第七章电磁感应与电磁场PPT课件
1 BL2
2
B
oL
d = dt
解法 2 棒上离端点x处 v = x ，
V B
的方向，指向端点
d
v
B
dr
xv
X
L
v B dx
O
＝
L
xBdx
o
O dx L
B
1 BL2
2
§7.3 感生电动势、有旋电场
1. 产生感生电动势的机制——感应电场Ei 1
两个静止的线圈：
2
线圈1中，I变化时， 线圈2中出现感应电流 Ii
叙述:导体回路中的感应电动势
的大小与穿过导体回路的磁通量 的变化率成正比.
k d
dt
负号表示感应电动势
总是反抗磁通的变化
国际单位制中 k =1
单位:1V=1Wb/s
nˆB / 2
n 0 B
L
n
nˆB / 2
电动势方向:
0, 0 与 L 反向 0, 0 与L 同向
L
X轴滑动，回路磁通量增加， 产生感应电动势。
d
B
n
I
v
X
dt
d BLx cos
dt
L x
BL dx cos
= B d S= BdS cos
BLx cos
dt
BLv cos
怎么解释动生电动势呢？
- F=-ev×B
•
v
B
动生电动势的本质是 洛伦兹力
V B 电动势的方向是
洛伦兹力可以看作电子受 的非静电力，非静电场强
一、自感系数 定义：静态
自 i（t） 感 电 流
B（t）
I
I（t) B(t) (t) i
BI
= LI
L—自感系数。
与线圈大小、形状、周围介质的磁导率有关； 与线圈是否通电流无关。 单位：H mH
自感电动势
=LI
自 i（t） 感 电 流
B（t）
I
L
d
dt
d LI L dI I dL
B
0
若有N匝线圈，它们彼此串联，总电动势等于各匝 线圈所产生的电动势之和。令每匝的磁通量为 1、
2 、 3 d1 d 2
dt dt
磁通链数: 1 2 3
d d (1 2 3 )
dt
dt
若每匝磁通量相同
d N d
dt
dt
N匝相同的线圈组成回路，则感应电动势
S V
N
有感生电动势存在，有电场存在 将引起介质极化，而无感生电流。
磁通量 d B dS
动生电动势
——磁场中的导线运动、形 状变化而产生的电动势
感生电动势
——磁场变化使导线中 产生电动势
i
N
S
§7.2 动生电动势
一、动 生 电 动 势 设右边的直导线以v的速度
感 应 电 动 势 的 大 小 是 多 少？
线圈 1所激发的磁场通过 线圈 2的磁通链数
21 M 21i1
互感电动势
21
M
21
di1 dt
线圈2所激发的磁场通过 线圈1的磁通链数和互感 电动势为
12 M12i2
1 12
12
M 12
di2 dt
i2
后面将从能量观点证明
两个给定的线圈有：
M 21 M12 M
M 就叫做这两个线圈的互感系数，简称为互感。
Ii
什么力驱动线圈2中电荷运动？ G 不是磁场力！
是不是静电场E？ Edl 0, E为保守力场。
静电场E不能为闭合回路运动的电荷提供能量！
麦克斯韦 引入 感应电场的概念 磁场 Bt 变化的同时 产生 电场
非保守场
此电场的电力线是闭合的，称为有旋电场—感应电场Ei。
感1）应E电i 与场EEeE一i i的样特，Fq点对：场中的电F荷 有qE电i 场力的作用。 2）Ei 不依赖空间是否有导体存在，
i
N
二. 楞次定律 Lenz law 感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。
感应电流激发
磁通量的变化
的磁场通量
若
B
i
注意：
若
B
i
若
B i
若
B i
1）磁场方向及分布 2）M发生什么变化？
3）确定感应电流激发磁场的方向；
4）由右手定则从激发B方向来判断感应电流或i的方向。
三、 法拉第电磁感应定律
只要有
dB dt
0 ，则就有Ei的存在。
3） Ei 是非保守力场， Ei dl 0 。
2.
感生电动势
定义： i
Ei
dl
对闭合回路： i Ei dl
又:
显然
i
Ei
dil与ddt导体 回Btdd路t d形SB状 d有S关E。i的B环t 路dS定 律
注：
dl
与
dS
成右手螺旋关系。
§7.4自感与互感
• 实验现象：
当线圈中电流变化时，它所
激发的磁场通过线圈自身的
磁通量也在变化，使线圈自
身产生感应电动势，叫自感 现象.该电动势叫自感电动势.
