高中物理电磁感应课件

Chapter8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Chapter8電磁感應1§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2§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3§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>2.電磁剎車渦電4§8-5渦電流與變壓器>3.電磁爐§8-5渦電流與變壓器>3.電磁爐5§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>歷史西元18316§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>歷史當左側線圈與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>歷史當左側線圈與7§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。§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>渦電流變壓器的鐵8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>渦電流鐵心為塊狀，所生的渦電流較大。§8-5渦電流與變壓器>9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>渦電流金屬片的間隙，可阻斷或減小渦電流的形成。§8-5渦電流與10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>功能電路符號變壓器功能：將交流電電壓升高或降低。§8-5渦電11§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>構造1.原線圈12§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>原理升壓與降壓，13§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>原理14§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>作業(8-7)§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>作業(8-7)1516範例8-6理想的變壓器，如右下圖，主線圈的匝數N1＝6000匝，輸入電壓為120V的交流電。輸出端與5.0Ω的電阻器連接，若流經5.0Ω電阻器的電流為2.0A，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？16範例8-6理想的變壓器，如右下圖，主線圈的匝數N1＝1617演練17演練17§8-6電磁波靜電場靜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電磁波靜電場靜止的電荷在空間中產生穩定電場。靜磁18§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（electromagneticwave）。§8-6電磁波電荷加速度運動或電流隨時間改變時，法拉第電19§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電磁波電磁波傳播20§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電磁波馬克士威將電荷、電流、電場與磁場的關係，歸21§8-6電磁波西元1886～1888年，物理學家赫茲（HeinrichRudolphHertz，1857～1894，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（GuglielmoMarconi，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電磁波西元1886～1888年，物理學家赫茲（H22§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（electromagneticspectrum）§8-6電磁波電磁波譜圖表示不同頻率、波長範圍的電磁波23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（radiowave）：由振盪電路產生。頻率範圍約為103～1010Hz。2.微波（microwave）：又稱短波長無線電波。頻率範圍約為109～1012Hz.§8-6電磁波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、243.紅外線（infraredray）：頻率範圍約為1012～4.0×1014Hz，由室溫中的物體

輻射或分子振盪所產生。4.可見光（visiblelight）：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4.3×1014～7.5×1014Hz，

對應於真空中波長的範圍約為400～700nm。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（ultravioletray﹐簡寫為UV）頻率範圍約為7.5×1014～1018Hz。§8-6電磁波3.紅外線（infraredray）：4.可見光（visi256.X射線（X-ray）：頻率範圍約為1017～1020Hz。產生方法為高速電子撞擊金屬靶而產生。7.伽瑪（γ）射線（gammaray）：頻率範圍約為1020Hz以上，由放射性物質的

原子核所輻射。§8-6電磁波6.X射線（X-ray）：7.伽瑪（γ）射線（gamma26§8-6電磁波§8-6電磁波27用加速器將電子加速後射入金屬靶，所產生的X射線波長為1.2Å，其頻率為多少？演練Enter§9-1電子的發現用加速器將電子加速後射入金屬靶，所產生的X射線波長為128Chapter8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Chapter8電磁感應29§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30§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31§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>2.電磁剎車渦電32§8-5渦電流與變壓器>3.電磁爐§8-5渦電流與變壓器>3.電磁爐33§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>歷史西元183134§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>歷史當左側線圈與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>歷史當左側線圈與35§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。§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>渦電流變壓器的鐵36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>渦電流鐵心為塊狀，所生的渦電流較大。§8-5渦電流與變壓器>37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>渦電流金屬片的間隙，可阻斷或減小渦電流的形成。§8-5渦電流與38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>功能電路符號變壓器功能：將交流電電壓升高或降低。§8-5渦電39§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>構造1.原線圈40§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>原理升壓與降壓，41§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>原理42§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>作業(8-7)§8-5渦電流與變壓器>4.變壓器>作業(8-7)4344範例8-6理想的變壓器，如右下圖，主線圈的匝數N1＝6000匝，輸入電壓為120V的交流電。輸出端與5.0Ω的電阻器連接，若流經5.0Ω電阻器的電流為2.0A，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？16範例8-6理想的變壓器，如右下圖，主線圈的匝數N1＝4445演練17演練45§8-6電磁波靜電場靜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電磁波靜電場靜止的電荷在空間中產生穩定電場。靜磁46§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（electromagneticwave）。§8-6電磁波電荷加速度運動或電流隨時間改變時，法拉第電47§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電磁波電磁波傳播48§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電磁波馬克士威將電荷、電流、電場與磁場的關係，歸49§8-6電磁波西元1886～1888年，物理學家赫茲（HeinrichRudolphHertz，1857～1894，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（GuglielmoMarconi，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電磁波西元1886～1888年，物理學家赫茲（H50§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（electromagneticspectrum）§8-6電磁波電磁波譜圖表示不同頻率、波長範圍的電磁波51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（radiowave）：由振盪電路產生。頻率範圍約為103～1010Hz。2.微波（microwave）：又稱短波長無線電波。頻率範圍約為109～1012Hz