電磁感應(yīng)課件

電磁感應(yīng)課件電磁感應(yīng)概述法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律與右手定則麥克斯韋方程組電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀察01電磁感應(yīng)概述電磁感應(yīng)：是指因磁通量變化而引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。定義公式：E=n(dΦ)/(dt)其中E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，n為線(xiàn)圈匝數(shù)，dΦ為磁通量變化，dt為時(shí)間變化。電磁感應(yīng)的定義123當(dāng)穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中的感生電動(dòng)勢(shì)E感的大小和穿過(guò)回路的磁通量變化率dΦ/dt成正比，公式為：E感=n*dΦ/dt。法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感的方向變得比原來(lái)E的方向小一些，即“增反減同”。楞次定律描述了電磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其中包含了電磁感應(yīng)定律。麥克斯韋方程組電磁感應(yīng)的物理現(xiàn)象變壓器電機(jī)無(wú)線(xiàn)充電磁懸浮列車(chē)電磁感應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景01020304利用電磁感應(yīng)原理，將交流電從初級(jí)線(xiàn)圈傳遞到次級(jí)線(xiàn)圈。通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和家電領(lǐng)域。利用電磁感應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)充電，提高了充電的便捷性和安全性。利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)列車(chē)與軌道的懸浮和導(dǎo)向，提高了列車(chē)的速度和穩(wěn)定性。02法拉第電磁感應(yīng)定律總結(jié)詞法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)領(lǐng)域的基本定律，表述為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比。詳細(xì)描述法拉第電磁感應(yīng)定律指出，當(dāng)一個(gè)閉合導(dǎo)電回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的方向相反，大小與磁通量變化率成正比。法拉第電磁感應(yīng)定律的表述總結(jié)詞法拉第電磁感應(yīng)定律可以通過(guò)楞次定律和右手定則推導(dǎo)得出。詳細(xì)描述楞次定律指出感應(yīng)電流的方向總是試圖阻止產(chǎn)生它的磁通量變化。右手定則則將拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，四指的彎曲方向就是磁場(chǎng)方向，食指指向就是電流方向。通過(guò)這兩個(gè)定律，可以得出法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式。法拉第電磁感應(yīng)定律的推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的實(shí)例包括發(fā)電機(jī)、變壓器、磁懸浮列車(chē)等?？偨Y(jié)詞發(fā)電機(jī)利用法拉第電磁感應(yīng)定律將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；變壓器利用法拉第電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電壓的變換；磁懸浮列車(chē)?yán)梅ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)懸浮和導(dǎo)向。詳細(xì)描述法拉第電磁感應(yīng)定律的實(shí)例03楞次定律與右手定則楞次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通的變化。楞次定律的物理意義感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通變化。楞次定律的表述感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反抗引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通變化。楞次定律的表述右手定則的應(yīng)用：用于判斷通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的受力方向。右手定則的內(nèi)容：將右手拇指指向磁場(chǎng)方向，四指的彎曲方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的受力方向。右手定則的注意事項(xiàng)僅適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向判斷。通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向和磁場(chǎng)方向均有關(guān)。當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力最大；當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力為零。右手定則的應(yīng)用03楞次定律與右手定則的關(guān)聯(lián)楞次定律是判斷感應(yīng)電流方向的原則，右手定則是實(shí)際應(yīng)用中判斷通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力方向的方法。01楞次定律實(shí)例當(dāng)一個(gè)條形磁鐵插入線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生相反的磁場(chǎng)，以阻礙磁鐵的插入。02右手定則實(shí)例電動(dòng)機(jī)的工作原理，通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)。楞次定律與右手定則的實(shí)例04麥克斯韋方程組靜電場(chǎng)的高斯定理：$abla\cdot\overset{\longrightarrow}{E}=\frac{\rho}{\varepsilon_{0}}$磁場(chǎng)的高斯定理：$abla\cdot\overset{\longrightarrow}{B}=0$麥克斯韋方程組的第二形式：$abla\times\overset{\longrightarrow}{E}=-\frac{\partial\overset{\longrightarrow}{B}}{\partialt}$麥克斯韋方程組的第三形式：$abla\times\overset{\longrightarrow}{B}=\mu{0}\overset{\longrightarrow}{J}+\mu{0}\varepsilon_{0}\frac{\partial\overset{\longrightarrow}{E}}{\partialt}$麥克斯韋方程組的表述描述了電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間的關(guān)系揭示了電磁波的存在和傳播方式提供了研究電磁現(xiàn)象的基本工具和方法麥克斯韋方程組的物理意義電磁波在空間中傳播，滿(mǎn)足麥克斯韋方程組，可以通過(guò)求解方程組得到電磁波的傳播方向和速度。電磁波的傳播當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中電流通過(guò)時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，可以用麥克斯韋方程組描述。導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)麥克斯韋方程組的實(shí)例05電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用變壓器是通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能傳遞的一種設(shè)備。變壓器的兩個(gè)繞組之間存在耦合，其中一個(gè)繞組的電壓變化可以引起另一個(gè)繞組的電壓變化。變壓器通過(guò)改變繞組之間的耦合程度來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的升降。變壓器的工作原理交流電機(jī)的定子中通入交流電，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)體則在磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)，從而產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子中的電流與定子中的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。交流電機(jī)是一種通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能轉(zhuǎn)換的設(shè)備。交流電機(jī)的運(yùn)行原理電磁爐是一種利用電磁感應(yīng)原理加熱食物的設(shè)備。電磁爐的加熱線(xiàn)圈中通入高頻交變電流，產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)，磁力線(xiàn)切割鍋具底部，使鍋具底部金屬分子產(chǎn)生大量密集渦流。渦流使鍋具底部金屬分子高速震顫，從而使鍋具加熱。電磁爐的工作原理06實(shí)驗(yàn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀察詳細(xì)描述2.將導(dǎo)線(xiàn)懸掛在電源上，并連接到電流表和電壓表。4.改變電源的極性，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察電流表和電壓表的變化。總結(jié)詞：通過(guò)簡(jiǎn)單的器材和操作，觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解磁場(chǎng)的變化。1.準(zhǔn)備一根導(dǎo)線(xiàn)、一個(gè)電源、一個(gè)電流表和一個(gè)電壓表。3.打開(kāi)電源，觀察電流表和電壓表的變化。010203040506實(shí)驗(yàn)一：電磁感應(yīng)的觀察1.準(zhǔn)備一個(gè)線(xiàn)圈、一個(gè)電源、一個(gè)電流表和一個(gè)電壓表。2.將線(xiàn)圈與電源、電流表和電壓表連接。3.打開(kāi)電源，并逐漸改變線(xiàn)圈的方向，觀察電流表和電壓表的變化。4.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向應(yīng)該與磁場(chǎng)變化的方向相反。總結(jié)詞：通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電流的方向，驗(yàn)證楞次定律。詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)二：楞次定律的驗(yàn)證總結(jié)詞：通過(guò)觀察磁場(chǎng)對(duì)右手拇指方向的影響，驗(yàn)證右手定則。詳細(xì)描述1.準(zhǔn)備一根導(dǎo)線(xiàn)、一