精品】电磁感应(ppt)

1、 复习引入复习引入: 1820年年,丹麦物理学家奥斯特把一条导线平行地放在小磁针的上方丹麦物理学家奥斯特把一条导线平行地放在小磁针的上方,给导线通电给导线通电 后观察小磁针的偏转情况后观察小磁针的偏转情况 法拉第简介法拉第简介: 法拉第法拉第(michael faraday,17911867年年)，英国著名物理学家，英国著名物理学家 、化学家。、化学家。1791年年9 月月22日生于伦敦。父亲是铁匠，母亲识字不多，法拉第从小生长在贫苦的家庭中，日生于伦敦。父亲是铁匠，母亲识字不多，法拉第从小生长在贫苦的家庭中， 不可能受到较多的教育。不可能受到较多的教育。9岁时，父亲去世了。法拉第不得不去文具

2、店当学徒。岁时，父亲去世了。法拉第不得不去文具店当学徒。 1805年到书店当图书装订工，这使他有机会接触到各类书籍。每当他接触到有趣年到书店当图书装订工，这使他有机会接触到各类书籍。每当他接触到有趣 的书籍时就贪婪地读起来，尤其是百科全书和有关电的书本，简直使他着了迷。的书籍时就贪婪地读起来，尤其是百科全书和有关电的书本，简直使他着了迷。 繁重的体力劳动，无知和贫穷，都没有能阻挡法拉第向科学进军。繁重的体力劳动，无知和贫穷，都没有能阻挡法拉第向科学进军。 有一次，法拉第去听著名科学家戴维的讲座，他认真地记笔记，并把它装成精美有一次，法拉第去听著名科学家戴维的讲座，他认真地记笔记，并把它装成精美

3、 的书册。然后把这本笔记本和一封毛遂自荐的信于的书册。然后把这本笔记本和一封毛遂自荐的信于1812年圣诞节前夕，一起寄给年圣诞节前夕，一起寄给 戴维。在戴维的介绍下，法拉第终于进入皇家学院实验室并当了他的助手。戴维。在戴维的介绍下，法拉第终于进入皇家学院实验室并当了他的助手。 1831年法拉第发现电磁感应现象，这在物理学上起了重大的作用。年法拉第发现电磁感应现象，这在物理学上起了重大的作用。1834年他研究年他研究 电流通过溶液时产生的化学变化，提出了法拉第电解定律。电流通过溶液时产生的化学变化，提出了法拉第电解定律。 法拉第不计较名誉地位，更不计较钱财。他拒绝了制造商的高价聘请，谢绝了大法拉

4、第不计较名誉地位，更不计较钱财。他拒绝了制造商的高价聘请，谢绝了大 家提名他为皇家学会会长和维多利亚女皇准备授与他的爵位，终身在皇家学院实家提名他为皇家学会会长和维多利亚女皇准备授与他的爵位，终身在皇家学院实 验室工作，甘愿当个平民。验室工作，甘愿当个平民。 1867年年8月月25日法拉第与世长辞。日法拉第与世长辞。 科学成就科学成就 在物理学方面在物理学方面 (1)制作了历史上第一台电动机制作了历史上第一台电动机 (2)发现了电磁感应现象发现了电磁感应现象 (3)在实验基础上总结出法拉第电磁感应定律在实验基础上总结出法拉第电磁感应定律 (4)制成第一台圆盘发电机制成第一台圆盘发电机 (5)提

5、出了电场和磁场的概念提出了电场和磁场的概念 (6)暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播 1、知道磁通量的定义，公式的适用条件，知道磁通量的定义，公式的适用条件， 会用这一公式进行简单的计算会用这一公式进行简单的计算 2、知道什么是电磁感应现象、知道什么是电磁感应现象 3、理解、理解“不论用什么方法，只要穿过闭合不论用什么方法，只要穿过闭合 电路的磁通量发生变化，闭合电路中就电路的磁通量发生变化，闭合电路中就 有有“电流产生电流产生”重点重点 4、知道能量守恒定律依然适用于电磁感应现象、知道能量守恒定律依然适用于

