分析。
高考命题趋势预测和备考建议
命题趋势预测
结合实际问题考查磁场的基本概念和性质。
磁场课件(高中物理)
contents
目录
• 磁场基本概念与性质 • 洛伦兹力与安培定律 • 带电粒子在匀强磁场中运动规律 • 电磁感应现象及其规律 • 交流电产生、描述和应用 • 总结回顾与拓展延伸
01
磁场基本概念与性质
磁场定义及来源
磁场定义
存在于磁体周围的特殊物质，对 放入其中的磁体产生磁力作用。
规定小磁针静止时N极所指的方向为 该点的磁场方向。
磁场强度
用磁感应强度B表示，单位特斯拉(T) ，描述磁场强弱和方向的物理量。
常见磁场类型及特点
01
02
03
04
匀强磁场
磁场强弱和方向处处相同的磁 场，如长直导线周围的磁场。
点电荷的磁场
由静止点电荷产生的磁场，呈 放射状分布。
电流元周围的磁场
由电流元（即短直线电流）产 生的磁场，可用毕奥-萨伐尔
典型例题解析
01
02
03
04
05
例题一：一质量为m、 电荷量为q的带正电粒子 以速度v从O点沿垂直于 磁场方向射入磁感强度 为B的匀强磁场中，已知 它运动过程中受到的阻 力大小恒为f，若测得它 离开磁场时的动能为刚 射入时的4/5倍．求
(1) 粒子在磁场中运动的 半径r；
(2) 阻力f对粒子做的功 ；
安培环路定理揭示了磁场与电流之间的内在联系 ，可用于求解复杂电流分布产生的磁场。
3
带电粒子在复合场中的运动分析
当带电粒子同时处于电场和磁场中时，其运动情 况变得复杂，需综合考虑电场力、洛伦兹力等因 素进行分析。
高考命题趋势预测和备考建议
命题趋势预测
结合实际问题考查磁场的基本概念和性质。
磁场课件(高中物理)
contents
目录
• 磁场基本概念与性质 • 洛伦兹力与安培定律 • 带电粒子在匀强磁场中运动规律 • 电磁感应现象及其规律 • 交流电产生、描述和应用 • 总结回顾与拓展延伸
01
磁场基本概念与性质
磁场定义及来源
磁场定义
存在于磁体周围的特殊物质，对 放入其中的磁体产生磁力作用。
规定小磁针静止时N极所指的方向为 该点的磁场方向。
磁场强度
用磁感应强度B表示，单位特斯拉(T) ，描述磁场强弱和方向的物理量。
常见磁场类型及特点
01
02
03
04
匀强磁场
磁场强弱和方向处处相同的磁 场，如长直导线周围的磁场。
点电荷的磁场
由静止点电荷产生的磁场，呈 放射状分布。
电流元周围的磁场
由电流元（即短直线电流）产 生的磁场，可用毕奥-萨伐尔
典型例题解析
01
02
03
04
05
例题一：一质量为m、 电荷量为q的带正电粒子 以速度v从O点沿垂直于 磁场方向射入磁感强度 为B的匀强磁场中，已知 它运动过程中受到的阻 力大小恒为f，若测得它 离开磁场时的动能为刚 射入时的4/5倍．求
(1) 粒子在磁场中运动的 半径r；
(2) 阻力f对粒子做的功 ；
电和磁教ppt课件
为了确保变压器的正常运行和延长使用寿命，需要定期进行维护和保养，包括检查变压器 的外观、清理灰尘和油污、检查绝缘电阻等。同时，还需要注意变压器的安装环境和使用 方式，避免过载或短路等危险情况。
06 电和磁的未来发展
电和磁的新材料
磁性材料
随着科技的发展，新型磁性材料如稀 土永磁材料、铁氧体材料等不断涌现 ，具有更高的磁性能和稳定性，广泛 应用于电机、发电机、变压器等领域 。
02 电场和磁场
电场的概念和性质
总结词
描述电场的本质和特性
详细描述
电场是由电荷产生的场，其基本特性包括对带电物体的作用力以及影响电荷的电 势和电势能。电场具有方向和大小，可以用电场线表示。
磁场的概念和性质
总结词
描述磁场的基本特性和表现
详细描述
磁场是由磁体或电流产生的场，其特性表现为对磁体的吸引或排斥作用，以及电流在磁场中的受力。磁场具有方 向性，可以用磁感线表示。
发电机的应用
发电机的工作原理
发电机利用电磁感应原理，将机械能转换为电能。发电机 通常由转子产生磁场，定子绕组切割磁力线产生感应电动 势，从而输出电能。
发电机的种类
发电机的种类繁多，包括水力发电、火力发电、风力发电 、太阳能发电等。不同类型的发电机适用于不同的能源和 场景。
发电机的维护与保养
为了确保发电机的正常运行和延长使用寿命，需要定期进 行维护和保养，包括检查机械部件、清理灰尘和油污、更 换磨损部件等。
电和磁教ppt课件
