精品】電磁感應(yīng)(ppt)

1、 復(fù)習(xí)引入復(fù)習(xí)引入: 1820年年,丹麥物理學(xué)家奧斯特把一條導(dǎo)線平行地放在小磁針的上方丹麥物理學(xué)家奧斯特把一條導(dǎo)線平行地放在小磁針的上方,給導(dǎo)線通電給導(dǎo)線通電 后觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況后觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況 法拉第簡介法拉第簡介: 法拉第法拉第(michael faraday,17911867年年)，英國著名物理學(xué)家，英國著名物理學(xué)家 、化學(xué)家。、化學(xué)家。1791年年9 月月22日生于倫敦。父親是鐵匠，母親識(shí)字不多，法拉第從小生長在貧苦的家庭中，日生于倫敦。父親是鐵匠，母親識(shí)字不多，法拉第從小生長在貧苦的家庭中， 不可能受到較多的教育。不可能受到較多的教育。9歲時(shí)，父親去世了。法拉第不得不去文具

2、店當(dāng)學(xué)徒。歲時(shí)，父親去世了。法拉第不得不去文具店當(dāng)學(xué)徒。 1805年到書店當(dāng)圖書裝訂工，這使他有機(jī)會(huì)接觸到各類書籍。每當(dāng)他接觸到有趣年到書店當(dāng)圖書裝訂工，這使他有機(jī)會(huì)接觸到各類書籍。每當(dāng)他接觸到有趣 的書籍時(shí)就貪婪地讀起來，尤其是百科全書和有關(guān)電的書本，簡直使他著了迷。的書籍時(shí)就貪婪地讀起來，尤其是百科全書和有關(guān)電的書本，簡直使他著了迷。 繁重的體力勞動(dòng)，無知和貧窮，都沒有能阻擋法拉第向科學(xué)進(jìn)軍。繁重的體力勞動(dòng)，無知和貧窮，都沒有能阻擋法拉第向科學(xué)進(jìn)軍。 有一次，法拉第去聽著名科學(xué)家戴維的講座，他認(rèn)真地記筆記，并把它裝成精美有一次，法拉第去聽著名科學(xué)家戴維的講座，他認(rèn)真地記筆記，并把它裝成精美

3、 的書冊。然后把這本筆記本和一封毛遂自薦的信于的書冊。然后把這本筆記本和一封毛遂自薦的信于1812年圣誕節(jié)前夕，一起寄給年圣誕節(jié)前夕，一起寄給 戴維。在戴維的介紹下，法拉第終于進(jìn)入皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室并當(dāng)了他的助手。戴維。在戴維的介紹下，法拉第終于進(jìn)入皇家學(xué)院實(shí)驗(yàn)室并當(dāng)了他的助手。 1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這在物理學(xué)上起了重大的作用。年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這在物理學(xué)上起了重大的作用。1834年他研究年他研究 電流通過溶液時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)變化，提出了法拉第電解定律。電流通過溶液時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)變化，提出了法拉第電解定律。 法拉第不計(jì)較名譽(yù)地位，更不計(jì)較錢財(cái)。他拒絕了制造商的高價(jià)聘請，謝絕了大法拉

4、第不計(jì)較名譽(yù)地位，更不計(jì)較錢財(cái)。他拒絕了制造商的高價(jià)聘請，謝絕了大 家提名他為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長和維多利亞女皇準(zhǔn)備授與他的爵位，終身在皇家學(xué)院實(shí)家提名他為皇家學(xué)會(huì)會(huì)長和維多利亞女皇準(zhǔn)備授與他的爵位，終身在皇家學(xué)院實(shí) 驗(yàn)室工作，甘愿當(dāng)個(gè)平民。驗(yàn)室工作，甘愿當(dāng)個(gè)平民。 1867年年8月月25日法拉第與世長辭。日法拉第與世長辭。 科學(xué)成就科學(xué)成就 在物理學(xué)方面在物理學(xué)方面 (1)制作了歷史上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)制作了歷史上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī) (2)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 (3)在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律 (4)制成第一臺(tái)圓盤發(fā)電機(jī)制成第一臺(tái)圓盤發(fā)電機(jī) (5)提

5、出了電場和磁場的概念提出了電場和磁場的概念 (6)暗示了電磁波存在的可能性，并預(yù)言了光可能是一種電磁振動(dòng)的傳播暗示了電磁波存在的可能性，并預(yù)言了光可能是一種電磁振動(dòng)的傳播 1、知道磁通量的定義，公式的適用條件，知道磁通量的定義，公式的適用條件， 會(huì)用這一公式進(jìn)行簡單的計(jì)算會(huì)用這一公式進(jìn)行簡單的計(jì)算 2、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 3、理解、理解“不論用什么方法，只要穿過閉合不論用什么方法，只要穿過閉合 電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就 有有“電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生”重點(diǎn)重點(diǎn) 4、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象、知道能量守恒定律依然適用于

