电磁感应定律的应用PPT教学课件

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大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版

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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


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

静电场为有源场

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

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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)

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

法拉第电磁感应定律的应用PPT教学课件

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b
解:设金属的电阻率为ρ,导线截面为S,圆环电阻为R,画
出等效电路如图示,则 R1=R/3 R2=2R/3
b
R并= 2R/9 = 2/9× ρ 2πr / S
E r1 v
r
a R2
电动势 E= 3 Brv 内阻 r 1= 3 ρr/S
I总
E R并 r1
3Brv
2 2r
3r
(
R1 c 3BvS
3 4 9)
R
2 3
Bav
例10:如图所示,用截面均匀的导线弯成一个半径为r 的闭合圆环
,将其垂直地置于磁感强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面
向里。用同样规格的直导线取一段置于环上(二者金属裸露相接)
,并以速度v 匀速地向右运动,当它运动到bc 位置时(弧 bc=1/2
弧 bac)求bc两点的电势差是多少?
D、改变线圈与磁场方向的夹角
例8:单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转 轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变
化的规律如图所示,则 ( AB )
A.线圈中0时刻感应电动势最大 B.线圈中D时刻感应电动势为0 C.线圈中D时刻感应电动势最大 D.线圈中0至D时间内平均感应
电动势为1.4V
例9:把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为 a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强 磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻为R,粗细均匀的金 属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当 金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时,求:
Blv Rr
2
Rt
等效电路图
E r1 R1
1.电路方面:求感应电动势 E,内外电路路端电压U,干 支路电流I,消耗的电功率P

法拉第电磁感应定律ppt课件全

法拉第电磁感应定律ppt课件全

E n 算出的是平均感应电动势 t
当磁通量均匀变化时,某一时刻的瞬时感应电动 势等于全段时间内导体的平均感应电动势。
8
巩固练习:
1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每 秒钟均匀地增加2 Wb,则:
A.线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
√B.线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C.线圈中的感应电动势始终是2 V D.线圈中不产生感应电动势
由I
E R
r
知:大,总电指阻针一偏定转时角,越E大越。大,I越
问题3:该实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈
中,快插入和慢插入有什么相同和不同?
从条件上看 相同 Φ都发生了变化 不同 Φ变化的快慢不同
从结果上看 都产生了I 产生的I大小不等6
2.磁通量变化越快,感应电动势越大。
二、法拉第电磁感应定律
Φ
t3 t4
O
t1 t2
t
图1
图2
18
例2.如图 (a)图所示,一个500匝的线圈的两 端跟R=99 Ω的电阻相连接,置于竖直向下的 匀强磁场中,线圈的横截面积为20 cm2,电阻 为1 Ω,磁场的磁感应强度随时间变化的图象 如(b)图,求磁场变化过程中通过电阻R的电流 为多大?
19
【解析】 由题图(b)知:线圈中磁感应强度 B 均匀 增加,其变化率ΔΔBt =(504-1s0)T=10 T/s. 由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动 势为 E=nΔΔΦt =nΔΔBt S=500×10×20×10-4 V=10 V. 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I=R+E r=991+0 1A=0.1 A.
巩固练习
2.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀 速转动,穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系 如图1,当线圈处于如图2所示位置时,它的:

电磁感应现象及应用ppt课件

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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

《电磁感应定律应》课件

《电磁感应定律应》课件

1
自感和互感的应用
用于变压器、感应电动机等电路中,用于传递、转换或储存电能。
2
变压器的原理和应用
通过自感和互感作用,实现电压的升降。广泛应用于电力输配系统。
3
发电机的工作原理和应用
通过电磁感应定律将机械能转化为电能,广泛应用于发电站和动力设备中。
磁力线的概念及特征
• 磁力线是描述磁场分布的图形表示,它们总是从磁北极流向磁南极。 • 磁力线趋向于集中在有磁场物体附近,形成闭合回路或弧形。 • 磁力线之间距离越近,磁场强度越大。
磁性材料的分类及特性
磁体材料
铁、钴、镍等磁性物质,具有 显著的磁性。
顺磁材料与铁磁材料
顺磁材料被磁场吸引,但不保 持磁性;铁磁材料具有长久的 磁性。
抗磁材料
被磁场排斥,且磁性很弱。
磁的性质及表达方式
磁铁
具有一定磁性,可以吸引铁、镍、钴等物体。
磁场由Βιβλιοθήκη 体产生的具有磁性的物质周围的区域。
磁力
磁场对物体施加的力,可以使物体受力或运动。
磁学基本方程组的概念及应用
1
安培环路定理
描述了磁场中电流的分布和磁感应强度的关系。
2
高斯定理
描述了电荷分布和电场的关系。
3
法拉第电磁感应定律
描述了磁场和电流之间的相互作用关系。
《电磁感应定律应》PPT 课件
通过本PPT课件,带你深入了解电磁感应定律的应用。从定义到工作原理, 涵盖了各个方面,让你对这一重要概念有全面的了解。
电磁感应定律的定义
1 法拉第电磁感应定律
描述了磁场和电流之间的相互作用关系,给出了感应电动势和磁场变化率的定量关系。
2 楞次定律
规定了感应电流在电路中的方向,以保持电路中的能量守恒。

