8.1电磁感应现象(带动画演示).
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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
电磁感应课件
由N 匝导线构成旳线圈时：
i
d dt
(1
2
N )
d dt
(
N i 1
i
)
d
dt
N
全磁通： i i 1
磁通链数： N
i
N
d
dt
伏特 1V 1Wb s1
设闭合线圈回路旳电阻为R
感应电流：
Ii
i
R
1 R
d
dt
感应电量： q
t2 t1
I i dt
1 R
2 d
1
1 R
(1
2 )
结论：在 t1 到 t2 时间内感应电量仅与线圈回路 中全磁通旳变化量成正比，而与全磁通变化旳快
dB dt
导体
电磁灶
电磁感应炉
§8.3 自感和互感
8-3-1 自感
当经过回路中电流 发生变化时，引起穿过 本身回路旳磁通量发生 变化，从而在回路本身 产生感生电动势旳现象 称为“自感现象”。所 产生旳电动势称为“自 感电动势” 。
B I ,又Ψ B
LI
L称为自感系数简称自感。 单位：“亨利”（H）
dV 2 rldr
Wm
V wmdV
R2 o I 2 2 lrdr R1 8 2r 2
o I 2l R2 dr o I 2l ln R2
4 r R1
4 R1
法二：
先计算自感系数
L ol ln R2 2 R1
Wm
1 2
LI 2
oI 2l 4
ln
R2 R1
§8.5 位移电流
8-5-1 位移电流
1H 1Wb A 1
1H 103 mH 106 μH
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。
8.1电磁感应现象(带动画演示) ppt课件
感应电流：由于电磁感应产生的电流 就叫做感应电流
A、磁场能产生电流。
B、能量转化： 机械能转化为电能。
PPT课件
10
刚才做实验时，灵敏电流表指 针左右偏转，说明了什么？
你认为电路中感应电流的方向 可能与哪些因素有关？
可能与导体切割磁感线的运动方向有关 可能与磁场方向有关
如何用实验的方法发现感应电流 的方向与导体切割磁感线的运动方向 和磁场方向之间的关系？
英国物理学家法拉第在10年 中做了多次探索，1831年终于取 得突破，发现了利用磁场产生电 流的条件和规律。
根据这个发现，后来发明了
发电机，使人类大规模用电成为
可能，开辟了电气化的时代。
PPT课件
3
法拉第
法拉第（Michael Faraday， 1791—1867），英国物理学家、化 学家。
在1821—1831年间，法拉第进 行了多次实验，发现了电磁感应现 象。
在磁场中
导体静止不动
指针不偏转 没电流
导体平行于磁场方向运动 指针不偏转 没电流
导体垂直于磁感线方向运动 指针偏转 有电流
导体在磁场中斜向运动
指针偏转 有电流
当然也可以让磁体运PP动T课件，导线静止。
9
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。
或用线圈代替AB
PPT课件
29
如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置， 闭合开关后，铜棒AB、电流表、开关组成闭合电路．小明将实验 中观察到的现象记录在下表中．
（1）通过比较实验次数3和4（或7和8）可知：在磁场方向一 定时，感应电流的方向与 导体切割磁感线运动方向 有关．
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：
《电磁感应现象及应用》PPT课件
10
核心要点 对磁通量变化的理解 [观察探究]
(1)如图所示，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S′。若有n条磁感线 穿过S′，则穿过面积S的磁感线有多少条？
11
(2)若磁场增强，即B增大，穿过面积S的磁感线条数是否增多？穿过面积S的磁 通量如何变化？ 答案 (1)n条 (2)B增大时，穿过面积S的磁感线条数增多，穿过面积S的磁通 量增大
件。
生的条件的实验方 体会人类探索自
4.掌握运用感应电流的产生条件
法。
然规律的科学态
判断感应电流能否产生。
度和科学精神。
2
[观图助学]
知识点一 划时代的发现
上图是法拉第发明的发电机。圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能 的序幕。试想：电是怎么生成的？结合奥斯特发现电流的磁效应现象，猜想，电 能生磁，磁能生电吗？
答案 图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，穿过线框的磁通量没有发生 变化，所以无感应电流产生；图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管 切割磁感线，但是穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生；图丙 中，线框绕轴线AB转动，穿过线框的磁通量发生改变，有感应电流产生。