6、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 s 一、磁通量（一、磁通量（ ） b 定義式：定義式： =bs 定義：定義： 勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)與磁場方向中有一個(gè)與磁場方向垂直垂直 的平面磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的平面磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b，平面，平面 面積面積s,這兩者的乘積叫做穿過這個(gè)這兩者的乘積叫做穿過這個(gè) 面的磁通量面的磁通量。 單位：單位：韋伯（韋伯（wb） 簡稱：韋簡稱：韋 1wb=1t1=1v s 思考：思考：如果如果b和和s不垂直將如何計(jì)算磁通量呢？不垂直將如何計(jì)算磁通量呢？ n s 當(dāng)當(dāng)b和和s不垂直時(shí)磁通量的計(jì)算為不垂直時(shí)磁通量的計(jì)算為： = cossb 磁通量的磁通量的意義意義： 磁感線的磁感線的疏密疏密表明磁

7、感應(yīng)強(qiáng)度的表明磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。大小。 磁場強(qiáng)的地方磁場強(qiáng)的地方磁感線條數(shù)多。磁感線條數(shù)多。 通過某一平面的磁通量的大小可以通過某一平面的磁通量的大小可以 用磁感線條數(shù)的多少來說明。用磁感線條數(shù)的多少來說明。 結(jié)論：結(jié)論： 磁通量表示穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù)磁通量表示穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù) 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 說明： 1、以上兩公式只適合于勻強(qiáng)磁場以上兩公式只適合于勻強(qiáng)磁場 2、在今后的應(yīng)用中往往根據(jù)穿過面的在今后的應(yīng)用中往往根據(jù)穿過面的凈磁感線條數(shù)凈磁感線條數(shù) 的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大小。的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大

8、小。 穿過同一個(gè)面的磁感線穿過同一個(gè)面的磁感線 同向相加，反向相減同向相加，反向相減后后 磁感線的總條數(shù)。磁感線的總條數(shù)。 3、磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)之分。、磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)之分。 例例: :兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a a和和b b，一條形，一條形 磁鐵穿過圓心又與環(huán)面垂直，則穿過兩環(huán)的磁鐵穿過圓心又與環(huán)面垂直，則穿過兩環(huán)的 磁通量的大小關(guān)系為磁通量的大小關(guān)系為：（）：（） 、a a b b 、a a b b 、a a b b 、無法確定無法確定 n s b a a b a 思考：思考： 奧斯特實(shí)驗(yàn)架起了一座連通電和磁的橋奧斯特實(shí)驗(yàn)架起了一座連通電和磁的橋

9、 梁，此后人們對(duì)電能生磁已深信不疑，梁，此后人們對(duì)電能生磁已深信不疑， 但磁能否生電呢？下面我們通過幾個(gè)實(shí)但磁能否生電呢？下面我們通過幾個(gè)實(shí) 驗(yàn)來說明這個(gè)問題驗(yàn)來說明這個(gè)問題 s n 請觀察實(shí)驗(yàn)并思考請觀察實(shí)驗(yàn)并思考： 實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ 磁 鐵 導(dǎo)導(dǎo) 體體 棒棒 導(dǎo)導(dǎo) 線線 靈靈 敏敏 電電 流流 計(jì)計(jì) s n 現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)體切割磁 感線時(shí)電流表指針偏 轉(zhuǎn)有電流產(chǎn)生 對(duì)閉合回路而言，所處磁場未變，僅因?yàn)閷?duì)閉合回路而言，所處磁場未變，僅因?yàn)?導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)使回路在磁場中部分面積變導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)使回路在磁場中部分面積變 了，使穿過回路的磁通量變化，故回路中了，使穿過回路的磁通量變化，

10、故回路中 產(chǎn)生了電流產(chǎn)生了電流 結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)當(dāng)閉合回路閉合回路中的部分導(dǎo)體做中的部分導(dǎo)體做切割磁感切割磁感 線線的的 運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中有了電流運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中有了電流 實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì) ：閉合回路閉合回路中部分導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)使穿過回路中部分導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)使穿過回路 的的磁通量變化磁通量變化，故回路中產(chǎn)生了，故回路中產(chǎn)生了電流電流 問題：問題：在其它情況下磁通變化是否也會(huì)在其它情況下磁通變化是否也會(huì) 產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？ 請觀察請觀察實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 磁鐵磁鐵 螺螺 線線 管管 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)： ：條形磁鐵插入線圈 條形磁鐵插入線圈 磁鐵動(dòng)作磁鐵動(dòng)作 表針表針 擺動(dòng)方向擺動(dòng)方向 磁鐵動(dòng)作磁鐵動(dòng)作 表針表針 擺動(dòng)

