电磁感应定律PPT课件
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《法拉第电磁感应定律》课件
磁通量实验
法拉第进一步证明了磁通量变化 率与感应电动势的关系。
电磁感应的应用
法拉第电磁感应定律在许多领域中有着广泛的应用，包括电力工程、发电机、感应加热等。
电力工程
电磁感应被用于发电、电力 输送和电网运行等方面。
发电机
基于电磁感应的原理，发电 机将机械能转化为电能。
感应加热
通过电磁感应产生的热能， 可用于感应加热领域，如感 应炉和感应焊接。
磁控管技术
磁控管技术利用电磁感应来控 制粒子的速度和能量，用于科 学研究和工业应用。
无线充电
电磁感应也被用于无线充电领 域，方便人们的生活和工作。
感应电动势
感应电动势是感应电流产生的 原因之一。
法拉第电磁感应定律的实验验证
科学家法拉第通过实验证实了电磁感应现象，并进一步验证了法拉第电磁感应定律。
迈克尔·法拉第
法拉第是电磁感应定律的创始人 之一，通过实验验证了该定律。
线圈实验
通过将导线绕成线圈，并将磁场 引入其中，法拉第证明了磁通量 变化会引起感应电动势。
1 不可逆性
感应电动势的产生和磁通量的变化存在着不 可逆性，即无法逆转。
2 感应电动势的阻力
感应电动势在电路中会引起阻力，降低电流 的流动。
电磁感应的相互作用及应用展望
电磁感应不仅在能源领域有着广泛的应用，还在磁控管技术、无线充电等领域中起着重要作用。
能源利用
电磁感应在能源的转化和利用 方面具有重要意义。
电磁感应的历史及发展
法拉第电磁感应定律的发现和进一步研究对电磁学的发展产生了重大影响，并为电磁现象的理解奠定了 基础。
1
发现电磁感应
法拉第在19世纪中期首次发现了电磁感应现象。
法拉第电磁感应定律 ppt课件
例2．导体ab处于匀强磁场中， 磁感应强度是B，长为L的导体 棒ab以速度v匀速切割磁感线， 求产生的感应电动势？
××× × a× ×
××
G×
v ××
××× × b×
×× ×a ×
×× ×× b
ΔΦ=BΔS ΔS=LvΔt
ΔΦ=BLvΔt
E Φ t
E=BLv
三、导体切割磁感线产生的大
二、法拉第电磁感应定律
定律 内容
E t
E k t
E n t
电路中感应电动势的大 小，跟穿过这个电路的 磁通量的变化率成正比
取国际单位： V、Wb、s时， k=1
线圈由1匝 n匝
理解1：Ф 、ΔΦ、 ΔΦ/Δt 与感应电动势之间的关系
物理意义
磁通量Ф
磁通量变化
ΔΦ
E 闭合电路 感
I感
猜想：感应电动势的大小与什么因素有关？
讨论交流 感应电动势的大小跟哪些因素有关？
问题：在实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置，快插入
和慢插入有什么相同和不同?
磁磁通通量量的的变变化化快率慢
Φ
t
相同
从条件上看 磁通量的变化量
不同 磁通量变化的快慢不同
从结果上看
都产生了E(I)
导线的长度L应为有效长度
例3、如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，导轨宽度为d，金属棒 ab如图放置，在垂直于B的平面内运动，且速度v与L垂直，求金属棒 ab产生的感应电动势。
vB
R
d
E=Bdv/sinθ
θ
例4、在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与
杆垂直的方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金
《法拉第电磁感应定律》共29张ppt精选全文
电学方面1821年法拉第完成了第一项重大的电发明，即第一台电动机，通俗来解释就是通过使用电流将物体运动。虽然在现代技术看来，这个装置十分简陋，但它却开创电动机的发展史。1831年法拉第在实验中发现了电磁感应，也就是当一块磁铁穿过一个闭合线路时 ，线路内就会有感应电流产生。这也成为了法拉第一生最伟大的贡献之一。同年法拉第发明了圆盘发电机，这是法拉第第二项重大的电发明。
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 。 产生感应电 动势的那部分导体就相当于电源。
感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？
在实验中，速度越快、磁场越强、匝数越多， 产生的感应电动势就越ห้องสมุดไป่ตู้。
是不是感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关呢？
在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：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 。
现代科学研究中常要用到高 速电子，电子感应加速器就是利用感生电场 使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之 间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆 周运动。 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变 化，产生的感生电场使电子加速。 上图为侧视 图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下 看，电子沿逆时针方向运动。 当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一 致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子 加速？
导线切割磁感线时的感应电动势
＝
∆Φ ＝ Φ 2－ Φ 是磁通量的变化量
是磁通量的变化率
n 是线圈的匝数 单匝时（n=1）：
为有效长度
为与磁感线方向的夹角
为导线和磁场间的相对速度
与＝ 的对比
感生电动势
感生电场
变化的磁场周围所产生的电场
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势 。 产生感应电 动势的那部分导体就相当于电源。
感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？
在实验中，速度越快、磁场越强、匝数越多， 产生的感应电动势就越ห้องสมุดไป่ตู้。
是不是感应电动势的大小可能与磁通量变化的快慢有关呢？
在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到：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 。
