電磁感應(yīng)_PPT課件

1、高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿1用楞次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。用楞次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。2自感現(xiàn)象及有關(guān)計(jì)算。自感現(xiàn)象及有關(guān)計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，掌握電磁感應(yīng)定律及有關(guān)的計(jì)算。理

2、解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，掌握電磁感應(yīng)定律及有關(guān)的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿6.2 6.2 感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的方向一、右手定則一、右手定則二、楞次定律二、楞次定律三、右手定則與楞次定律的一致性三、右手定則與楞次定律的一致性高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿當(dāng)

3、閉合回路中一部分導(dǎo)體作切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體作切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向可用電流方向可用右手定則右手定則來(lái)判斷。來(lái)判斷。 伸開(kāi)右手，使拇指與四指垂直，并都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，伸開(kāi)右手，使拇指與四指垂直，并都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線(xiàn)穿入手心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指所指即為感應(yīng)讓磁感線(xiàn)穿入手心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指所指即為感應(yīng)電流的方向。電流的方向。一、右手定則一、右手定則高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技

4、能演示文稿演示文稿當(dāng)磁鐵插入線(xiàn)圈時(shí)，原磁通在增加，線(xiàn)圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流當(dāng)磁鐵插入線(xiàn)圈時(shí)，原磁通在增加，線(xiàn)圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的增加；原磁通的增加；當(dāng)磁鐵拔出線(xiàn)圈時(shí)，原磁通在減少，線(xiàn)圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流當(dāng)磁鐵拔出線(xiàn)圈時(shí)，原磁通在減少，線(xiàn)圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相同，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相同，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的減少。原磁通的減少。因此，得出結(jié)論：因此，得出結(jié)論：當(dāng)將磁鐵插入或拔出線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，當(dāng)將磁鐵

5、插入或拔出線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，總是阻礙原磁通的變化。這就是總是阻礙原磁通的變化。這就是楞次定律楞次定律的內(nèi)容。的內(nèi)容。根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)安培定則，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)安培定則，即可判斷出線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流方向。即可判斷出線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流方向。1 1楞次定律楞次定律高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿2判斷步驟判斷步驟 由于線(xiàn)圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的變化，由于線(xiàn)圈中

6、所產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的變化，即阻礙磁鐵與線(xiàn)圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，要想保持它們的相對(duì)運(yùn)即阻礙磁鐵與線(xiàn)圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，要想保持它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，必須有外力來(lái)克服阻力做功，并通過(guò)做功將其他形式的能動(dòng)，必須有外力來(lái)克服阻力做功，并通過(guò)做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，即線(xiàn)圈中的電流不是憑空產(chǎn)生的。轉(zhuǎn)化為電能，即線(xiàn)圈中的電流不是憑空產(chǎn)生的。 感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向 )(1增增加加或或減減少少原原磁磁通通變變化化方方向向原原磁磁場(chǎng)場(chǎng) B)(12相相同同或或相相反反與與方方向向感感應(yīng)應(yīng)電電流流磁磁場(chǎng)場(chǎng)BB安安培培定定則則愣愣次次定定律律3楞次定律符合能量守恒定律楞次定律符合能量守恒定律高 等 教

7、 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、電磁感應(yīng)定律二、電磁感應(yīng)定律三、說(shuō)明三、說(shuō)明高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿注意注意：對(duì)電源來(lái)說(shuō)，電流流出的一端為電源的正極。：對(duì)電源來(lái)說(shuō)，電流流出的一端為電源的正極。 在電源內(nèi)部，電流從電源負(fù)極流向電源正

8、極，電動(dòng)勢(shì)的方向在電源內(nèi)部，電流從電源負(fù)極流向電源正極，電動(dòng)勢(shì)的方向也是由負(fù)極指向正極，因此也是由負(fù)極指向正極，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電流的方向一致，仍可用右手定則和楞次定律來(lái)判斷。一致，仍可用右手定則和楞次定律來(lái)判斷。一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，說(shuō)明回路電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)存在。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為中有電動(dòng)勢(shì)存在。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感應(yīng)電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體，就相當(dāng)于電源，如在磁。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體

9、，就相當(dāng)于電源，如在磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體和磁通發(fā)生變化的線(xiàn)圈等。場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體和磁通發(fā)生變化的線(xiàn)圈等。2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電源本身的特性，即只要穿過(guò)電路的磁通發(fā)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電源本身的特性，即只要穿過(guò)電路的磁通發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，與電路是否閉合無(wú)關(guān)。生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，與電路是否閉合無(wú)關(guān)。若電路是閉合的，則電路中有感應(yīng)電流，若電路是斷開(kāi)的，若電路

10、是閉合的，則電路中有感應(yīng)電流，若電路是斷開(kāi)的，則電路中就沒(méi)有感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。則電路中就沒(méi)有感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無(wú)關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無(wú)關(guān)高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿1電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律tE 對(duì)于對(duì)于N 匝線(xiàn)圈，有匝線(xiàn)圈，有 tNNtNE12 式中式中N 表示線(xiàn)圈匝數(shù)與磁通的乘積，稱(chēng)為磁鏈，用表示線(xiàn)圈匝數(shù)與磁通的乘積，稱(chēng)為磁鏈，用 表示。表示。即即 tE 于是于是二、電磁感應(yīng)定律二、

