物理学13市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

《物理学13市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理学13市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙第第1页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙静电场静电场-静止电荷激发电场静止电荷激发电场静磁场静磁场-稳恒电流激发磁场稳恒电流激发磁场电磁场电磁场-第第2页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙电流电流磁场磁场!早期电流是直流电流，由电池产生早期电流是直流电流，由电池产生化学能化学能 电电 能能18人们提出逆效应存在；人们提出逆效应存在；1831年实现了磁生电。年实现了磁生电。实现了机械能转换为电能，能量异地传输成为可能，实现了机械能转换为电能，能量异地传输成为可能，标志着电气化时代开始，给人类社会带

2、来了一场工业标志着电气化时代开始，给人类社会带来了一场工业革命。革命。发觉磁生电意义：发觉磁生电意义：演示演示19-1 电磁感应现象电磁感应现象?第第3页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙第第4页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙19.1 感应电动势感应电动势19.1.1、电磁感应现象、电磁感应现象当经过闭合回路当经过闭合回路磁通量磁通量发生改变时，回路中有发生改变时，回路中有电流产生，称为电流产生，称为感应电流感应电流，这些现象称，这些现象称电磁感电磁感应现象应现象。总结：总结：感应电流磁场总是妨碍闭合回路感应电流磁场总是妨碍闭合回路磁通量改变磁通

3、量改变。19.1.2、楞次定律、楞次定律 德国物理学家，分析大量电磁感德国物理学家，分析大量电磁感应现象，总结出感应电流应现象，总结出感应电流 方向方向规规则：则：NS第第5页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙NSNS用楞次定律判断感应电流方向第第6页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙19.1.3 电动势电动势全电路欧姆定律全电路欧姆定律电源电动势电源电动势，是，是 I=0 时，电源两极之间电压时，电源两极之间电压第第7页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙演示演示19-2 电源电动势电源电动势第第8页页第十九章第十九章 电磁感应

4、电磁感应作者：赵龙作者：赵龙第第9页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙 下面研究电源下面研究电源，如图维持电路中电流，如图维持电路中电流 I，在电源内，在电源内部需要部需要+q 不停地由不停地由B 运输至运输至 A电源内部存在两种力：电源内部存在两种力：静电力静电力F 非静电力非静电力F 电流流动电流流动实质实质是是+q 在在F 作用作用下，克服下，克服 F 做功过程。做功过程。即：即：化学能化学能机械能机械能 光光 能能转换转换电电 能能第第10页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙正电荷正电荷 q 绕闭合回路一周时，静电力与非静电力做功绕闭合回路一

5、周时，静电力与非静电力做功 A是保守场是保守场即即静电场强静电场强 非静电场强非静电场强在电源内部：在电源内部：第第11页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙定义：电源电动势定义：电源电动势物理意义物理意义电源电动势电源电动势是单位正电是单位正电荷绕闭合回路一周时荷绕闭合回路一周时非非静电力静电力所做所做功功。电源电动势大小等于单位正电荷经电源内部从负极电源电动势大小等于单位正电荷经电源内部从负极移至正极时非静电力所做功。移至正极时非静电力所做功。在电源外部在电源外部物理意义物理意义第第12页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙第第13页页第十九章第十九

6、章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙19.1.4 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 导体回路中感应电动势，与回导体回路中感应电动势，与回路中磁通量对时间改变率成正比。路中磁通量对时间改变率成正比。在国际单位制中在国际单位制中伏特伏特韦伯韦伯下面分几个情况讨论下面分几个情况讨论要求回路绕行方向要求回路绕行方向第第14页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙减弱减弱增强增强感应电流磁场通量感应电流磁场通量第第15页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙增强增强减弱减弱第第16页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙设：导体回路电阻设：导

7、体回路电阻R，则感应电流，则感应电流时间内，经过导体回路电量时间内，经过导体回路电量由电流定义：由电流定义：N 匝线圈匝线圈第第17页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙经过一个线圈磁通量经过一个线圈磁通量B 不变、不变、S 改变或改变或 改变改变实现磁通量改变方式实现磁通量改变方式动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势B 改变、改变、S 不变不变 不变不变 第第18页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙19.1.5 动生电动势动生电动势特例：匀强磁场特例：匀强磁场 中，导线中，导线ab切割磁力线，如图切割磁力线，如图 感应电动势大小感应电动势大小 a

8、b段导线等效一直流源，电流由段导线等效一直流源，电流由 a 至至 b电源内部电流由电势低端流向电势高端电源内部电流由电势低端流向电势高端第第19页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙微观解释微观解释-洛仑兹力洛仑兹力(非静电力非静电力)导体内电子随导线一起运动，运动速度导体内电子随导线一起运动，运动速度非静电力做功非静电力做功电动势电动势当当 均匀均匀 相垂直时相垂直时第第20页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙19.1.6 感生电动势感生电动势S 不变、不变、不变不变由电动势定义由电动势定义麦克斯韦把这种非静电场称为麦克斯韦把这种非静电场称为涡旋电场