目录
CONTENTS
• 电和磁的基本概念 • 电场和磁场 • 电流和电磁感应 • 电和磁的实验 • 电和磁的应用实例 • 电和磁的未来发展
01 电和磁的基本概念
电和磁的定义
06 电和磁的未来发展
电和磁的新材料
磁性材料
随着科技的发展，新型磁性材料如稀 土永磁材料、铁氧体材料等不断涌现 ，具有更高的磁性能和稳定性，广泛 应用于电机、发电机、变压器等领域 。
02 电场和磁场
电场的概念和性质
总结词
描述电场的本质和特性
详细描述
电场是由电荷产生的场，其基本特性包括对带电物体的作用力以及影响电荷的电 势和电势能。电场具有方向和大小，可以用电场线表示。
磁场的概念和性质
总结词
描述磁场的基本特性和表现
详细描述
磁场是由磁体或电流产生的场，其特性表现为对磁体的吸引或排斥作用，以及电流在磁场中的受力。磁场具有方 向性，可以用磁感线表示。
发电机的应用
发电机的工作原理
发电机利用电磁感应原理，将机械能转换为电能。发电机 通常由转子产生磁场，定子绕组切割磁力线产生感应电动 势，从而输出电能。
发电机的种类
发电机的种类繁多，包括水力发电、火力发电、风力发电 、太阳能发电等。不同类型的发电机适用于不同的能源和 场景。
发电机的维护与保养
为了确保发电机的正常运行和延长使用寿命，需要定期进 行维护和保养，包括检查机械部件、清理灰尘和油污、更 换磨损部件等。
电和磁教ppt课件
目录
CONTENTS
• 电和磁的基本概念 • 电场和磁场 • 电流和电磁感应 • 电和磁的实验 • 电和磁的应用实例 • 电和磁的未来发展
01 电和磁的基本概念
电和磁的定义
《电与磁》课件
电磁波
总结词
电磁波是指振荡的电场和磁场在空间中传播形成的波。
详细描述
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。电磁波的传播不需要介质，可以 在真空中传播。电磁波的应用包括无线通信、雷达、卫星导航和电视等。
03
电与磁的应用
电动机与发电机
电动机
利用磁场和电流相互作用产生转矩，将电能转换为机械能，驱动设备运转。
02
电与磁的物理现象
静电现象
总结词
静电现象是指静止状态的电荷在物体表面或附近形成的电场 现象。
详细描述
静电现象通常发生在干燥的环境中，当两个不同物体相互摩 擦时，一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而 带负电。静电现象的应用包括静电除尘、静电喷涂和静电植 绒等。
电流的磁效应
总结词
电流的磁效应是指电流在其周围产生磁场的现象。
发电机
利用磁场和机械能相互作用产生电流，将机械能转换为电能。
变压器
01
变压器是利用电磁感应原理，将 一种电压的电能转换为另一种电 压的电能的设备。
02
变压器由一个或多个绕组和铁芯 组成，绕组分为一次绕组和二次 绕组，通过改变一次绕组的匝数 ，实现二次绕组电压的改变。
电磁炉与微波炉
电磁炉
利用高频电磁场产生涡流，将电能转换 为热能，用于烹饪和加热食物。
电磁铁实验
探究电流对铁磁材 料的影响，制作简 易电磁铁。
总结词
验证电流周围存在 磁场
通电导线受力实验
观察通电导线在磁 场中的受力情况， 理解电动机原理。
安培环路定律实验
通过测量磁场分布 ，验证安培环路定 律。
电磁感应实验
法拉第电磁感应实验
电和磁教ppt课件
洛伦兹力的定义
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。洛伦兹力的方向垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，可以 用左手定则来判断。
洛伦兹力的应用
洛伦兹力在电磁学中有广泛的应用，如质谱仪、回旋加速器等。在质谱仪中，利用洛伦兹力使不同质量的带电粒 子发生偏转，从而实现质量分析；在回旋加速器中，利用洛伦兹力使带电粒子在磁场中做圆周运动，从而实现粒 子的加速。
根据自我评价结果， 制定未来的学习计划 ，包括继续深入学习 电磁学相关知识、拓 展应用领域等。
THANKS
感谢观看
磁场及其描述方式
磁场的产生
电流周围存在磁场，磁场是由运动电荷产生的。磁场的基本性质是对放入其中 的磁体有力的作用。
磁场的描述方式