现代科学研究中常要用到高 速电子，电子感应加速器就是利用感生电场 使电子加速的设备。 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之 间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆 周运动。 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变 化，产生的感生电场使电子加速。 上图为侧视 图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下 看，电子沿逆时针方向运动。 当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一 致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子 加速？
导线切割磁感线时的感应电动势
＝
∆Φ ＝ Φ 2－ Φ 是磁通量的变化量
是磁通量的变化率
n 是线圈的匝数 单匝时（n=1）：
为有效长度
为与磁感线方向的夹角
为导线和磁场间的相对速度
与＝ 的对比
感生电动势
感生电场
变化的磁场周围所产生的电场
电磁感应中动量定理和动量守恒定律的运用ppt课件.ppt
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
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1.如图所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导
轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，
磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆、2
间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。
（1）ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小 （2）在图中标出ab刚进入磁场时cd棒中的电流方向 （3）若cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半， 求：cd离开磁场瞬间，ab受到的安培力大小
Lb a R
B
Nd Q
Mc P
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
2.如图所示，竖直放置的两光滑平行金属导轨，置于 垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，两根质量相同的 导体棒a和b，与导轨紧密接触且可自由滑动。先固定a， 释放b，当b的速度达到10m/s时，再释放a，经过1s后， a的速度达到12m/s，则：此时b的速度大小是多少？
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
2023届高考物理一轮复习课件：第1节电磁感应现象 楞次定律(18张PPT)
边有一如图所示的闭合电路。当 PQ 在一外力的作用
下运动时，MN 向右运动，则 PQ 所做的运动可能是( )
A．向右加速运动 C．向右减速运动
B．向左加速运动 D．向左减速运动
方法二 逆向推理法
磁化：是指在受磁场的作用下，由于材料中磁矩（即一个微小的磁场）排列时取向趋 于一致而呈现出一定的磁性的现象。
左手定则
姆指指运动方向 内容 四指感应电流
方向
直线电流 环行电流 通电螺线管
四指指电流方向 姆指指受力方向
条件 因“动”生 “电”
因“电”生 因“电”受
“磁”
“力”
实质 反映了磁场能 够产生电流
反映了电流 方向与磁场 方向的关系
反映了磁场的 基本性质
2. 楞次定律
9
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场 总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
1).阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化，“增反减同”、“增缩减扩”.
2). 阻碍相对运动, 可理解为“来拒去留”.
3).阻碍原电流的变化(自感现象).
[解题技法] 分析二次感应问题的两种方法
方法一 程序法(正向推理法)
[例 4] (多选)如图所示，水平放置的两条光滑 轨道上有可自由移动的金属棒 PQ 、MN，MN 的左
第十章
DISHIZHANG
电磁感应
第1节 电磁感应现象 楞次定律
2018 2022
√
2
至
√
五
年
高
考 全 国
√ √
√
Ⅲ
卷
√
（
甲
卷
）
√
物
理
考点分来自布3产生感应电流的三种常见情况
图解--法拉第电磁感应定律ppt课件
17
例与练4
如图，半径为r的金属环绕通过某直
径的轴00'以角速度ω作匀速转动,匀强
磁场的磁感应强度为B，从金属环面
与磁场方向重合时开始计时,则在 金
属环转过900角的过程中，环中产生的
电动势的
0
平均值是多大?
E2Br2
B
0'
例与练5
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一
矩形线框,边长ab=L1,bc=L2线框绕中心 轴00'以角速度ω由图示位置逆时针方
0ω
d B c 0'
20
例与练6
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：( ABD )
A、线圈中0时刻感应电动势最大
B、线圈中D时刻感应电动势为零
C、线圈中D时刻感应电动势最大
D、线圈中0到D时间内
Φ/10-2Wb
平均感应电动势为0.4V 2
25V
例与练2 一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它 的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。 求线圈中的感应电动势。
16V
完整版ppt课件
16
例与练3
一个匝数为100、面积为10cm2的线 圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的 磁场从1T增加到9T。求线圈中的感 应电动势。
1.6V
完整版ppt课件
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E(I) 产生的E(I)大小不等
磁通量变化越快，感应电动势越大。
越大?