9、涡旋电场即即与与 方向关系为右手螺旋反方向方向关系为右手螺旋反方向第第21页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙静电场静电场与与涡旋电场涡旋电场比较比较对电荷都有力作用对电荷都有力作用不一样点不一样点、静电场、静电场 是由电荷产生是由电荷产生 静电场电力线起于正电荷，止于负电荷静电场电力线起于正电荷，止于负电荷是保守场是保守场、涡旋电场、涡旋电场 是由改变磁场产生是由改变磁场产生 涡旋电场电力线是闭合曲线涡旋电场电力线是闭合曲线不是保守场不是保守场相同点相同点第第22页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙关于关于感应电动势感应电动势和和涡旋电场涡旋电场

10、Er 说明说明、是对导体回路而言是对导体回路而言、是普遍成立是普遍成立适合用于导体、电介质、真空适合用于导体、电介质、真空有导体存在时，有导体存在时，Er 对电荷作用产生对电荷作用产生无导体存在时，无导体存在时，Er 依然存在，只是不产生依然存在，只是不产生第第23页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙例题例题-1长直螺线管半径长直螺线管半径R，管内匀强，管内匀强磁场随时间磁场随时间 t 均匀增加时均匀增加时求：螺线管内外涡旋电场求：螺线管内外涡旋电场分析：由磁场分布对称性知，分析：由磁场分布对称性知，Er 也含有对称性，也含有对称性，在螺线管同心圆周上，在螺线管同心圆周上

11、，Er 处处相等处处相等方向沿切线方向，且与方向沿切线方向，且与 关系如图关系如图时，时，Er 大小大小第第24页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙时时第第25页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙19.1.7 应用举例应用举例1、交流发电机、交流发电机不变，不变，S 大小不变，大小不变，N 匝线圈匝线圈改变改变中国中国第第26页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙2、电子感应加速器、电子感应加速器利用涡旋电场对电子进行加速利用涡旋电场对电子进行加速增加时增加时 如图如图小型加速器小型加速器大型加速器大型加速器第第27页页第十九章第

12、十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙3、涡电流利用、涡电流利用(1)、感应冶金炉、感应冶金炉(中频炉中频炉)炉体本身是一个大线圈，废钢铁内炉体本身是一个大线圈，废钢铁内涡电流涡电流使其本使其本身发烧而熔化身发烧而熔化第第28页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙灵敏电流计；灵敏电流计；光点检流计；光点检流计；.(2)、阻尼摆、阻尼摆该特征广泛应用于各种仪表中该特征广泛应用于各种仪表中导体单摆，在磁场中摆动导体单摆，在磁场中摆动时，会形成涡电流，磁场时，会形成涡电流，磁场对导体形成阻尼作用对导体形成阻尼作用比如：比如：第第29页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者

13、：赵龙作者：赵龙第第30页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙多片迭合，减小面积多片迭合，减小面积选择材料，增大电阻选择材料，增大电阻(3)、有害涡电流、有害涡电流变压器中铁芯，涡电流大时会发烧，造成能源浪费。变压器中铁芯，涡电流大时会发烧，造成能源浪费。减小涡电流两种方法：减小涡电流两种方法：第第31页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙 闭合回路中感应电流激发磁场，总是妨碍闭合闭合回路中感应电流激发磁场，总是妨碍闭合回路磁通量改变。回路磁通量改变。单位正电荷绕闭合回路一周时，非静电力所做功单位正电荷绕闭合回路一周时，非静电力所做功2、楞次定律、楞次定

14、律3、电动势、电动势 当经过闭合导体回路磁通量发生改变时，回路当经过闭合导体回路磁通量发生改变时，回路中产生感应电流，称为电磁感应现象。中产生感应电流，称为电磁感应现象。1、电磁感应现象、电磁感应现象小小 结结第第32页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙 闭合回路中感应电动势大小与回路中磁通量对时间闭合回路中感应电动势大小与回路中磁通量对时间改变率成正比。改变率成正比。4、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律5、动生电动势、动生电动势6、感生电动势、感生电动势1、掌握法拉第电磁感应定律；、掌握法拉第电磁感应定律；2、了解动生电动势概念；、了解动生电动势概念；3、了解感生电动势概念。、了解感生电动势概念。要要 求求:第第33页页第十九章第十九章 电磁感应电磁感应作者：赵龙作者：赵龙例例2：半径为：半径为 a 无限长密绕螺线管，单位长度上匝数为无限长密绕螺线管，单位长度上匝数为n，通以交，通以交变电流变电流 i=IM sin t，则围在管外同轴圆形回路，则围在管外同轴圆形回路(半径为半径为 r)上感应上感应电动势为电动势为_第第34页页