35
[探究归纳] 1.感应电流产生的条件：①电路为闭合回路；②穿过闭合回路的磁通量要发生变
导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方。其中能产生感应电流的是( )
37
解析 图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中闭合电路中的磁通量增大，有感 应电流；图C中的导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线 都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流。 故本题只有选项B正确。 答案 B
14
[例2] 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与水平方向的夹角为30°，图中 实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置Ⅰ转 到竖直位置(图中虚线位置Ⅱ)。则在此过程中磁通量的变化量的大小为( )
核心要点 对磁通量变化的理解 [观察探究]
(1)如图所示，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S′。若有n条磁感线 穿过S′，则穿过面积S的磁感线有多少条？
11
(2)若磁场增强，即B增大，穿过面积S的磁感线条数是否增多？穿过面积S的磁 通量如何变化？ 答案 (1)n条 (2)B增大时，穿过面积S的磁感线条数增多，穿过面积S的磁通 量增大
件。
生的条件的实验方 体会人类探索自
4.掌握运用感应电流的产生条件
法。
然规律的科学态
判断感应电流能否产生。
度和科学精神。
2
[观图助学]
知识点一 划时代的发现
上图是法拉第发明的发电机。圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能 的序幕。试想：电是怎么生成的？结合奥斯特发现电流的磁效应现象，猜想，电 能生磁，磁能生电吗？
答案 图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，穿过线框的磁通量没有发生 变化，所以无感应电流产生；图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管 切割磁感线，但是穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生；图丙 中，线框绕轴线AB转动，穿过线框的磁通量发生改变，有感应电流产生。
35
[探究归纳] 1.感应电流产生的条件：①电路为闭合回路；②穿过闭合回路的磁通量要发生变
导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方。其中能产生感应电流的是( )
37
解析 图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中闭合电路中的磁通量增大，有感 应电流；图C中的导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线 都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流。 故本题只有选项B正确。 答案 B
14
[例2] 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与水平方向的夹角为30°，图中 实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置Ⅰ转 到竖直位置(图中虚线位置Ⅱ)。则在此过程中磁通量的变化量的大小为( )
第八章_电磁感应与电磁场
B
v
A
dl
O
OA d B
L
0
1 rdr BL2 2
电动势的方向由 A 指向 O, O点电势高。
哈尔滨工业大学大学物理教研室 8
8.2 动生电动势 感生电动势
8.2.2 感生电动势 感生电场
由于磁场随时间变化而产生的电动势称感生电 动势，相应的电场就叫感生电场。 即必然存在：
哈尔滨工业大学大学物理教研室
4
8.2 动生电动势
8.2.1 动生电动势
感生电动势
1.中学知道的方法：
B
N
i Bl
v
右手法则定方向
2. 由法拉第电磁感应定律 任意时刻，回路中的磁通量是
S
L
l
a b
a
i
均匀磁场 B
Blx t
d dx i Bl Bl dt dt
L
B E感生 dl dS t S
E
S
感生
dS 0