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用B表示，单位是特斯拉（T）。 磁感应强度的方向定义为该点的磁场方向，可以用小磁针静止时N极的指向来 表示。
安培环路定律
安培环路定律的内容
麦克斯韦方程组简介
麦克斯韦方程组内容
描述了电场、磁场与电荷密度、电流密度之间的关系，揭示 了电磁波的存在及其传播规律。
麦克斯韦方程组的物理意义
奠定了现代物理学的基础，对无线通信、电子学等领域产生 深远影响。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
变化的电场和磁场相互激发，形 成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在真空中以光速传播，具 有波粒二象性。在介质中传播时 会发生折射、反射等现象。
在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面上，环绕电流为I的任意 形状的闭合曲线的线积分，等于穿过此曲线的磁通量与电流I的乘积，即 ∮B·dl=μ0I（∮为积分符号，dl为微小线段，μ0为真空中的磁导率）。
安培环路定律的应用
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。洛伦兹力的方向垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，可以 用左手定则来判断。
洛伦兹力的应用
洛伦兹力在电磁学中有广泛的应用，如质谱仪、回旋加速器等。在质谱仪中，利用洛伦兹力使不同质量的带电粒 子发生偏转，从而实现质量分析；在回旋加速器中，利用洛伦兹力使带电粒子在磁场中做圆周运动，从而实现粒 子的加速。
根据自我评价结果， 制定未来的学习计划 ，包括继续深入学习 电磁学相关知识、拓 展应用领域等。
THANKS
感谢观看
磁场及其描述方式
磁场的产生
电流周围存在磁场，磁场是由运动电荷产生的。磁场的基本性质是对放入其中 的磁体有力的作用。
磁场的描述方式
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用B表示，单位是特斯拉（T）。 磁感应强度的方向定义为该点的磁场方向，可以用小磁针静止时N极的指向来 表示。
安培环路定律
安培环路定律的内容
麦克斯韦方程组简介
麦克斯韦方程组内容
描述了电场、磁场与电荷密度、电流密度之间的关系，揭示 了电磁波的存在及其传播规律。
麦克斯韦方程组的物理意义
奠定了现代物理学的基础，对无线通信、电子学等领域产生 深远影响。
电磁波的产生与传播
电磁波的产生
变化的电场和磁场相互激发，形 成电磁波。
电磁波的传播
电磁波在真空中以光速传播，具 有波粒二象性。在介质中传播时 会发生折射、反射等现象。
在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面上，环绕电流为I的任意 形状的闭合曲线的线积分，等于穿过此曲线的磁通量与电流I的乘积，即 ∮B·dl=μ0I（∮为积分符号，dl为微小线段，μ0为真空中的磁导率）。
安培环路定律的应用
大学物理Ⅱ11变化的磁场和变化的电场(自感互感)
解: 1.假想原线圈C1 中通有电流 i1 ，
则螺线管内均匀磁场的磁感强度和磁通
量分别为
B
0
N 1i1 l
,
m
BS
0
N 1i1 l
S
所有磁感线都通过副线圈C2，即通过副线圈的磁通量也是Φm，
故副线圈的磁链为
N 2 m
0
N1 N 2i1 l
S
按互感系数的定义式，对N2匝线圈来说，当穿过每匝回路的磁
通量相同时，应有M i1 =N2Φm ，由此得两线圈的互感系数为
L
Wm
1 2
LI 2
1 2
n
2V
(
B
n
)
2
1 2
B2
V
wmV
磁场能量密度
wm矢量12式B
H
磁场能量
wm
B2
2
1 2
H 2
1 2
BH
与电场能量密度
Wm V wmdV
Байду номын сангаас
we
1
D
E
V
B22
2
dV
比较
磁场能量
Wm
V wmdV
V
B2
2
dV
磁场所储存的总能量:
Wm
wmdV
V
V
H B dV 2
小时，小线圈中的感应电动势为多大?