6、电磁感应现象 s 一、磁通量（一、磁通量（ ） b 定义式：定义式： =bs 定义：定义： 匀强磁场匀强磁场中有一个与磁场方向中有一个与磁场方向垂直垂直 的平面磁场的磁感应强度的平面磁场的磁感应强度b，平面，平面 面积面积s,这两者的乘积叫做穿过这个这两者的乘积叫做穿过这个 面的磁通量面的磁通量。 单位：单位：韦伯（韦伯（wb） 简称：韦简称：韦 1wb=1t1=1v s 思考：思考：如果如果b和和s不垂直将如何计算磁通量呢？不垂直将如何计算磁通量呢？ n s 当当b和和s不垂直时磁通量的计算为不垂直时磁通量的计算为： = cossb 磁通量的磁通量的意义意义： 磁感线的磁感线的疏密疏密表明磁

7、感应强度的表明磁感应强度的大小。大小。 磁场强的地方磁场强的地方磁感线条数多。磁感线条数多。 通过某一平面的磁通量的大小可以通过某一平面的磁通量的大小可以 用磁感线条数的多少来说明。用磁感线条数的多少来说明。 结论：结论： 磁通量表示穿过这个面的磁感线条数磁通量表示穿过这个面的磁感线条数 scos即面即面s的垂直投影。的垂直投影。 磁通量磁通量 bscosbs b b 说明： 1、以上两公式只适合于匀强磁场以上两公式只适合于匀强磁场 2、在今后的应用中往往根据穿过面的在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数净磁感线条数 的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小。的多少定性判断穿过该面的磁通量的大

8、小。 穿过同一个面的磁感线穿过同一个面的磁感线 同向相加，反向相减同向相加，反向相减后后 磁感线的总条数。磁感线的总条数。 3、磁通量是标量，但是有正负之分。、磁通量是标量，但是有正负之分。 例例: :两个同心放置的共面金属圆环两个同心放置的共面金属圆环a a和和b b，一条形，一条形 磁铁穿过圆心又与环面垂直，则穿过两环的磁铁穿过圆心又与环面垂直，则穿过两环的 磁通量的大小关系为磁通量的大小关系为：（）：（） 、a a b b 、a a b b 、a a b b 、无法确定无法确定 n s b a a b a 思考：思考： 奥斯特实验架起了一座连通电和磁的桥奥斯特实验架起了一座连通电和磁的桥

9、 梁，此后人们对电能生磁已深信不疑，梁，此后人们对电能生磁已深信不疑， 但磁能否生电呢？下面我们通过几个实但磁能否生电呢？下面我们通过几个实 验来说明这个问题验来说明这个问题 s n 请观察实验并思考请观察实验并思考： 实验的现象是什么？实验的现象是什么？ 磁 铁 导导 体体 棒棒 导导 线线 灵灵 敏敏 电电 流流 计计 s n 现象：当导体切割磁 感线时电流表指针偏 转有电流产生 对闭合回路而言，所处磁场未变，仅因为对闭合回路而言，所处磁场未变，仅因为 导体棒的运动使回路在磁场中部分面积变导体棒的运动使回路在磁场中部分面积变 了，使穿过回路的磁通量变化，故回路中了，使穿过回路的磁通量变化，

10、故回路中 产生了电流产生了电流 结论：结论：当当闭合回路闭合回路中的部分导体做中的部分导体做切割磁感切割磁感 线线的的 运动时，电路中有了电流运动时，电路中有了电流 实质实质 ：闭合回路闭合回路中部分导体的运动使穿过回路中部分导体的运动使穿过回路 的的磁通量变化磁通量变化，故回路中产生了，故回路中产生了电流电流 问题：问题：在其它情况下磁通变化是否也会在其它情况下磁通变化是否也会 产生感应电流呢？产生感应电流呢？ 请观察请观察实验三实验三 磁铁磁铁 螺螺 线线 管管 实验实验： ：条形磁铁插入线圈 条形磁铁插入线圈 磁铁动作磁铁动作 表针表针 摆动方向摆动方向 磁铁动作磁铁动作 表针表针 摆动