说明感生电场是非保守场
说明感生电场是无源场 S2
哈尔滨工业大学大学物理教研室
L
S1
10
若I=I(t),v,求=? B A I
a
方法一:分别考虑动生电动势和感生电动势 AC:
v
c
Cb D
1 vc
0 I
磁通量的值取正，否则磁通量的值取负
3) 计算结果的正负给出了电动势的方向
0 :说明电动势的方向就是所设的计算方向 哈尔滨工业大学大学物理教研室 0 :说明电动势的方向与所设计算方向相反
3
磁电传感器(1)
在振动频率更高（过大）的情况下，线圈阻抗增加， 传感器灵敏度会随着振动频率的增加反而下降。
8.1.3 测量电路
磁电式 传感器
量程选择
微分电路
前置放大
积分电路
量程转换开关 图8.5 磁电式传感器一般测量电路
主放大器
显示或 记录
二、设计要点
1.工作气隙
d 1 ld 4
2．永久磁铁 使永久磁铁尽可能工作在最大磁能积上。
这种传感器结构简单，但输出信号小，转 速高时信号失真也大，在振动强或转速高的场 合，往往采用闭磁路。
图 (b)为闭磁路变磁通式传感器，它由装在转轴上的内齿轮 和外齿轮、永久磁铁和感应线圈组成，内外齿轮齿数相同。 当 转轴连接到被测转轴上时，外齿轮不动，内齿轮随被测轴而转 动，内、外齿轮的相对转动使气隙磁阻产生周期性变化，从而 引起磁路中磁通的变化，使线圈内产生周期性变化的感应电动 势。 显然， 感应电势的频率与被测转速成正比。
又称为变磁阻式或变气隙式，常用 来测量旋转物体的角速度。
43
2
1
NS
31 7
A 6
A
5
5
6
(a)
(b)
(a) 开磁路； (b) 闭磁路
图（a）为开磁路变磁通式：线圈、磁铁静止不动， 测量 齿轮安装在被测旋转体上，随被测体一起转动。每转动一个齿， 齿的凹凸引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次， 线圈中 产生感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿轮上齿数的 乘积。这种传感器结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上 加装齿轮较危险而不宜测量高转速的场合。
主要内容
8.1 磁电感应式传感器 8.2 霍尔式传感器
8.1 磁电感应式传感器
磁电感应式传感器又称磁电式传感器， 是利用电磁感应原 理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传 感器。它不需要辅助电源， 就能把被测对象的机械量转换成易 于测量的电信号，是一种有源传感器。 由于它输出功率大， 且 性能稳定，具有一定的工作带宽（10～1000 Hz），所以得到普 遍应用。
8.1.3 测量电路
磁电式 传感器
量程选择
微分电路
前置放大
积分电路
量程转换开关 图8.5 磁电式传感器一般测量电路
主放大器
显示或 记录
二、设计要点
1.工作气隙
d 1 ld 4
2．永久磁铁 使永久磁铁尽可能工作在最大磁能积上。
这种传感器结构简单，但输出信号小，转 速高时信号失真也大，在振动强或转速高的场 合，往往采用闭磁路。
图 (b)为闭磁路变磁通式传感器，它由装在转轴上的内齿轮 和外齿轮、永久磁铁和感应线圈组成，内外齿轮齿数相同。 当 转轴连接到被测转轴上时，外齿轮不动，内齿轮随被测轴而转 动，内、外齿轮的相对转动使气隙磁阻产生周期性变化，从而 引起磁路中磁通的变化，使线圈内产生周期性变化的感应电动 势。 显然， 感应电势的频率与被测转速成正比。
又称为变磁阻式或变气隙式，常用 来测量旋转物体的角速度。
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1
NS
31 7
A 6
A
5
5
6
(a)
(b)
(a) 开磁路； (b) 闭磁路
图（a）为开磁路变磁通式：线圈、磁铁静止不动， 测量 齿轮安装在被测旋转体上，随被测体一起转动。每转动一个齿， 齿的凹凸引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次， 线圈中 产生感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿轮上齿数的 乘积。这种传感器结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上 加装齿轮较危险而不宜测量高转速的场合。
主要内容
8.1 磁电感应式传感器 8.2 霍尔式传感器
8.1 磁电感应式传感器
磁电感应式传感器又称磁电式传感器， 是利用电磁感应原 理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传 感器。它不需要辅助电源， 就能把被测对象的机械量转换成易 于测量的电信号，是一种有源传感器。 由于它输出功率大， 且 性能稳定，具有一定的工作带宽（10～1000 Hz），所以得到普 遍应用。