解: (1)设大线圈中通有电流为I1，由题设可知，S2<<S1=πR2，
故可视I1在面积S2上各点激发的磁场相同，其值为
B
N1
O I1
2 R1
通过 S2 的磁链为 互感系数为 M
21 N 2 21
变化的磁场和变化的电场
变化的磁场和变化的电场在物理现象中的应用
电磁感应：变化 的磁场产生电场， 变化的电场产生 磁场
无线电波：变化的 电场产生磁场，变 化的磁场产生电场， 形成电磁波
磁流体发电机： 利用磁场和电场 的相互作用产生 电流
电磁炮：利用磁 场和电场的相互 作用加速带电粒 子
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汇报人：XX
变化的电场的应用
无线电波：利 用变化的电场 产生磁场，进 而产生电磁波
电子显微镜： 利用变化的电 场控制电子束 的聚焦和扫描
电子束曝光机： 利用变化的电 场控制电子束 的路径和能量
离子束刻蚀机： 利用变化的电 场将离子束聚 焦和扫描，实 现微米级加工
03
变化的磁场和变化的电 场的相互关系
磁场和电场的相互影响
变化的磁场产生电场
法拉第电磁感应定律： 当一个变化的磁场穿过 一个闭合电路时，会在 电路中产生电动势，从 而产生电场。
麦克斯韦方程组：变化 的磁场可以产生电场， 这是麦克斯韦方程组的 一个重要结论。
实验验证：通过实验可 以观察到，当磁场变化 时，附近的导体中会产 生电流，这是由于变化 的磁场产生了电场。
应用实例：发电机的工 作原理就是利用了变化 的磁场产生电场，从而 将机械能转化为电能。
磁场的变化对电场的影响
变化的磁场可以产生电场
磁场的变化对电场的影响与方向有 关
添加标题
添加标题
磁场的变化会影响电场的分布
添加标题
添加标题
磁场的变化对电场的影响与强度有 关
变化的磁场的应用
变压器：利用磁场变化实现电 压的变换
变化的磁场可以产生电场
变化的电场可以产生磁场
磁场和电场相互依存，形成统 一的电磁场
第8章_变化的电场和磁场
d d i B dS dt dt S
1 d Ii R R dt
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
(7)感应电流、感应电量和 磁通量
如果闭合回路中电阻为R， 则回路中的感应电流为：
i
在t1 t 2的时间内通过回路截面 的感应电量为 :
1 q i I i dt t1 R
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
(6)一般情况， 为时间和空间的函数 ( r , t ), d 公式 i 中的d是总磁通量 对时间的变化元， dt 而不是磁通量的微元 B dS d
先求总的磁通量，再对时间求导。
2013-7-8
变化的电场和磁场
几点说明：
法拉第电磁感应定律
一、电磁感应现象
v
N S R
（1）磁铁与线圈相对 运动时线圈中产生电流
（2）线圈中电流变化时 另一线圈中产生电流
2013-7-8
变化的电场和磁场
二、电磁感应定律
法 拉 第 电 磁 感 应 定 律
d d i dt dt
几点说明：
S
B dS
d (1) i 与 有关，与 无关，与回路的材料无 关。 dt
t2
2
1
1 d 2 1 R
感应电量与回路中磁通量的变化量有关，而与磁 通量变化的快慢无关。
2013-7-8
变化的电场和磁场
n 例8.1 空心螺绕环： 5000 / m，截面积S 2 10 3 m 2。 ： 线圈A：N 5，R 2。调R 电流变化20 A / s 。 求： ) A中的 i、I i (1 ( 2) 2秒内通过A的感应电量。
变化的磁场和变化的电场
重合, 一导体棒MN沿x方向以速度v匀速向右滑动, 设t=0 时 x=0, 求框内的感应电动势的变化规律.
y B M
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与 磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ0
Φ0 符号法则：
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S
i
2.
