《大学物理电磁感应》课件.pptx

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1、大学物理电磁感应目录CONTENTS电磁感应概述电磁感应定律的应用电磁感应与现代科技电磁感应实验电磁感应的物理意义电磁感应的习题与解析01电磁感应概述当一个导体回路在变化的磁场中时，会在回路中产生电动势，这种现象称为电磁感应。电磁感应现象产生电动势感应电流当磁场变化时，导体中的电荷会受到洛伦兹力作用，从而在导体中产生电动势。当导体回路闭合时，产生的电动势会导致电流的产生，这种电流称为感应电流。030201电磁感应现象感应电动势的大小与穿过导体回路的磁通量变化率成正比。法拉第定律内容磁通量变化率是指单位时间内磁通量的变化量。磁通量变化率导体回路中的磁通量发生变化时，就会产生感应电动势。产生电动势

2、的条件法拉第电磁感应定律感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。楞次定律内容感应电流的方向会使磁通量减小或增加，从而阻碍磁通量的变化。阻碍磁通量变化楞次定律是判断感应电流方向的重要依据，也是理解电磁感应现象的基础。楞次定律的应用楞次定律02电磁感应定律的应用总结词变压器是利用电磁感应原理改变交流电压的设备，通过磁场耦合实现电压、电流和阻抗的变换。详细描述变压器由初级和次级线圈组成，当交流电通过初级线圈时，产生变化的磁场，这个磁场通过铁芯传递到次级线圈，从而在次级线圈中产生感应电动势。通过改变初级和次级线圈的匝数比，可以实现电压的升高或降低。变压器感应电动机是利用电磁感应原理实现电能和机械能

3、转换的电动机，也称为异步电动机。总结词感应电动机的定子绕组接通交流电后，产生旋转磁场，转子中的导条在磁场中切割磁力线，产生感应电流，该电流与磁场相互作用产生转矩，驱动转子旋转。感应电动机具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点。详细描述感应电动机总结词电磁炉是利用电磁感应原理加热食物的厨房电器，通过高频交变磁场在铁质锅底产生涡流，从而产生热量。详细描述电磁炉的加热原理是利用交变电流在扁平线圈中产生交变磁场，当铁质锅具放置在磁场范围内时，锅底产生涡流，使锅具发热，从而达到加热食物的目的。电磁炉具有高效、节能、环保等优点。电磁炉无线充电是一种利用电磁感应原理为移动设备进行非接触式充电的技术。总结词无

4、线充电的基本原理与变压器类似，通过磁场耦合实现电能的无线传输。充电设备中包含一个发送线圈和一个接收线圈，当移动设备放置在充电设备上时，发送线圈产生磁场，接收线圈通过感应产生电流，为移动设备充电。无线充电具有方便、快捷、安全等优点。详细描述无线充电03电磁感应与现代科技0102磁悬浮列车磁悬浮列车具有高速、低噪音、低能耗等优点，是现代交通工具中的一种重要形式。磁悬浮列车利用电磁感应原理，通过产生强磁场使列车与轨道之间产生斥力，从而实现列车与轨道之间的分离，达到悬浮状态。核磁共振成像核磁共振成像技术利用磁场和射频脉冲使人体内的氢原子发生共振，从而产生信号。通过分析这些信号，可以获得人体内部结构的详

5、细图像，对于医学诊断和治疗具有重要意义。磁记录技术利用磁性材料的磁化方向来记录和存储数据。现代计算机硬盘、磁带等存储设备都采用了磁记录技术，能够实现大量数据的快速读写和长期保存。磁记录技术04电磁感应实验电磁感应实验设备线圈电流表通常由铜线绕成，用于产生磁场。用于测量线圈中产生的感应电流。电源磁铁导线提供稳定的电流，以驱动线圈中的磁场变化。用于产生磁场，改变线圈中的磁通量。连接电源、线圈、磁铁和电流表，形成完整的电路。当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而产生感应电流。感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化。电磁感应实验原理楞次定律法拉第电磁感应定律根据实验需求选择合适的器材，并确保