中职优秀课件-第五节 电磁感应
在用导体切割磁感线产生感应电流的实验中，导体运动的速度越快、磁 体的磁场越强，产生的感应电流越大；在向线圈中插入条形磁铁的实验中， 磁铁的磁场越强、插入的速度越快，产生的感应电流就越大。在改变线圈 A 中的电流大小的实验中，滑动触头滑动的速度越快，产生的感应电流越大。
物理 （通用类）
这些实验告诉我们：感应电动势的大小可能与磁能量的变化快慢有关。 通过大量精确的实验，人们得出结论：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。
物理 （通用类）
3．闭合导体回路如右图所示，当导 体棒ab向左运动时,电流表中的感应电流方 向由 到 （填上或下）。
答案： 下；上。
4．一个100匝线圈，在0.5 s内穿过它的磁通量从0.01 Wb增加到0.09Wb。 线圈中感应电动势的大小是多少？
答案：16 V。
5．市场上有一种环保型手电筒，如右 图所示，不需要任何化学电池作电源，不会 产生由废电池引起的环境污染。使用时只要 将它来回摇晃一分钟，灯泡就可持续照明好 几分钟。你知道它的工作原理吗？
例如，在时间 Δt 内，穿过某单匝线圈的磁通量的改变量为 ΔΦ，则在单 匝线圈中产生的感应电动势为
E ΔΦ Δt
E，ΔΦ，Δt 的SI单位分别是V、Wb、s。
如果线圈有 n 匝，那么，整个线圈的感应电动势就是单匝线圈的感应电 动势的 n 倍，即
E n ΔΦ Δt
物理 （通用类）
[例题] 在一个B = 0.01 T的匀强磁场中，放一个横截面积为 0.001 m2的线 圈，其匝数为500 匝。在0.1 s内把线圈平面从平行于磁感线的方向转过90°， 变为与磁感线的方向垂直。求线圈中的平均感应电动势。
物理 （通用类）
物理 （通用类）
这些实验告诉我们：感应电动势的大小可能与磁能量的变化快慢有关。 通过大量精确的实验，人们得出结论：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。
物理 （通用类）
3．闭合导体回路如右图所示，当导 体棒ab向左运动时,电流表中的感应电流方 向由 到 （填上或下）。
答案： 下；上。
4．一个100匝线圈，在0.5 s内穿过它的磁通量从0.01 Wb增加到0.09Wb。 线圈中感应电动势的大小是多少？
答案：16 V。
5．市场上有一种环保型手电筒，如右 图所示，不需要任何化学电池作电源，不会 产生由废电池引起的环境污染。使用时只要 将它来回摇晃一分钟，灯泡就可持续照明好 几分钟。你知道它的工作原理吗？
例如，在时间 Δt 内，穿过某单匝线圈的磁通量的改变量为 ΔΦ，则在单 匝线圈中产生的感应电动势为
E ΔΦ Δt
E，ΔΦ，Δt 的SI单位分别是V、Wb、s。
如果线圈有 n 匝，那么，整个线圈的感应电动势就是单匝线圈的感应电 动势的 n 倍，即
E n ΔΦ Δt
物理 （通用类）
[例题] 在一个B = 0.01 T的匀强磁场中，放一个横截面积为 0.001 m2的线 圈，其匝数为500 匝。在0.1 s内把线圈平面从平行于磁感线的方向转过90°， 变为与磁感线的方向垂直。求线圈中的平均感应电动势。
物理 （通用类）
电磁感应的基本原理、公式及图像分析
电磁感应的基本原理、公式及图像分析1. 电磁感应的基本原理电磁感应现象是指在导体周围存在变化的磁场时，导体中会产生电动势，从而产生电流。
这一现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年发现的，是电磁学的基础之一。
电磁感应现象可以用楞次定律（Lenz’s Law）来解释，楞次定律指出：导体中感应电动势的方向总是这样的，它所产生的电流的磁效应恰好抵消引起感应电动势的磁效应。
换句话说，感应电流的产生是为了阻止磁通量的变化。
2. 电磁感应的公式电磁感应的主要公式是法拉第电磁感应定律，表述为：[ E = - ]•( E ) 是感应电动势（单位：伏特，V）•( _B ) 是磁通量（单位：韦伯，Wb）•( ) 是磁通量随时间的变化率磁通量 ( _B ) 可以用以下公式表示：[ _B = B A () ]•( B ) 是磁场强度（单位：特斯拉，T）•( A ) 是导体所跨越的面积（单位：平方米，m²）•( ) 是磁场线与导体面积法线之间的夹角根据楞次定律，感应电动势 ( E ) 还与感应电流的方向有关，可以用右手法则来确定。
3. 电磁感应的图像分析为了更好地理解电磁感应现象，可以通过图像进行分析。
3.1 磁通量变化图像一个常见的电磁感应图像展示了磁通量随时间的变化。
假设一个矩形线圈在垂直于其平面的均匀磁场中转动，线圈的面积与磁场方向垂直。
当线圈从垂直于磁场方向开始旋转，磁通量 ( _B ) 随着线圈与磁场方向的相对角度的变化而变化。
3.2 感应电动势图像感应电动势 ( E ) 与磁通量变化率 ( ) 成正比。