当回路中的磁感线方向 与回路的绕行方向成右
线圈绕行方向
SE感 dS0
April 27, 2021
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
四、感生电动势的计算
1) 若磁场在空间分布具有对称性, 在磁场中导体又不构 成闭合回路, 可先求出空间感生电场分布, 再由定义式求 出导体上的感生电动势.
2) 若导体为闭合回路, 或虽不闭合, 但可通过辅助线构 成闭合回路, 这时可直接利用法拉第电磁感应式求解.
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
11－1 电磁感应定律 11－2 动生电动势和感生电动势 11－3 自感和互感 11－4 磁场的能量 *11－5 电感和电容电路的暂态过程 11－6 位移电流 11－7 麦克斯韦方程
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
y B M
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与 磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ0
Φ0 符号法则：
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S
i
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当回路中的磁感线方向 与回路的绕行方向成右
线圈绕行方向
SE感 dS0
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
四、感生电动势的计算
1) 若磁场在空间分布具有对称性, 在磁场中导体又不构 成闭合回路, 可先求出空间感生电场分布, 再由定义式求 出导体上的感生电动势.
2) 若导体为闭合回路, 或虽不闭合, 但可通过辅助线构 成闭合回路, 这时可直接利用法拉第电磁感应式求解.
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
11－1 电磁感应定律 11－2 动生电动势和感生电动势 11－3 自感和互感 11－4 磁场的能量 *11－5 电感和电容电路的暂态过程 11－6 位移电流 11－7 麦克斯韦方程
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
电磁场与电磁波ppt完美版课件
探究一
探究二
随堂检测
画龙点睛变化的磁场周围产生电场,与是否有闭合电路存在无关。
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
探究一
探究二
随堂检测
实例引导例1根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场解析:根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化识
自我检测
1.正误判断。(1)电磁波也能产生干涉、衍射现象。( )答案:√(2)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。答案:√2.探究讨论。为什么电磁波是横波?答案:根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度是相互垂直的,且二者均与波的传播方向垂直。因此,电磁波是横波。
探究一
探究二
随堂检测
规律方法理解麦克斯韦的电磁场理论的关键掌握四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的”“周期性变化的(即振荡的)”,这些都是对时间来说的,是时间的函数。
探究一
探究二
随堂检测
变式训练1如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波( )
解析:由麦克斯韦电磁场理论,当空间出现恒定的电场时(如A图),由于它不激发磁场,故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场时(如B、C图),会激发出磁场,但磁场恒定,不会激发出电场,故也不会产生电磁波;只有振荡的电场(即周期性变化的电场)(如D图),才会激发出振荡的磁场,振荡的磁场又激发出振荡的电场……如此周而复始,便会形成电磁波。答案:D
《电场力的性质》课件
电场的性质
总结词
电场具有物质性、有源性、矢量性、变化性等性质。
详细描述
电场是一种客观存在的特殊物质，具有物质性；电场由电荷产生，具有有源性； 电场对放入其中的电荷的作用力方向，说明电场具有矢量性；变化的电场能产生 磁场，变化的磁场也能产生电场，说明电场具有变化性。
电场的分类
总结词
电场可分为静电场和感应电场。
静电复印
利用静电感应原理，在光 导体上形成静电潜像，再 通过显影和定影，形成复 印品。
电磁感应的应用
电磁感应
感应电动机
因磁通量变化产生感应电动势的现象 。
利用电磁感应原理将电能转换为机械 能理改变交流电压的设 备。
电场力在电子设备中的应用
电子显微镜
利用电场力控制样品在显微镜中 的位置和运动。
实验步骤与结果分析
步骤四
分析实验数据，得出结论。
结果分析