11、電磁感應(yīng)定律 = N 大量的實(shí)驗(yàn)表明：大量的實(shí)驗(yàn)表明：?jiǎn)卧丫€(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通變單匝線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通變化率化率 / t成正比，即成正比，即高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿 上式適用于上式適用于 的情況。的情況。 如圖如圖 6-2 所示，設(shè)速度所示，設(shè)速度 v 和磁場(chǎng)和磁場(chǎng) B 之間有一夾角之間有一夾角 。將速。將速度度 v 分解為兩個(gè)互相垂直的分量分解為兩個(gè)互相垂直的分量 v 1、

12、v 2， v 1 = v cos 與與 B 平平行，不切割磁感線(xiàn)；行，不切割磁感線(xiàn)； v 2 = v sin 與與 B 垂直，切割磁感線(xiàn)。垂直，切割磁感線(xiàn)。 Bl vv圖圖 6-2 B 與與 v 不垂直時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不垂直時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿如圖如圖 6-1 所示，所示，abcd 是一個(gè)矩形線(xiàn)圈，它處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為是一個(gè)矩形線(xiàn)圈，它處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)垂直，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈平面和

13、磁場(chǎng)垂直，ab 邊可以在線(xiàn)圈平面邊可以在線(xiàn)圈平面上自由滑動(dòng)。設(shè)上自由滑動(dòng)。設(shè) ab 長(zhǎng)為長(zhǎng)為 l，勻速滑動(dòng)的速度為，勻速滑動(dòng)的速度為 v，在，在 t 時(shí)間內(nèi)，時(shí)間內(nèi)，由位置由位置 ab 滑動(dòng)到滑動(dòng)到 a b ，利用電磁感應(yīng)定律，利用電磁感應(yīng)定律，ab 中產(chǎn)生的感應(yīng)電中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小動(dòng)勢(shì)大小vvBlttBltSBtE vBlE 即即圖圖 6-1導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿

14、上式表明，在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大上式表明，在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度小與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度 l、導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度、導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度 v 以及導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)以及導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向與磁感線(xiàn)方向之間夾角的正弦動(dòng)方向與磁感線(xiàn)方向之間夾角的正弦 sin 成正比。成正比。用右手定則可判斷用右手定則可判斷 ab 上感應(yīng)電流的方向。上感應(yīng)電流的方向。若電路閉合，且電阻為若電路閉合，且電阻為 R，則電路中的電流，則電路中的電流REI 因此，導(dǎo)線(xiàn)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因此，導(dǎo)線(xiàn)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E B l v2 B l v sin 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版

15、社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿三、說(shuō)明三、說(shuō)明1利用公式利用公式 計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，若計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，若 v 為平均速度，為平均速度，則計(jì)算結(jié)果為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；若則計(jì)算結(jié)果為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；若 v 為瞬時(shí)速度，則計(jì)算結(jié)果為為瞬時(shí)速度，則計(jì)算結(jié)果為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 2利用公式利用公式 計(jì)算出的結(jié)果為計(jì)算出的結(jié)果為 t 時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。的平均值。vlBE tE 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education

16、 PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿【例【例6-7】在圖】在圖 6-7中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 為為 0.1 T，切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度，切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度l 為為 40 cm，向右運(yùn)動(dòng)的速，向右運(yùn)動(dòng)的速度度 v 為為 5 m/s，整個(gè)線(xiàn)框的電阻，整個(gè)線(xiàn)框的電阻 R為為 0.5 ，求：，求：( (1) )感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；( (2) )感應(yīng)電流的大小和方向；感應(yīng)電流的大小和方向；( (3) )使導(dǎo)線(xiàn)向右勻速運(yùn)動(dòng)所需的外力使導(dǎo)線(xiàn)向右勻速運(yùn)動(dòng)所需的外力;( (4) )外力做功的

17、功率；外力做功的功率；( (5) )感應(yīng)電流的功率。感應(yīng)電流的功率。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿解解: ( (1) )線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)( (2) )線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)橛捎沂侄▌t可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)?abcd 。V2 . 0V54 . 01 . 0 vBlE( (3) )由于由于 ab 中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電流在磁場(chǎng)中將受到安培力中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電流在磁場(chǎng)中將受到安培力

18、的作用。用左手定則可判斷出的作用。用左手定則可判斷出 ab 所受安培力方向向左，與速度所受安培力方向向左，與速度方向相反，因此，若要保證方向相反，因此，若要保證 ab 以速度以速度 v 勻速向右運(yùn)動(dòng)，必須施勻速向右運(yùn)動(dòng)，必須施加一個(gè)與安培力大小相等方向相反的外力。所以，外力大小加一個(gè)與安培力大小相等方向相反的外力。所以，外力大小 N016. 0N4 . 04 . 01 . 0 BIlF外力方向向右。外力方向向右。 A4 . 0A5 . 02 . 0 REI高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿(4) 外力做功的功率外力做功的功率W08. 0W5016. 0 FvP(5) 感應(yīng)電流的功率感應(yīng)電流的功率 W08. 0W4 . 02 . 0 EIP可以看到，可以看到，P = P ，這正是能量守恒定律所要求的。，這正是能量守恒定律所要求的。高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿【例【例6-2】在一個(gè)】在一個(gè) B = 0.01 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，放一個(gè)面積