因此，感应电动势的图像可以表示为磁通量变化图像的导数。
在磁通量-时间图像中，感应电动势的曲线是磁通量曲线的切线，其斜率代表了感应电动势的大小。
3.3 感应电流图像根据欧姆定律，感应电流 ( I ) 等于感应电动势 ( E ) 除以线圈的电阻 ( R )。
因此，感应电流的图像可以由感应电动势的图像向下平移电阻 ( R ) 的值得到。
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
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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。
《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
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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
）
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图8为探究“磁生电”的实验装置。 左右 （1）闭合开关，让悬着的导体AB____ （选填“左右”、 “上下”、“沿A向B”或“沿B向A"）运动时，电流表会 发生偏转。 （2）若保持导体AB不动，要产生感应电流，正确的操作 左右移动磁铁 是________ 。 *（3）实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏 转明显，请你从实验装置和操作上各提一条改进建议。 换用强磁铁 快速移动导体（或磁铁） 装置改进： __________操作改进： _____________ 或用线圈代替AB
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
结论
电磁感应应用
太空悬绳发电
大家知道地球是一个大磁场。 当航天飞机携带着绳系卫星 在空中飞行时，由导电材料 制成的绳系卫星的系绳，在 绕地球运动时切割地球磁力 线，运动过程中，悬绳、航 天飞机、卫星和大气层中的 电离层形成回路。它就成为 一台发电机，可以向绳系卫 星和牵引它的航天器供电
太空悬绳发电
探究：感应电流的方向与哪些因素有关？
装置方向及磁场方 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
导体静止不动 导体平行于磁场方向运动 导体垂直于磁感线方向运动 导体在磁场中斜向运动
指针不偏转 没电流
在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒ab悬 挂于磁铁N、S极之间，铜棒的两端通过导线连 接到电流表上．下列说法正确的是（ A ）
A．ab棒在图中位置水平左右运动时， 应观察到电流表的指针发生偏转
B．ab棒在图中位置竖直上下运动时， 应观察到电流表的指针发生偏转
C．该装置是研究磁场对通电导体的 作用力方向与磁场方向的关系
指针不偏转 没电流 指针偏转 有电流
指针偏转 有电流
当然也可以让磁体运动，导线静止。
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。
感应电流：由于电磁感应产生的电流 就叫做感应电流
A、磁场能产生电流。
B、能量转化： 机械能转化为电能。
刚才做实验时，灵敏电流表指 针左右偏转，说明了什么？ 你认为电路中感应电流的方向 可能与哪些因素有关？
我国交流电周期是0.02秒，频率 为50赫兹。其意义是发电机线圈转一
周用 0.02 秒，即1秒内线圈转50圈。
本节知识点：
奥斯特 首先发现了电流周围存在磁 1.丹麦物理学家________ 法拉第 首先发现了电磁感应现象。 场，英国物理学家________ 闭合 电路的一部分导体在磁场里做 2.电磁感应：_______ 切割磁感线 运动时，导体中就会产生电流，这种 ______________ 电磁感应 。产生的电流就叫做____________ 感应电流 。 现象叫___________ 3.电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的 运动方向 和________________ 磁场的方向 有关。 _____________ 定子 和______ 转子 两部分,利用 4.发电机的主要构造分成______ 机械 能转 电磁感应现象发明了发电机，实现了________ ______________ 化为电能。 方向 和______ 大小 在周期改变的电流。我国电 5.交流电是_____ 50Hz ，意思电流1秒内周期性变 网的交流电频率是________ 50 次。 化_____