通过实验数据，可以发现电场力与电场强度成正比，与电荷 量成正比，符合库仑定律。同时，电场力方向与电场强度方 向相同，符合左手定则。实验结果与理论预测一致，验证了 电场力的性质和电场强度的关系。
THANK YOU
感谢各位观看
详细描述：在等势面上，电场线的密度较小，说 明该处的电场强度较小，因此受到的电场力也较 小。反之，在电场线密度较大的地方，受到的电 场力较大。
04
电场力在生活中的应用
静电感应的应用
01
02
03
静电感应
当一个带电体靠近导体时 ，导体因静电感应而带电 的现象。
静电除尘
利用静电场使气体电离， 从而使尘粒带电并在电场 力的作用下运动而达到除 尘目的。
03
电场力与电场的关系
电场力与电场强度的关系
电磁感应现象(带动画演示)课件
变压器
变压器利用楞次定律实现电压的变 换，通过改变磁场强度和线圈匝数 比来改变输出电压。
电磁炉
电磁炉利用楞次定律产生涡流加热 食物，通过高频变化的磁场在金属 锅底产生大量涡流，使锅体发热。
04
电磁感应现象中的能量转换
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
能量转换的过程
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
电磁感应现象(带动画演示)
课件
• 电磁感应现象简介 • 法拉第电磁感应定律 • 楞次定律 • 电磁感应现象中的能量转换 • 电磁感应现象中的磁场和电场 • 电磁感应现象中的物理量
目录
DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
总结词
描述电磁感应现象中能量转换的 具体过程，包括磁场能转换为电 能等。
详细描述
当导线或导电物体在磁场中做切 割磁感线运动时，导体内会产生 感应电动势，使得电能与磁场能 之间发生相互转换。
能量转换的效率
总结词
分析电磁感应现象中能量转换的效率问题，包括影响效率的因素等。
详细描述
能量转换的效率受到多种因素的影响，如磁场强度、导线长度、切割速度等。在理想情况下，能量转换的效率可 以达到100%，但在实际应用中，由于各种损耗的存在，效率会有所降低。
用价值。
02
法拉第电磁感应定律
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
法拉第电磁感应定律的内容
总结词
法拉第电磁感应定律是描述当磁场发 生变化时会在导体中产生电动势的规 律。
详细描述
法拉第电磁感应定律指出，当磁场穿 过一个导体闭合回路时，会在导体中 产生电动势。这个电动势的大小与磁 场穿过导体的面积的变化率成正比。
变化的磁场和变化的电场5-2
εi = ∫ (v×B)⋅dl = ∫ vBdl
a a
b
b
B
O
= vB(ab) = 2vB R2 −r2
方法二 ：法拉第电磁感应定律 在 dt 时间内导体棒切割磁场线
dΦ = 2 R2 −r2drB
v
R
b
r
d l
a
εi =
dΦ dr = 2B R2 −r2 = 2Bv R2 −r2 dt dt
变化的磁场和变化的电场 2
∂ B ∂ t
∂ B ∂ t
在空间存在感生电场 E V
E V
3. 当问题中既有动生、又有感生电动势，则总感应电动势为 当问题中既有动生、又有感生电动势，
εi = ∫a (v×B)⋅dl +∫a E ⋅dl V
εi = ∫ (v×B)⋅dl + ∫ E ⋅dl V
L L
变化的磁场和变化的电场
b
b
(导体不闭合) 导体不闭合) (导体闭合) 导体闭合)
8
(4) 轴对称分布的变化磁场产生的感应电场 设一个半径为R 的长直载流螺线管， 设一个半径为 的长直载流螺线管， 内部磁场强度为 B 若 ∂B ∂t为大于零 ， / 的恒量。求管内外的感应电场。 的恒量。求管内外的感应电场。
∂B εi = ∫L E ⋅dl =−∫S ⋅ dS V ∂t
r O
r
R
µ0I µ0I dl cosθ =− =− v v dr 2πr 2πr d+l cosθ µ0I µ0I d +l cosθ ε =∫ −v dr =−v ln d 2πr 2π d
方向： 方向： b →a
υ
a
b
εab =εab
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法拉第电磁感应定律 不论任何原因, 当穿过闭合导 体回路所包围面积的磁通量 发生变化时, 在回路中都 会出现感应电动势, 而且感应电动势的大小总是与磁 通量对时间的变化率成正比.
i
说明：
dΦm dt
1) N 匝线圈, 令
单位: 伏特(V)
Ψ m NΦm
磁通链数
i
dΨ m dt
8 January 2021
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
11－1 电磁感应定律 11－2 动生电动势和感生电动势 11－3 自感和互感 11－4 磁场的能量 *11－5 电感和电容电路的暂态过程 11－6 位移电流 11－7 麦克斯韦方程
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与 磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ 0
Φ 0 符号法则：
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S
i
2.