磁磁通通量量的的变变化化快率慢
Φ
t
二、法拉第电磁感应定律
电磁感应课件ppt
右手定则在直流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系。
右手定则在交流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系，但需注意交流电的矢量性。
楞次定律与右手定则的实例
楞次定律的实例
当一个条形磁铁插入线圈时，线 圈中会产生抵抗磁通变化的感应 电流，从而阻碍磁铁的插入。
右手定则的实例
当直流电通过一个线圈时，用右 手握住线圈，拇指指向电流方向 ，四指指向即为磁场方向。
法拉第电磁感应定律
说明电磁感应现象，磁场可由 电场感应产生，而电场也可由
磁场感应产生。
麦克斯韦方程组的实例
静电场的电势分布
通过电势分布来描述静电场的性质和规律 。
恒定电流的磁场
描述恒定电流产生的磁场分布和性质，如 磁感线的形状和方向。
电磁感应现象
如发电机的工作原理，磁场感应电场，电 场感应磁场等。
• 安培环路定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{E} = -\frac{\partial \overset{\longrightarrow}{B}}{\partial t}$ • 法拉第电磁感应定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{B} = \mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J} + \frac{\partial
VS
详细描述
将一根导线置于磁场中，并通以交变电流 ，根据右手定则，用右手握住导线，让大 拇指指向电流方向，四指的弯曲方向就是 磁场方向。在实验中，可以通过观察电流 表指针的偏转方向来验证右手定则。
谢谢您的聆听
THANKS
楞次定律的表述
感应电流的方向总是要使感应电动势反抗 引起感应电流的原磁场的磁通变化。
用于判断电流方向与磁场方向的关系。
右手定则在交流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系，但需注意交流电的矢量性。
楞次定律与右手定则的实例
楞次定律的实例
当一个条形磁铁插入线圈时，线 圈中会产生抵抗磁通变化的感应 电流，从而阻碍磁铁的插入。
右手定则的实例
当直流电通过一个线圈时，用右 手握住线圈，拇指指向电流方向 ，四指指向即为磁场方向。
法拉第电磁感应定律
说明电磁感应现象，磁场可由 电场感应产生，而电场也可由
磁场感应产生。
麦克斯韦方程组的实例
静电场的电势分布
通过电势分布来描述静电场的性质和规律 。
恒定电流的磁场
描述恒定电流产生的磁场分布和性质，如 磁感线的形状和方向。
电磁感应现象
如发电机的工作原理，磁场感应电场，电 场感应磁场等。
• 安培环路定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{E} = -\frac{\partial \overset{\longrightarrow}{B}}{\partial t}$ • 法拉第电磁感应定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{B} = \mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J} + \frac{\partial
VS
详细描述
将一根导线置于磁场中，并通以交变电流 ，根据右手定则，用右手握住导线，让大 拇指指向电流方向，四指的弯曲方向就是 磁场方向。在实验中，可以通过观察电流 表指针的偏转方向来验证右手定则。
谢谢您的聆听
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楞次定律的表述
感应电流的方向总是要使感应电动势反抗 引起感应电流的原磁场的磁通变化。
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对闭合 电路E Kdl
.
8
§11-2 动生电动势
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
（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
化—感生电动势
一. 动生电动势
i
dΦ Blv dt
B
+
e v
l
f
-
直导线在均匀场中运动，三者相互垂直。
第十一章 电磁感应
• 电磁感应的基本规律（重点） • 动生电动势（重点） • 感生电动势 （重点） 涡旋电场 • 自感与互感 • 磁场能量与磁场能量密度 • 位移电流 麦克斯韦方程组
22.05.2020
.
1
§11-1 电磁感应的基本规律 一 电磁感应现象
1 电磁感应现象 当一闭合回路所包围的面
积内的磁通量发生变化时，回 路中就产生电流，这种电流被 称为感应电流，这一现象被称 为电磁感应现象
i
0IvlndL 2 d
d
dx
L
X
作业：P103 11-3,4,5
.
13
§11-3 感生电动势 涡旋电场
一 感生电动势
感生电场（涡旋电场） *麦克斯韦的假设：变化磁场在其周围激发一种电场， 这种电场就称为感生电场
i LE感 dlS
BdS t
.
14
例11-6 求轴对称分布的变化磁场产生的感应电场
(vB )d l
L
结论：动生电动势的本质是洛伦兹力, 洛伦兹力是形成动生电动势的非静电力
二 动生电动势的计算
例11.3 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
B
解 动生电动势
iO A (v B )dl
O
R
vBdl
RlBdl
O
O
BR2
2
方向 A O
.
v
l dl A
R
11
例11-4 如图金属杆AB以速度v 平行于长直载流导线 运动。 已知导线中的电流强度为I .
