电磁感应现象及应用 PPT
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13.3电磁感应现象及应用(课件)高二物理(人教版2019必修第三册)
04
【答案】D
【详解】A．通电长直导线周围的磁场不是匀强磁场，距离导线越近，则磁场越强，
越远处磁场越弱，选项A错误；
B．线圈向右匀速平移时，线圈中磁通量减小，则会产生感应电流，选项B错误；
C．当长直导线中电流I均匀增大时，线圈中磁通量增加，会有感应电流，选项C错误；
D．当长直导线中电流I均匀减小时，线圈中磁通量减小，线圈中有感应电流，选项D
C．将线圈A从线圈B中拔出
D．将电池的正负极对调，闭合开关
02
【答案】A
【详解】A．由题意可知，开关闭合瞬间，线圈A中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B和电
流表构成的闭合回路中有感应电流产生，电流表的指针向右偏转。保持开关闭合，将滑片P向右滑动，
滑动变阻器接入电路的电阻值减小，回路中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增加，电流表的指针向右
抽出
分析论证
线圈中的磁场
时，
线圈中有感应电流；
线圈中的磁场
线圈中无感应电流
时，
替换后实验
条形磁铁的磁场
通电螺线管的磁场
模拟法拉第实验
-
+
开关闭合，
迅速移动
滑片
G
－
开关闭合
瞬间
+
开关断开
瞬间
＋
复原再做
实验操作
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动
开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
D．线圈绕平行于磁场的转动轴转动，如图（d）所示
01
【答案】C
【详解】A．线圈沿磁场方向上下运动，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，A错
误；
B．线圈垂直于磁场方向向右运动，运动范围在匀强磁场内，线圈的磁通量不变，不
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
电磁感应现象及应用ppt课件
线圈远离时,穿过线圈的磁场变弱，磁通量减少,故有 感应电流。
当二者均不动,而导线中电流I逐渐增大或减少时,穿 过线圈平面的磁场增大或减小，磁通量增大或减小, 故有感应电流。
牛刀小试
5、把一个铜环放在匀强磁场中，使环的平面跟磁场方向垂直， 如图所示。如果使环沿着磁场的方向移动，则铜环中是否有感应 电流？为什么？如果磁场是不均匀的，如图所示，则铜环中是否 产生感应电流？为什么？
无
无
有
牛刀小试
2、如图,磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开(图甲), 然后放手,让线圈收缩(图乙)。线圈收缩时,其中是否有感应电流? 为什么?
有。收缩时，面积减小，磁通量减小，所以产生感应 电流
牛刀小试
3、如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线 圈由位置1穿过虚线框运动到位置2，线圈在运动过程中什么时 候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
实验三：模拟法拉第实验
开关和变阻器状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合，滑动变阻器不动
无
开关闭合，迅速移动划片
有
感应电流的产生与哪个量有关？ 变化的电流
探究感应电流产生的条件
切割磁感线
面积S变化
变化的磁场B
磁通量
变化的电流I
变化的磁场B
探究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。
不能；穿过铜环的磁通量不变
能；穿过铜环的磁通量发生变化
牛刀小试
6、某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈 A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，则在这段时 间内，能在线圈B中产生感应电流的是（ BCD ）
当二者均不动,而导线中电流I逐渐增大或减少时,穿 过线圈平面的磁场增大或减小，磁通量增大或减小, 故有感应电流。
牛刀小试
5、把一个铜环放在匀强磁场中，使环的平面跟磁场方向垂直， 如图所示。如果使环沿着磁场的方向移动，则铜环中是否有感应 电流？为什么？如果磁场是不均匀的，如图所示，则铜环中是否 产生感应电流？为什么？
无
无
有
牛刀小试
2、如图,磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开(图甲), 然后放手,让线圈收缩(图乙)。线圈收缩时,其中是否有感应电流? 为什么?