6、其完好无损。准备实验器材将电源、线圈、磁铁、电流表和导线按照正确的顺序连接起来，形成闭合电路。连接电路观察线圈中感应电流的大小和方向，并使用电流表进行测量和记录。同时观察磁场变化与感应电流之间的关系。观察并记录实验现象根据实验现象和数据，分析电磁感应的原理和法拉第电磁感应定律的应用。分析实验结果电磁感应实验步骤05电磁感应的物理意义 磁场与电场的关系磁场变化产生电场根据法拉第电磁感应定律，当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势，从而产生电场。电场影响磁场变化的电场也会产生磁场，从而影响原有磁场。相互依存与转化磁场和电场是相互依存、相互转化的关系，形成电磁场。守恒定律根据能量守恒定律，能量不会凭

7、空产生或消失，而是从一种形式转化为另一种形式。能量转换在电磁感应过程中，磁场能与电场能之间相互转换，实现能量转换。物理意义电磁感应是能量转换与守恒定律的具体表现，揭示了电磁场中能量转化的本质。能量转换与守恒定律变化的电场或磁场可以产生电磁波，如无线电波、可见光等。电磁波的产生电磁波以波动的形式传播，具有波长、频率等特征。传播方式电磁波在通信、雷达、导航、医学等领域有广泛应用。应用领域电磁波的产生与传播06电磁感应的习题与解析题目：一个线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是（）A.在线圈转速加倍时，感应电动势也加倍B.在线圈转速加倍时，感应电动势减半基础习题及解析C.在线

8、圈转速加倍时，感应电动势不变D.在线圈转速加倍时，感应电动势频率加倍解析：本题考查了交流电产生的原理，知道感应电动势的瞬时值表达式是解题的关键。基础习题及解析根据交流电的瞬时值表达式$e=Emsinomegat$，可知感应电动势的瞬时值表达式为$e=Emsinomegat$，当线圈匀速转动时，角速度$omega$保持不变，则可知感应电动势的最大值$Em$与线圈的转速成正比，感应电动势的瞬时值与线圈所处的位置有关，当线圈转速加倍时，角速度$omega$加倍，则感应电动势的瞬时值也加倍，感应电动势最大值$Em$也加倍，但频率加倍，故D正确。基础习题及解析故选D。答案：D基础习题及解析进阶习题及解析

9、题目：一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电动势e=102sin20t(V)，则下列判断正确的是()A.当t=0时，线圈位于中性面B.当t=0时，穿过线圈的磁通量为0C.若将线圈匝数增加一倍，则电动势增大一倍进阶习题及解析根据交流电的表达式，可知知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值$、$周期$、$频率等。当$t=0$时，线圈位于中性面；穿过线圈的磁通量最大；若将线圈匝数增加一倍，则电动势不变；若将线圈转速增大一倍，则电动势有效值增大一倍。故A正确。D.若将线圈转速增大一倍，则电动势有效值增大一倍解析：本题考查了交流电的描述，根据交流电的表达式，可知

10、知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值$、$周期$、$频率等。进阶习题及解析故选A。答案：A进阶习题及解析高阶习题及解析题目：在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流()A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任意一条直径做转动D.线圈沿着磁场方向向上移动解析：解：由于磁场是匀强磁场，因此无论线圈沿自身所在的平面做匀速还是匀加速或者不沿自身所在的平面做匀速或匀加速运动，其磁通量均不变化；只是没有感应电流产生；故AB错误；当线圈绕任意一条直径做转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生；故C正确；当它沿垂直于磁场的方向平行移动时，没有磁通量的变化，故没有感应电流产生，故D错误；高阶习题及解析01故选：C。02本题考查了产生感应电流的条件；解决本题的关键掌握判断是否有感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量是否发生变化03答案：C高阶习题及解析THANKS感谢您的观看