求：金属杆AB中的动生电动势。
解：di (v v B v )d x vvBdx
B 0I
I
v
2 x
x
i
L
di
L
Bvdx
0Iv dL dx
2 d x
设内一部个磁半场径强为度R为的B长，直若载流B / 螺t为线大管于，零
的恒量。求管内、外的感应电场。
解：
LEk
dl
BdS
S t
rR
r
i LEkdl
Ek
dl
L
O R
Ek2πr
Bπ r2 cos0
t
B πr 2 t
Ek .
r B 2 t
(r R)
15
Ek
r B 2 t
(r R)
O dl N
Ek
r dB(r 2 dt
R)
ON
Nr r O Ekdl
0
R rh
C
D
CDC DE kdl
CDEkcosdl
LrdBhdl o 2 dt r
hL 2
dB dt
方法二(用法拉第电磁感应定律): (补顺时针回路 ODCO)
i
C
D
dΦ
dt
h
L
2
d(BLh/ 2)
d B dt dt
.
7
电动势
I
定义
将单位正电荷从电源负极推向电源
正极的过程中，非静电力所作的功
A B FK
AK
q
电源
• 表征了电源非静电力作功本领的大小 uAB uAuB
• 反映电源将其它形式 的能量 转化为电 能本领的大小
非A 静K电性B A 场F 强Kdl qE K BAE KF K dl/q BAE Kdl
nΦ0
（1）负号表示感应电流的效果总是 反 抗引起感应电流的原因 —— 楞次定律
n Φ0
dΦ 0 dt
N
+
L
0
N+
L
dΦ 0 dt
0
（2） Φ 是通过回路的磁通量，d Φ 代表的意义？
rr
与 dmBdS 有何区别？
* 只要闭合导体回路磁通量发生变化就有感应电动势。
.
4
（2）N匝线圈串联时的法拉第电磁感应定律
II0si nt , 其中 I0 和 是大于零的常数
求：与其共面的矩形回路中的感应电动势
解：
rr
BdS B d s
S
S
la
l
I bdx 2 x
Iblnl a 2 l
x
I
l
L
dsb
a
2I0bsintlnl
a l
ox
i
d dt
02 r I0b costlnl la
例11-2 在无限长直载流导线的磁场中，有一运动的导体线框，
.
I
N
S
2
2 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。
二 法拉第电磁感应定律
导体回路中感应电动势 的大小与 穿过回路的磁通量的变化率成正比
i
d dt
i
k
d dt
式中 k 是比例常数，在(SI.)制中 k =1
I
N
S
I
N
S
3
dΦ dt
电子受洛伦兹力
f e (v . B )—— 非静电力
FK 9
• 动生电动势的一般情况
+
F 1v ）k非静q电v v场强B vEr k
r Fk q
B
Ek
v
F rmqvrB r
2）动生电动势 Ek vB -
i
EKdl
i (v B )dl
di (v v B v )d l vi
求管外的感应电场。
rR
i LEkdl Ek2πr
BπR2cos0 t
R2 B Ek 2r t
(r R)
.
r O R
16
例11-7 一被限制在半径为 R 的无限长圆柱内的均匀磁场 B ， B
均匀增加，B 的方向如图所示。
求 导体棒ON、CD的感生电动势 解 方法一(用感生电场计算):
B Ek
N匝相同线圈串联组成回路,若通过
每个线圈的磁通量相同
B
N d dN d t d t
N Φ 称为线圈的磁通链数
若闭合回路中电阻为R
Ii
R
NdΦ Rdt
dqi dt
产生的
感应电荷
qi
t2 t1
Iidt
Φ2 N dΦ R Φ1
NΦ1Φ2 /R
.
5
三 法拉第电磁感应定律的应用
例11-1 直导线通交流电 置于磁导率为 的介质中,已知:
O D D C C O D C
.
hL
2
17
dB dt
§11-4 自感与互感 一 自感
自感系数 I(t) B(t) (t)
mNLI
m BI
B
L—自感系数 与线圈大小、
形状、周围线圈反抗电流变化的能力, 一种电惯性的表现
导体线框与载流导线共面，求线框运动到距导线距离
为 l0 时的电动势。
解 通过面积元的磁通量
dΦBdS0Ibdx
Φ dΦ l2aπx0Ibdx
l 2πx
I l
x
a v b
0Ibln l a
2π l
dx
dΦ dt
20πIbdll /d atdll/dt（方向顺时针方向）
0 Iabv
2πl0 (l0 a)