有。收缩时，面积减小，磁通量减小，所以产生感应 电流
牛刀小试
3、如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线 圈由位置1穿过虚线框运动到位置2，线圈在运动过程中什么时 候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
实验三：模拟法拉第实验
开关和变阻器状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合，滑动变阻器不动
无
开关闭合，迅速移动划片
有
感应电流的产生与哪个量有关？ 变化的电流
探究感应电流产生的条件
切割磁感线
面积S变化
变化的磁场B
磁通量
变化的电流I
变化的磁场B
探究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。
不能；穿过铜环的磁通量不变
能；穿过铜环的磁通量发生变化
牛刀小试
6、某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈 A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，则在这段时 间内，能在线圈B中产生感应电流的是（ BCD ）
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。
电磁感应现象的综合应用ppt课件
生了相互转化．
(3)根据能量守恒列方程求解．精品课件
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四、电磁感应中的图象问题
(1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应 电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图 图 象 象、E－t图象和I－t图象 类 型 (2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的 情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈 位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象
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2．求解电能的主要思路
(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克
服安培力所做的功；
(2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能；
(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算．
3．解决电磁感应现象中的能量问题的一般步骤
(1)确定等效电源．
(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发
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问题 类型
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图 象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求 解相应的物理量
应用 知识
左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁 感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知 识等
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1．用均匀导线做成的正方形线框边
长为0.2 m，正方形的一半放在垂
()
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图9－3－2 A．棒的机械能增加量
B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量
D．电阻R上放出的热量
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解析：棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力．根据功能原 理可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量， A正确． 答案：A
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电磁感应现象及应用(高中物理教学课件)
切割类本质： S发生了变化Ф=BS
变化类本质： B发生了变化Ф=BS
共同点：磁通量变了
四.产生感应电流产生的条件
1.电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做 电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。 2.产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量 发生变化。 思考：地球周围存在磁场, 我们能够在地表通过 摇“绳”来发电吗？若可以，当沿哪个方向站立， 发电的可能性比较大？
例3.如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动， 若要使线框中产生感应电流且磁通量逐渐变大， 则线框的运动情况应该是（ A ）
A．向右平动（ad边还没有进入磁场） B．向上平动（ab边还没有离开磁场） C．以bc边为轴转动（ad边还没有转入磁场） D．以ab边为轴转动（转角不超过90°）
例4.某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电 流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如 图所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的 是（ ABD ）
五.电磁感应现象的应用 无线充电：
五.电磁感应现象的应用
五.电磁感应现象的应用
分析下列情况是否会产生感应电流。
例1.如图所示，直导线中通以电流I，矩形线圈与通电直导线共面， 下列情况中能产生感应电流的是( ABD ) A．电流I增大时 B．线圈向右平动 C．线圈向下平动 D．线圈绕ab边转动
A．线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流 B．线圈A从线圈B中拔出过程中，有感应电流 C．线圈A停在线圈B中，有感应 电流
D．线圈A拔出线圈B的过程中， 线圈B的磁通量在减小
例5.如图所示，条形磁铁放置在金属圆环的正中
央，圆环和小型条形磁铁处在同一平面内，轴线 OO'与圆环平面重合。现要在圆环中产生感应电 流，下列办法中可行的是（ A ） A.让磁铁绕其轴OO'转动600 B.让环在纸面内绕环心顺时针转动600 C.让环沿纸面向上移动一小段距离 D.让磁铁绕其几何中心在纸 平面内顺时针转动600
电磁感应现象和规律的应用ppt课件演示文稿
热点一 电磁感应现象中的图象问题
【例1】 (2010·上海物理)如图7.22所示，一有界区 域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂 直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽 度均为L，边长为L的正方形框abcd的边bc紧靠磁场 边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向 匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正 方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图( )
mg
3由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，
设为vm机械能守恒
1 2
mv m 2
mgh
感应电动势的最大值Em BLvm
感应电流的最大值Im
Em R
解得Im
mg 2gh IR
【命题解读】 电磁感应现象中的“导体杆”， 从组合形式看，可以与电容、电感、电阻等电 学器件组合，也可以与斜面、弹簧等力学器件 组合，可以是单杆也可以是双杆，这些不同类 型的组合，旨在考查学生的综合分析能力和应 用能力，有较大的区分度，所以每年多以压轴 试题的身份出现．
一般利用定义式Q=I2Rt求解．②若感应电流是变化的，
由能的转化与守恒定律求焦耳热(不能取电流的平均
值由Q=I2Rt求解)．③既能用公式Q=I2Rt求解，又能
电阻．求：
(1)磁感应强度的大小B；
(2)电流稳定后，导体棒运动
速度的大小v；
如图7.21
(3)流经电流表电流的最大值Im.
【解析】1电流稳定后，导体棒做匀速运动BIL mg①
解得B mg ② IL
2 感应电动势E BLv③感应电流I E ④
R 由②③④式解得v I 2R
图7.22
【解析】 在0～t1，电流均匀增大；在t1～t2，两边感