11、方向擺動(dòng)方向 n n極插入線圈極插入線圈s s極插入線圈極插入線圈 n n極停在線圈中極停在線圈中s s極停在線圈中極停在線圈中 n n極從線圈抽出極從線圈抽出s s極從線圈抽出極從線圈抽出 歸納：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，什么情況下能夠產(chǎn)生歸納：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，什么情況下能夠產(chǎn)生 試驗(yàn)過程及現(xiàn)象如下：試驗(yàn)過程及現(xiàn)象如下： 現(xiàn)象：現(xiàn)象：線圈與磁鐵有沿軸線的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表的指針偏轉(zhuǎn) 說明有電流產(chǎn)生！說明有電流產(chǎn)生！ 對(duì)線圈回路，對(duì)線圈回路，磁場因磁鐵的遠(yuǎn)離和靠近而變磁場因磁鐵的遠(yuǎn)離和靠近而變 化，而線圈所圍面積未變，故穿過線圈的磁化，而線圈所圍面積未變，故穿過線圈的磁 通變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，而當(dāng)磁鐵不動(dòng)時(shí)

12、，通變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，而當(dāng)磁鐵不動(dòng)時(shí)， 線圈處磁場不變，故無感應(yīng)電流線圈處磁場不變，故無感應(yīng)電流 有有 有有 無無 有有 有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生 有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生 無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生 有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象 結(jié)論：結(jié)論：不論用什么方法不論用什么方法,只要穿過閉合電路只要穿過閉合電路 的磁通量發(fā)生變化的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生閉合電路中就有電流產(chǎn)生. 以上幾個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，其共同點(diǎn)在于：只要穿以上幾個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，其共同點(diǎn)在于：只要穿 過閉合回路的磁通量變化，不管引起磁通量變過閉合回路的磁通量變化，不管引起磁通量變 化的原因是什么，

13、閉合電路中都有感應(yīng)電流產(chǎn)化的原因是什么，閉合電路中都有感應(yīng)電流產(chǎn) 生生 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 s n 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體在磁場中切割磁力線導(dǎo)體在磁場中切割磁力線 考慮電能從何而來？考慮電能從何而來？ s n 外力移動(dòng)導(dǎo)體棒時(shí)做功，消耗機(jī)械能！外力移動(dòng)導(dǎo)體棒時(shí)做功，消耗機(jī)械能！ 電能是從機(jī)械能轉(zhuǎn)化來的！電能是從機(jī)械能轉(zhuǎn)化來的！ 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)： ：條形磁鐵插入線圈 條形磁鐵插入線圈 外力移動(dòng)磁鐵時(shí)做功，消耗了機(jī)械能！外力移動(dòng)磁鐵時(shí)做功，消耗了機(jī)械能！ 電能是從機(jī)械能轉(zhuǎn)化來的！電能是從機(jī)械能轉(zhuǎn)化來的！ 利用這個(gè)原理制成了發(fā)電機(jī)！利用這個(gè)原理制成了發(fā)電機(jī)！ 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：原、副線圈的實(shí)驗(yàn)原、副

14、線圈的實(shí)驗(yàn) b線圈電線圈電 能咋來？能咋來？ 螺線管螺線管b中的電能是由螺線管中的電能是由螺線管a轉(zhuǎn)移給轉(zhuǎn)移給b的！的！ 利用這個(gè)原理制成了變壓器利用這個(gè)原理制成了變壓器。 1.以上的閉合電路中以上的閉合電路中,有無感應(yīng)電流產(chǎn)生有無感應(yīng)電流產(chǎn)生? 為什么為什么? 有有. 電路是閉合的電路是閉合的, a bc 2.若將以上各電路斷開若將以上各電路斷開,還會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流還會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流? 不會(huì)不會(huì) 通過電路的磁通量發(fā)生了變化通過電路的磁通量發(fā)生了變化. a b c d a bc d o o/ ns 練習(xí)二：練習(xí)二：分析線圈在變大過程中磁通量的變化的情況分析線圈在變大過程中磁通量的變化的情況

15、 ns ns ns ns ns 練習(xí)二：練習(xí)二：線圈在線圈在 變大過程中磁通變大過程中磁通 量的變化演示量的變化演示 ns ns ns ns ns ns 兩個(gè)狀態(tài)的特寫：兩個(gè)狀態(tài)的特寫： 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象 感應(yīng)電流感應(yīng)電流 產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件 1.電路閉合電路閉合 2.磁通量變化磁通量變化 磁通量磁通量 =bs (b垂直于垂直于s) cosbs 能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化 磁場中機(jī)械能磁場中機(jī)械能 電能電能 磁場中電能磁場中電能 電能電能 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 適用于勻強(qiáng)磁場適用于勻強(qiáng)磁場 (b不垂直于不垂直于s） 發(fā)電機(jī)原理發(fā)電機(jī)原理 變壓器原理變壓器原理 能量守恒能量守恒 回顧本節(jié)課：回顧本節(jié)課： 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象 感應(yīng)電流感