i
全磁通与回路的电流成正比： Li
• 称 L为自感系数,简称自感或电感。 单位：亨利H
物理意义：一个线圈中通有单位电流时，通过线圈 自身的磁通链数，等于该线圈的自感系数。
1、法拉第电磁感应定律 2 、动生电动势 3、 感生电动势和感生电场
4、自感与互感 5、磁场能量 6.麦克斯韦电磁场理论简介
§7.1电磁感应的基本规律
一、电磁感应现象
通过一个闭合回路的磁通量 发生变化时， 回路中就有感 应电流产生——该现象称为
电磁感应现象。产生的电流 称为感应电流，相应的电动 势为感应电动势。
Ek = v × B
根据电动势的定义
EK
dl
(v
B)
dl
例题 长度为L的金属棒绕一端在垂直于均匀磁场的 平面内以角速度旋转。求：棒中的感应电动势
dS 1 LdL 1 L2d
2
2
解法1: 设想一个回路， 金属棒的旋转使回路
B dS 1 BL2 d
dt 2 dt
面积变化因而磁通量变化
它的单位：亨利（H）
1H 1V s 1.s A
M—互感系数。
与两个回路的大小、形状 、相对位置及周 围介质的磁导率有关，与回路中是否通有电 流无关。
N d d
B
dt dt
N 全磁通
四.楞次定律
回路中感应电流的方向，
总是使感应电流所激发的
磁场来阻止或补偿引起感 应电流的磁通量的变化。
i
N
>0 i<0
判断各图中感应电动势的方向
I
V
V
B
将磁铁插入非金属环中，环内有 无感生电动势？有无感应电流？ 环内将发生何种现象
dt
dt dt
dI
L L dt
1、自感电流反抗线圈中电流变化 2、L越大回路中电流越难改变
二、 互感应
互感电动势:
当线圈 1中的电流变化时,所 激发的磁场会在它邻近的另 一个线圈 2 中产生感应电动 势;这种现象称为互感现象。 该电动势叫互感电动势。
2 21
i1
互感电动势与线圈电流变化快慢有关；与两个线圈 结构以及它们之间的相对位置和磁介质的分布有关。
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《电磁感应》课件
法拉第电磁感应定律
1 定义表述
法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势，公式为：ε = -dφ/dt。
2 实验验证
众多实验证明了法拉第电磁感应定律的正确性，奠定了电磁感应理论的基础。
3 应用举例
该定律的应用广泛，例如电磁感应式发电机、电磁感应式传感器等。
感应电动势
1 定义及表述
感应电动势是指由电磁感 应产生的电势差，其大小 与磁场变化速率成正比。
2 感应电动势的大小和
方向
感应电动势的大小由磁场 变化率决定，方向由法拉 第电磁感应定律确定。
3 应用举例
感应电动势的应用包括变 压器、感应加热器等。
互感和自感
1 互感的定义和公式
互感是指两个或多个线圈之间的电磁耦合现象，互感系数由线圈的结构和位置决定。
2 自感的定义和公式
自感是指线圈本身产生的电磁感应现象，与线圈中的电流和线圈自身的结构有关。
3 应用举例
互感的应用包括变压器、电感传感器等；自感的应用包括自感式传感器、LC振荡电路等。
变压器
1 变压器的定义和结构
变压器是一种利用电磁感 应原理改变交流电压和电 流的装置，由铁心和线圈 组成。
2 变压器的原理
变压器通过磁场感应，将 输入线圈的电能转移到输 出线圈上，实现电压的升 降。
3 变压器的应用
变压器广泛应用于电力系 统、电子设备以及各个行 业的电力供应。
电磁感应的应用
发电机
发电机利用电磁感应原理将 机械能转化为电能，广泛应 用于发电厂和便携式发电设 备。
电动机
电动机是利用电磁感应原理 将电能转化为机械能的装置， 广泛应用于各种设备和交通 工具。
电磁铁
电磁铁是利用电磁感应产生 的磁场，产生强大吸力的装 置，广泛应用于工业和实验 室等领域。
《电磁学电磁场》课件
电磁场实验
1
实验目的和方法
电磁场实验的目的是通过实践探究电磁场的特性和规律，方法包括搭建实验装置和测量相关 参数。
2
实验步骤和设备
实验步骤包括电磁场产生、测量和调整等过程，设备包括电磁铁、导线、磁罗盘等。
3
实验结果和数据分析
通过实验得到的数据和观察结果，进行数据分析和结论总结，验证电磁场的理论知识。
《电磁学电磁场》PPT课 件
课程介绍：本课程将介绍电磁学和电磁场的基本概念和原理，帮助学生了解 电磁场的特性和应用。
电磁场的特性
定义和起源
电磁场是电荷和电流所产生 的物理场，源自麦克斯韦方 程组的理论。
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组描述了电场 和磁场的相互作用和传播规 律，是电磁学的基本定律。
特性和属性
电磁场的挑战
电磁场的环境污染
电磁场的不当使用会对人体健康 和环境造成潜在的污的影响
电磁场可能对其他设备和系统产 生干扰，影响其正常运行和通信。
长期接触电磁场可能对人体健康 产生潜在影响，需要加强相关研 究和安全措施。
电磁场具有电场和磁场的强 度、方向、能量和传播速度 等特性和属性。
电磁场的应用
电磁感应
电磁感应现象是将磁场转化为 电场或电流，应用于发电机、 变压器等设备。
电磁波
电磁波的传播是通过电场和磁 场相互耦合形成的，应用于通 信、雷达等领域。
电磁场在生活中的应 用案例
电磁场的应用包括无线充电、 电磁炉、磁悬浮等，为我们的 生活带来了便利和创新。
初中物理《电磁感应》ppt课件
