高中物理电磁感应课件

1、Chapter 8 電磁感應 8-1 感應電動勢 8-2 冷次定律 8-3 法拉第電磁感應定律 8-4 發電機與交流電 8-5 渦電流與變壓器 8-6 電磁波 8-5 渦電流與變壓器 1.渦電流 8-5 渦電流與變壓器 1.渦電流 8-5 渦電流與變壓器 2.電磁剎車 渦電流會產生反向磁場，對磁場中的運動金屬板產生阻尼作用。在捷運車輪上加裝電磁鐵，當電磁鐵通電時，渦電流即可發生剎車作用，其剎車力道隨車速減慢而遞減，可維持平穩舒適。 8-5 渦電流與變壓器 3.電磁爐 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 歷史西元1831年，法拉第使用的線圈。 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 歷史當左側線圈與

2、電池接通或切斷的瞬間，檢流計上的指針會隨之偏轉。這表示右側線圈在瞬間產生應電流。實驗裝置中的電池，若改為交流電源，該兩組線圈構成了變壓器（transformer）。 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 渦電流變壓器的鐵心是由薄鐵片所疊成的。鐵心為塊狀，所生的渦電流較大。 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 渦電流金屬片的間隙，可阻斷或減小渦電流的形成。 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 渦電流電路符號變壓器功能：將交流電電壓升高或降低。 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 功能 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 構造1. 原線圈：與輸入交流電源相接，使鐵芯內感應出交互變化的磁通量。2. 軟

3、鐵芯：以分層絕緣的片狀鐵心製成，內部形成封閉磁路，導引感應磁場通過副線圈。3. 副線圈：產生感應電動勢，輸出交流電壓。 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 原理升壓與降壓，輸出入可交換。 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 原理 8-5 渦電流與變壓器 4.變壓器 作業(8-7)16範 例8-6理想的變壓器，如右下圖，主線圈的匝數 N16000 匝，輸入電壓為 120 V 的交流電。輸出端與 5.0的電阻器連接，若流經5.0 電阻器的電流為 2.0 A，求：(1) 輸出電壓為多少？(2) 副線圈的匝數為多少？(3) 輸入的電功率為多少？(4) 輸入的電流為多少？17演練 8-6 電磁波靜電場靜

4、止的電荷在空間中產生穩定電場。靜磁場穩定的電流在空間中產生穩定磁場。 8-6 電磁波電荷加速度運動或電流隨時間改變時，會產生隨時間改變的電場或磁場。法拉第電磁感應定律隨時間變化的磁場可產生電場。馬克士威隨時間變化的電場可產生磁場。交互感應而產生電場、磁場在空間中作規則性的變化，形成電磁波（electromagnetic wave）。 8-6 電磁波電磁波傳播由波源向外發射傳播，電磁波的傳播方向、電場方向及磁場方向，三者相互垂直。 8-6 電磁波馬克士威將電荷、電流、電場與磁場的關係，歸納為一組方程式，稱為馬克士威電磁場方程式，這是電磁理論的基礎。馬克士威電磁場方程式集合了庫侖定律、安培定律、法

5、拉第電磁感應定律及高斯定律，並運用向量分析的數學方式，提出真空中的馬克士威方程式，解釋電與磁相互影響而產生的場。 8-6 電磁波西元18861888年，物理學家赫茲（Heinrich Rudolph Hertz，18571894，德國人）在實驗室中以簡單的電荷振盪裝置發射出電磁波，並在遠處用另一線圈檢測此電磁波，證實馬克士威的電磁理論。1901年，馬可尼（Guglielmo Marconi，1874 1937，義大利人）在英倫海峽的兩岸，成功的傳送無線電報，後來更進一步橫越大西洋傳送無線電訊號，開始了電磁波的實際應用。 8-6 電磁波 電磁波譜圖表示不同頻率、波長範圍的電磁波分布。電磁波譜（e

6、lectromagnetic spectrum）不同頻率範圍的電磁波是由不同的方法產生高溫物體會輻射紅外線、可見光及紫外線；放射性元素會放出伽瑪射線。無線電波各波段的用途電磁波頻率 f 的範圍由低至高1.無線電波（radio wave）： 由振盪電路產生。頻率範圍約為1031010 Hz。2.微波（microwave）： 又稱短波長無線電波。頻率範圍約為1091012 Hz. 8-6 電磁波3.紅外線（infrared ray）： 頻率範圍約為10124.01014 Hz，由室溫中的物體 輻射或分子振盪所產生。4.可見光（visible light）：為人眼所能見到的電磁波，因而是電磁波中人類最熟悉的波段。頻率範圍約為4.310147.51014 Hz，對應於真空中波長的範圍約為400700 nm。在電磁波譜中，它僅構成一個狹窄的波段，其中頻率最高為紫色光，最低為紅色光。5.紫外線（ultraviolet ray簡寫為 UV）頻率範圍約為7.510141018 Hz。 8-6 電磁波6.X 射線（X-ray）：頻率範圍約為10171020 Hz。產生方法為高速電子撞擊金屬靶而產生。7.伽瑪（）射線（gamma ray）：