（3）小明通过以上实验分析得出：闭合电路中的一部分导体在 磁场里做 切割磁感线运动 时，导体中就会产生感应电流．
关于发电机，下列说法正确的是（ D ）
A．发电机是根据电磁感应现象制成的，是 将电能转化成机械能的装置 B．发电机是根据电流的磁效应制成的，是将 机械能转化成电能的装置 C．发电机产生感应电流的方向跟线圈转动方 向有关，跟磁感线的方向无关 D．发电机产生感应电流的方向跟线圈转动 方向有关，跟磁感线的方向也有关
如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置， 闭合开关后，铜棒AB、电流表、开关组成闭合电路．小明将实验 中观察到的现象记录在下表中．
（1）通过比较实验次数3和4（或7和8）可知：在磁场方向一 定时，感应电流的方向与 导体切割磁感线运动方向 有关．
（2）通过比较实验次数3和7（或4和8）可知：在导体切割磁 感线运动方向不变时，感应电流的方向与 磁场方向 有关
复习
S N
如果把电源“+”极与导线连接，可观 小磁针发生偏转 断开 察到的现象是_______________, 小磁针回到原来指向 。 电路则可观察到_________________ 电流能产生磁场 (电能生磁)
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都 在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电 呢？
英国物理学家法拉第在10年 中做了多次探索，1831年终于取 得突破，发现了利用磁场产生电 流的条件和规律。 根据这个发现，后来发明了 发电机，使人类大规模用电成为 可能，开辟了电气化的时代。
法拉第
法拉第（Michael Faraday， 1791—1867），英国物理学家、化 学家。 在1821—1831年间，法拉第进 行了多次实验，发现了电磁感应现 象。
N
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闭合 电路的一 1.电磁感应：_______ 切割磁感线 部分导体在磁场里做_________ 运动时，导体中就会产生电流， 电磁感应 这种现象叫___________ 。产生 感应电流 。 的电流就叫做____________ 2.电流中感应电流的方向与导 运动方向 和 体切割磁感线的_____________ 磁场的方向 有关。 ________________
D．该装置在实验中通过磁场对电流 的作用，使电能转化为机械能
在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒ab悬 挂于磁铁N、S极之间，铜棒的两端通过导线连 接到电流表上．下列说法正确的是（ B ）
A．只要铜棒ab在磁铁N、S极之间 运动，电流表指针就会偏转 B．当电流表指针偏转时表明，机械 能转化成电能 C．电流表的指针偏转方向只跟导体 的运动方向有关 D．利用这一现象所揭示的原理，可 制成的设备是电动机
电磁感应现象的应用
自行车测速器
变压器
不用电手电筒
发电机
发电机的构造
a
d B
b c
①
A
②
③
④
当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电 流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针 偏转方向相反。
发电机的工作原理
结论：
一 发电机的工作原理： 二 发电机的结构:
电磁感应现象
一、电磁感应
G
G0
G1
怎样从磁场中获得电流呢？
1.电路中产生持续电流的条件? 一是需要电源 二是电路要闭合 2.如何知道电路中是否有电流？ 电流表
思考:如何根据 探究目的设计 实验电路呢?
G
G0
G1
实验探究
探究什么情况下磁可以生电
灵敏电流 表（检测 是否有电 流）
磁场
闭合电路 组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生电 流？你会尝试什么办法？ 1.磁场和导线相对静止；2.磁场和导线相对运动。
可能与导体切割磁感线的运动方向有关 可能与磁场方向有关
如何用实验的方法发现感应电流 的方向与导体切割磁感线的运动方向 和磁场方向之间的关系？
4、感应电流方向判断方法：右手定则
四指指向 电流方向 导体运 动方向
拇指 指向
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
1992年和1996年，意大利研制的 绳系卫星，两次由美国航天飞机携 带，在太空进行试验。第一次由于 绳索缠绕，只释放到250米，仅仅 为原计划20公里的1/78，不过倒是 产生了40伏特的电压及1.5毫安的 电流；第二次释放到19.3千米，还 产生了3000伏特电压，但是飞行不 久以后就出现绳索断裂，绳系卫星 也丢失在茫茫太空之中。