当回路中的磁感线方向 与回路的绕行方向成右
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
一1、1电－磁1感电应磁现象感应定律
1831年法拉第首次发现, 载流线圈中电流发生变化 时, 处在附近的闭合回路中有感应电流产生.
实验一 当条形磁
铁插入或拔出线圈回路 时，在线圈回路中会产 生电流；而当磁铁与线 圈保持相对静止时，回 路中不存在电流.
a
d
r
2πrOxid dt0I0
2π
l2
cos t ln
r
l1 r
dx
x
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
当0 t π 时，cost 0
2
i 0 为逆时针转向
当 π t π 时，cost 0
2
i 0 为顺时针转向
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
Michael Faraday (
1791– 1867 )
法拉第 伟大的英国 物理学家和化学家, 于1831 年发现了电磁感应现象. 他 创造性的提出场的思想, 磁 场这一名称就是法拉第最 早引入的, 他是电磁理论的 创始法人拉之第一用. 过的螺绕环
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线圈绕行方向
手螺旋关系时, 磁通量为
正(+), 反之为负(-).
dΦ 0 dt
dΦ 0 dt
3. 回路中的感应电动势方 向凡与绕行方向一致时
i 0
i 0
为正(+), 反之为负(-) .
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
S
N
G
S
N
G
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
实验二 当闭合回路和载流线圈间没有相对运动， 但载流线圈中电流发生变化时，同样可在回路产生电流 .
实验三 将闭合回路置于恒定磁场中，当导体棒在 导体轨道上滑行时，回路内出现了电流.
例 一长直导线通以电流 i I0 sin t (I0 为常数). 旁
边有一个边长分别为 l1和 l2 的矩形线圈abcd与长直电流共 面, ab边距长直电流 r. 求线圈中的感应电动势.
解: 建立坐标系Ox如图
Φ
B dS
S
r l1 r
0i
2πx
l2dx
b l1 c
i
l2
0 I0l2 sin t ln r l1
a
b
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应实验的结论
不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的
磁通量发生变化(增加或减少), 回路中都会出现电流, 这 一现象称为电磁感应现象, 电磁感应现象中产生的电流 称为感应电流.
说明: 1) 洛伦兹力的作用并不是提供能量, 而是传递能量. 2) 未形成回路的导体在磁场中运动, 有动生电动势 但没有感应(动生)电流. 3) 导线切割磁感线时才产生动生电动势.
楞次定律 回路中感应电流的流向, 总是使感应电流激 发的穿过该回路的磁通量, 反抗回路中原磁通量的变化.
•楞次定律的实质
能量守恒
(例如速V导线切割磁感线)
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
三、感应电动势 感应电动势就是直接由电磁感应现象所引起的电动势.
S 变 导体平动
一、动生电动势(motional electromotive force)
由
A
q
Ek dl
思考: 非静电力场来源? 洛伦兹力
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
a
Ii
- v
Fm
ev B e(v B)
Ek
Fm e
vB
fm
b
B
a
动生电动势
b
i
Ek dl
(v B) dl
a
导线元 di (v B) dl
U - lv
f
e
fm
b
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
二、楞次定律
B感
S
Ii
N
B
S
Ii
N
B感
B
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
楞次 (1804—1865)
楞次出生在德国的Dorpat . 俄国物理学家和地球物理学家, 1845年倡导组织了俄国地球物 理学会. 1836年至1865年任圣 彼得堡大学教授, 兼任海军和 师范等院校物理学教授.
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
11－2 动生电动势和感生电动势
根据法拉第电磁感应定律: 只要穿过回路的磁通量 发生了变化, 在回路中就会有感应电动势产生.
B 变 感生电动势
Φm
B cosdS
S
变 导体转动
动生电动势