电磁感应定律的应用 优秀课件

电磁感应定律的应用 优秀课件
A.若是匀强磁场,小球在左侧上升的高度小于h B.若是匀强磁场,小球在左侧上升的高度等于h C.若是非匀强磁场,小球在左侧上升的高度等于h D.若是非匀强磁场,小球在左侧上升的高度大于h [审题指导] (1)小球在哪种磁场中运动磁通量发生变化。 (2)小球上升高度变化说明有机械能与电能的转化。
[解析] 当磁场为匀强磁场时,穿过小球的磁通量 保持不变,不会有电磁感应现象发生,小球的机械能守 恒,小球在曲面左侧可以达到同样的高度h,选项B正确, A错误;当磁场为非匀强磁场时,穿过小球的磁通量会发 生变化,在小球中会有涡流产生,从而使小球的机械能 减少,转化为电能,进而使小球内能增加,所以小球到 达曲面左侧的高度要比h低,选项C、D错误。 [答案] B.若是匀强磁场,
1.涡流产生的条件 涡流的本质是电磁感应现象,涡流产生的条件是穿过 金属块的磁通量发生变化,并且金属块本身可自行构成闭 合回路。同时因为整个导体回路的电阻一般很小,所以感 应电流很大,就像水中的旋涡。 2.可以产生涡流的两种情况 (1)把块状金属放在变化的磁场中。 (2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。
3.利用
新型炉具
就是利用涡流原理制成的,其优点是
热效率 高;无烟火,无 毒气废气 ,被称为“绿色炉具”。
4.防止
为减小涡流,电动机、变压器铁芯是用外表涂有
绝缘材料 的薄硅钢片叠成的,而不采用整块硅钢铁芯,这
样减少发热,降低能耗,提高了设备的工作效率。
[涡流的应用]
电磁灶加热原理如图所示,灶台台面是一块高 强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃),台面下边装 有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电流转换 装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底烹饪 锅.
小球在左侧上升的高度等于h