11、方向摆动方向 n n极插入线圈极插入线圈s s极插入线圈极插入线圈 n n极停在线圈中极停在线圈中s s极停在线圈中极停在线圈中 n n极从线圈抽出极从线圈抽出s s极从线圈抽出极从线圈抽出 归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生 试验过程及现象如下：试验过程及现象如下： 现象：现象：线圈与磁铁有沿轴线的相对 运动时电流表的指针偏转 说明有电流产生！说明有电流产生！ 对线圈回路，对线圈回路，磁场因磁铁的远离和靠近而变磁场因磁铁的远离和靠近而变 化，而线圈所围面积未变，故穿过线圈的磁化，而线圈所围面积未变，故穿过线圈的磁 通变化，产生感应电流，而当磁铁不动时

12、，通变化，产生感应电流，而当磁铁不动时， 线圈处磁场不变，故无感应电流线圈处磁场不变，故无感应电流 有有 有有 无无 有有 有电流产生有电流产生 有电流产生有电流产生 无电流产生无电流产生 有电流产生有电流产生 电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象 结论：结论：不论用什么方法不论用什么方法,只要穿过闭合电路只要穿过闭合电路 的磁通量发生变化的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生闭合电路中就有电流产生. 以上几个不同的实验，其共同点在于：只要穿以上几个不同的实验，其共同点在于：只要穿 过闭合回路的磁通量变化，不管引起磁通量变过闭合回路的磁通量变化，不管引起磁通量变 化的原因是什么，

13、闭合电路中都有感应电流产化的原因是什么，闭合电路中都有感应电流产 生生 感应电流产生的条件感应电流产生的条件 s n 实验：实验：导体在磁场中切割磁力线导体在磁场中切割磁力线 考虑电能从何而来？考虑电能从何而来？ s n 外力移动导体棒时做功，消耗机械能！外力移动导体棒时做功，消耗机械能！ 电能是从机械能转化来的！电能是从机械能转化来的！ 实验实验： ：条形磁铁插入线圈 条形磁铁插入线圈 外力移动磁铁时做功，消耗了机械能！外力移动磁铁时做功，消耗了机械能！ 电能是从机械能转化来的！电能是从机械能转化来的！ 利用这个原理制成了发电机！利用这个原理制成了发电机！ 实验：实验：原、副线圈的实验原、副

14、线圈的实验 b线圈电线圈电 能咋来？能咋来？ 螺线管螺线管b中的电能是由螺线管中的电能是由螺线管a转移给转移给b的！的！ 利用这个原理制成了变压器利用这个原理制成了变压器。 1.以上的闭合电路中以上的闭合电路中,有无感应电流产生有无感应电流产生? 为什么为什么? 有有. 电路是闭合的电路是闭合的, a bc 2.若将以上各电路断开若将以上各电路断开,还会不会产生感应电流还会不会产生感应电流? 不会不会 通过电路的磁通量发生了变化通过电路的磁通量发生了变化. a b c d a bc d o o/ ns 练习二：练习二：分析线圈在变大过程中磁通量的变化的情况分析线圈在变大过程中磁通量的变化的情况

15、 ns ns ns ns ns 练习二：练习二：线圈在线圈在 变大过程中磁通变大过程中磁通 量的变化演示量的变化演示 ns ns ns ns ns ns 两个状态的特写：两个状态的特写： 电磁感应现象电磁感应现象 感应电流感应电流 产生条件产生条件 1.电路闭合电路闭合 2.磁通量变化磁通量变化 磁通量磁通量 =bs (b垂直于垂直于s) cosbs 能量转化能量转化 磁场中机械能磁场中机械能 电能电能 磁场中电能磁场中电能 电能电能 转化转化 转移转移 适用于匀强磁场适用于匀强磁场 (b不垂直于不垂直于s） 发电机原理发电机原理 变压器原理变压器原理 能量守恒能量守恒 回顾本节课：回顾本节课： 电磁感应现象电磁感应现象 感应电流感