3）感应电流的方向跟_运_动__方向、 __磁__场__方向有关。
4）在电磁感应中，把_机__械__能转化为
__电__能。
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电磁感应 发电机
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拉第的发现
奥斯特发现通电直导 线周围存在磁场
电场能够产生磁场
磁场能 够产生 电场吗？
我坚信电与磁的关 系必须被推广，如 果电流能产生磁场， 磁场也一定能产生
电流！
？？？
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什么情况下磁可以生电
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什么情况下磁可以生电
感生电流的方向与磁场方向
和切割磁感线方向有关。
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二、电磁感应的应用—发电机
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11最新课件12源自最新课件131 交流电：大小和方向发生周期性变化的电流叫 做交变电流，简称交流电。
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将磁铁的N、S极对调
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《电磁感应现象》课件
Βιβλιοθήκη 磁场中的导体变化2
中产生感应电流。
当磁场中的导体发生变化时，会在导体
中产生感应电流。
3
电磁铁的工作原理
电磁铁利用电流在线圈中产生的磁场产 生吸力或推力，实现其工作。
电磁感应的应用
发电机
电磁感应原理用于发电机中，将 机械能转化为电能。
电磁炉
通过电磁感应产生热能，快速加 热食物。
电动机
将电能转化为机械能，实现各种 设备的运行。
《电磁感应现象》PPT课 件
本《电磁感应现象》PPT课件将深入探讨电磁感应的概念、法拉第电磁感应定 律、磁通量、磁感应强度、感应电动势等内容，展示其在生活中的应用与重 要性。
电磁感应的概念
电磁感应是指通过磁场的变化产生电流或产生电动势的现象。它是物理学中 的重要概念，对于理解电磁学和电路的原理至关重要。
单位
磁通量的国际单位是韦伯 （Wb）。
磁感应强度
磁通量密度，用B表示，是磁场 通过单位面积的大小。
感应电动势的定义
感应电动势是指在一个电路中由于磁场变化而产生的电动势。它是由法拉第电磁感应定律决定的，可以通过电 磁感应实验进行观测和测量。
感应电流的产生
1
导体在磁场中运动
当一个导体在磁场中运动时，会在导体
法拉第电磁感应定律
1 电流的变化产生感应 2 磁场的变化产生感应 3 感应电动势与变化率
电动势
电动势
成正比
当电流在一个线圈中发生 变化时，会在线圈中产生 感应电动势。
当磁场在一个线圈中发生 变化时，会在线圈中产生 感应电动势。
感应电动势的大小与电流 或磁场变化的速率成正比。
磁通量的定义
磁通量
磁场通过一个平面的总磁量， 用Φ表示。
中产生感应电流。
当磁场中的导体发生变化时，会在导体
中产生感应电流。
3
电磁铁的工作原理
电磁铁利用电流在线圈中产生的磁场产 生吸力或推力，实现其工作。
电磁感应的应用
发电机
电磁感应原理用于发电机中，将 机械能转化为电能。
电磁炉
通过电磁感应产生热能，快速加 热食物。
电动机
将电能转化为机械能，实现各种 设备的运行。
《电磁感应现象》PPT课 件
本《电磁感应现象》PPT课件将深入探讨电磁感应的概念、法拉第电磁感应定 律、磁通量、磁感应强度、感应电动势等内容，展示其在生活中的应用与重 要性。
电磁感应的概念
电磁感应是指通过磁场的变化产生电流或产生电动势的现象。它是物理学中 的重要概念，对于理解电磁学和电路的原理至关重要。
单位
磁通量的国际单位是韦伯 （Wb）。
磁感应强度
磁通量密度，用B表示，是磁场 通过单位面积的大小。
感应电动势的定义
感应电动势是指在一个电路中由于磁场变化而产生的电动势。它是由法拉第电磁感应定律决定的，可以通过电 磁感应实验进行观测和测量。
感应电流的产生
1
导体在磁场中运动
当一个导体在磁场中运动时，会在导体
法拉第电磁感应定律
1 电流的变化产生感应 2 磁场的变化产生感应 3 感应电动势与变化率
电动势
电动势
成正比
当电流在一个线圈中发生 变化时，会在线圈中产生 感应电动势。
当磁场在一个线圈中发生 变化时，会在线圈中产生 感应电动势。
感应电动势的大小与电流 或磁场变化的速率成正比。
磁通量的定义
磁通量
磁场通过一个平面的总磁量， 用Φ表示。
电磁感应电磁场PPT文档39页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
电磁感应电磁场
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
电磁感应电磁场40页PPT
电磁感应电磁场
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
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