电磁感应现象及应用ppt课件

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


N/S极停在线圈中


N/S极从线圈中拔出


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:
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(2)磁卡和动圈式话筒 ①磁卡工作原理 磁卡信息的录入是利用了 电流的磁效应 ;信息的读 取与录入过程相反,利用了 电磁感应原理 . ②动圈式话筒 动圈式话筒是把 声音 信号转变为 电 信号的装置, 由膜片、线圈、永磁体等构成.其工作原理是利用 了 电磁感应原理 .
2.思考判断 (1)涡流是由整块导体发生的电磁感应现象,不遵从电磁 感应定律.(×) (2) 通 过 增 大 铁 芯 材 料 的 电 阻 率 可 以 减 小 涡 流 的 产 生.(√) (3)各种银行信用卡的使用,就是人们利用了电磁感应原 理.(√)
温升高的是( )
A.恒定直流、小铁锅
B.恒定直流、玻璃杯
C.变化的电流、小铁锅
D.变化的电流、玻璃杯
图 1-3-2
【审题指导】 (1)穿过回路的磁通量变化是产生涡流的 必要条件.
(2)涡流只能产生在导体内部.
【解析】 通入恒定直流时,所产生的磁场不变,不会 产生感应电流,通入变化的电流,所产生的磁场发生变化, 在空间产生感生电场,铁锅是导体,感生电场在导体内产生 涡流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是由变化的磁场 在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温.
3.探究交流 北京奥运会期间,观众入场前都要接受安全检查,如图 1-3-1 是一种手持式安全检查报警器,一靠近金属体,它 就会发出报警声,这是为什么呢?
图 1-3-1
【提示】 在报警器内有一线圈,线圈中通有高频电流, 因此线圈周围有着高频的变化磁场.当报警器靠近金属体时, 线圈的磁场在金属体中感应出涡电流,涡电流产生的磁场又 会穿过线圈,改变线圈中的原磁场,使相关的电子线路产生 报警声.
第 3 节 电磁感应定律的应用
教师用书独具演示
●课标要求 (一)知识与技能 1.知道涡流是如何产生的. 2.知道涡流对我们有不利和有利的两方面,以及如何利 用和防止. 3.了解磁卡记录及读取信息的原理. 4.了解动圈式话筒的工作原理.
(二)过程与方法 1.用实验的方法引入新课,激发学生的求知欲. 2.通过用旧知识分析新问题弄清涡流的产生. 3.利用理论联系实际的方法加深理解涡流. (三)情感、态度与价值观 1.培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题. 2.体验实验的乐趣,引发学生去分析问题,解决问题, 提高其学习掌握知识的能力. 3.通过理论与实际相结合,提高学习情趣,培养其用理 论知识解决实际问题的能力.
涡流、磁卡和动圈式话筒 1.基本知识 (1)涡流及其应用 ①定义 将整块金属放在变化磁场中,穿过金属块的磁通量发生 变化,金属块内部所产生的 旋涡状 的感应电流. ②利用 新型炉具电磁炉就是利用涡流原理制成的,其优点 是 热效率高 ;无烟火,无毒气、废气,被称为“ 绿色炉具 ”.
③防止 为减小涡流,电动机、变压器铁芯是用外表涂 有 绝缘材料 的薄硅钢片叠成的,而不采用 整块 硅钢铁 芯,这样减少发热,降低能耗,提高了设备的工作效率.
【答案】 C
如图 1-3-3 所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图, 冶炼炉内装入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时 被冶炼的金属就能被熔化.这种冶炼方法速度快、温度容易 控制,并能避免有害杂质混入被炼金属中,因此适于冶炼特 种金属.该炉的加热原理是( )
图 1-3-3
A.利用线圈中电流产生的焦耳热 B.利用红外线 C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 D.利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波 【解析】 把冶炼的金属放在冶炼炉中,冶炼炉外面绕 着线圈,给线圈通入高频交流电,冶炼炉内待冶炼的金属在 快速变化的磁场中被感应出很强的涡流,从而产生大量的热 使金属熔化.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,还可以 在真空条件下进行,避免金属的氧化,保证金属的纯度,特 别适合于特种合金和特种钢的冶炼. 【答案】 C
4.涡流的利用 (1)利用涡流受的安培力:如电磁阻尼等. (2)利用涡流的热效应:如电磁炉等. (3)措施:增加ΔΔΦt ,选用电阻率较小的材料.
如图 1-3-2 所示,在一个绕有线圈的可拆变
压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯高,则通入的电流与水
●课标解读 1.知道涡流是一种电磁感应现象,了解涡流的磁效应和 热效应. 2.知道涡流在现实生活中的应用,并能知道如何防止不 利的因素. 3.对磁卡和动圈式话筒的工作原理有一定了解.
●教学地位 本节内容属于电磁感应现象在实际生活中的应用,在高 考要求中是Ⅰ级要求.因此本节只要求学生了解、知道关于 涡流、磁卡、动圈式话筒的工作原理,不是重点内容.
●新课导入建议 问题式引入新课 教师:出示电磁炉,问哪些同学有使用过?与电炉有何 区别? 教师:出示电动机、变压器铁芯,引导学生仔细观察其 铁芯有什么特点? 学生:它们的铁芯都不是整块金属,而是由许多薄片叠 合而成的.
教师:为什么要这样做呢?用一个整块的金属做铁心不 是更省事儿?学习了涡流的知识,同学们就会知道其中的奥 秘.
• ●教学流程设计
演示结束
课标解读
重点难点
1道的2以的3话...了知知涡.及应筒解道道流在用的涡磁涡是生.工流流卡如产作的现和何、原利象 动产 生 理与, 圈生 活. 弊知 式中,1用 2的 3会 量...涡 磁 金. 原 产 .流 卡 属(理 生 (重 难的 、 块. 大点 点概 动 中(量)重) 念圈产热点及式生) 其话涡应筒流
涡流的产生及能量转化
【问题导思】 1.涡流的产生条件是什么? 2.产生涡流时,能量的转化特点如何?
1.涡流产生的条件 涡流的本质是电磁感应现象,涡流产生的条件是穿过金 属块的磁通量发生变化,并且金属块本身可自行构成闭合回 路.同时因为整个导体回路的电阻一般很小,所以感应电流 很大,就像水中的漩涡. 2.产生涡流的两种常见方式 (1)利用变化磁场:把块状金属导体放在变化的磁场中. (2)利用相对运动:让块状金属导体进、出磁场或在非匀 强磁场中运动.
3.能量转化 产生了涡电流,涡电流就会受安培力作用,安培力做功, 电能最终在金属中转化为内能. (1)块状金属导体处在变化磁场中,则磁场能转化为电能 并最终转化为内能. (2)块状金属导体自由进出磁场或在非匀强磁场中运动, 则机械能转化为电能最终转化为内能. (3)若有其他力作用在块状金属导体上维持其运动,则其 他形式能转化为电能最终转化为内能.
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