電磁感應(yīng)課件教學(xué)課件

電磁感應(yīng)課件CONTENTS電磁感應(yīng)概述法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律與右手定則麥克斯韋方程組電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀察電磁感應(yīng)概述01010302定義公式：E=n(ΔΦ/Δt)電磁感應(yīng)：是指因磁通量變化而引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。04電磁感應(yīng)定律：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩者互為因果關(guān)系。其中E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，n為線圈匝數(shù)，ΔΦ為磁通量變化，Δt為時(shí)間變化。電磁感應(yīng)的定義感應(yīng)電流的方向總是要阻止產(chǎn)生它的磁場(chǎng)變化。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化率成正比。線圈自身電流變化而引起的電磁感應(yīng)稱為自感，兩個(gè)相鄰線圈因其中一個(gè)電流變化而引起的電磁感應(yīng)稱為互感。楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律自感與互感電磁感應(yīng)的物理現(xiàn)象利用電磁感應(yīng)原理，將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)化為輸出所需電壓。電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備，利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換。利用磁懸浮原理，使列車與軌道之間無(wú)接觸，提高運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。將音頻信號(hào)通過(guò)電磁波發(fā)送出去，無(wú)線電接收設(shè)備接收并還原成聲音信號(hào)。變壓器電機(jī)磁懸浮列車無(wú)線電廣播電磁感應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景法拉第電磁感應(yīng)定律02總結(jié)詞法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)領(lǐng)域的基本定律，表述為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化率成正比。詳細(xì)描述法拉第電磁感應(yīng)定律表明，當(dāng)一個(gè)閉合導(dǎo)體回路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化率成正比，即磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。法拉第電磁感應(yīng)定律的表述法拉第電磁感應(yīng)定律可以通過(guò)楞次定律和右手定則推導(dǎo)得出?？偨Y(jié)詞楞次定律表明感應(yīng)電流的方向總是試圖阻止產(chǎn)生它的磁通變化。右手定則則提供了確定感應(yīng)電流方向的方法。將右手拇指指向?qū)w回路的方向，四指的彎曲方向就是磁場(chǎng)方向，那么手掌的方向就是電流的方向。通過(guò)這兩個(gè)定律，可以推導(dǎo)出法拉第電磁感應(yīng)定律。詳細(xì)描述法拉第電磁感應(yīng)定律的推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用非常廣泛，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、磁懸浮列車等?？偨Y(jié)詞發(fā)電機(jī)利用法拉第電磁感應(yīng)定律將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；變壓器利用法拉第電磁感應(yīng)定律改變交流電的電壓；磁懸浮列車?yán)梅ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律產(chǎn)生的磁力使列車懸浮在空中。詳細(xì)描述法拉第電磁感應(yīng)定律的實(shí)例楞次定律與右手定則03感應(yīng)電流的方向總是要使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反抗引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通變化。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通的變化。感應(yīng)電流的方向總是要阻礙原磁通量的變化，從而產(chǎn)生抵抗的效果。楞次定律的表述楞次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)楞次定律的物理意義楞次定律的表述右手定則在直流電中的應(yīng)用用于判斷電流方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系。右手定則在交流電中的應(yīng)用用于判斷電流方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系，但需注意交流電的矢量性。右手定則的內(nèi)容將右手拇指與四指垂直，磁場(chǎng)穿過(guò)掌心，四指指向電流方向，則拇指指向即為磁場(chǎng)方向。右手定則的應(yīng)用當(dāng)一個(gè)條形磁鐵插入線圈時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生抵抗磁通變化的感應(yīng)電流，從而阻礙磁鐵的插入。楞次定律的實(shí)例當(dāng)直流電通過(guò)一個(gè)線圈時(shí)，用右手握住線圈，拇指指向電流方向，四指指向即為磁場(chǎng)方向。右手定則的實(shí)例楞次定律與右手定則的實(shí)例麥克斯韋方程組04靜電場(chǎng)的高斯定理：$abla\cdot\overset{\longrightarrow}{E}=\frac{\rho}{\varepsilon_{0}}$磁場(chǎng)的高斯定理：$abla\cdot\overset{\longrightarrow}{B}=0$安培環(huán)路定律：$abla\times\overset{\longrightarrow}{E}=-\frac{\partial\overset{\longrightarrow}{B}}{\partialt}$法拉第電磁感應(yīng)定律：$abla\times\overset{\longrightarrow}{B}=\mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J}+\frac{\partial\overset{\longrightarrow}{E}}{\partialt}$麥克斯韋方程組的表述表征靜電場(chǎng)的性質(zhì)，說(shuō)明電場(chǎng)線起于正電荷，終止于負(fù)電荷，并沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。靜電場(chǎng)的高斯定理表明磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)，磁感線閉合，沒(méi)有磁單極子。磁場(chǎng)的高斯定理描述磁場(chǎng)與電流之間的關(guān)系，磁場(chǎng)與電流密不可分，并可由安培環(huán)路定律精確描述。安培環(huán)路定律說(shuō)明電磁感應(yīng)現(xiàn)象，磁場(chǎng)可由電場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生，而電場(chǎng)也可由磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生。法拉第電磁感應(yīng)定律麥克斯韋方程組的物理意義通過(guò)電勢(shì)分布來(lái)描述靜電場(chǎng)的性質(zhì)和規(guī)律。描述恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布和性質(zhì)，如磁感線的形狀和方向。如發(fā)電機(jī)的工作原理，磁場(chǎng)感應(yīng)電場(chǎng)，電場(chǎng)感應(yīng)磁場(chǎng)等。靜電場(chǎng)的電勢(shì)分布恒定電流的磁場(chǎng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象麥克斯韋方程組的實(shí)例電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用05變壓器是通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能傳遞的一種設(shè)備。變壓器的兩個(gè)繞組之間存在耦合，其中一個(gè)繞組的電壓變化可以引起另一個(gè)繞組的電壓變化。變壓器通過(guò)改變繞組之間的耦合程度來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的升降。變壓器的工作原理交流電機(jī)是一種通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能轉(zhuǎn)換的設(shè)備。電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由導(dǎo)磁材料制成的，定子是由導(dǎo)電材料制成的。當(dāng)定子中通入交流電后，會(huì)在定子中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)與轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)磁材料產(chǎn)生相互作用力，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。交流電機(jī)的運(yùn)行原理電磁爐是一種利用電磁感應(yīng)原理加熱食物的設(shè)備。電磁爐的加熱線圈中通入高頻交變電流，這個(gè)電流會(huì)在加熱線圈周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)與鐵磁性鍋底產(chǎn)生相互作用力，從而使鍋底發(fā)熱。電磁爐通常采用高頻率的交變電流來(lái)加熱食物，這樣可以實(shí)現(xiàn)高效的加熱效果。電磁爐的工作原理實(shí)驗(yàn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀察06總結(jié)詞通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解磁場(chǎng)的變化與感應(yīng)電流的關(guān)系。詳細(xì)描述將一根導(dǎo)線置于磁場(chǎng)中，并通以交變電流，觀察導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)變化，并記錄下感應(yīng)電流的大小。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，改變導(dǎo)線長(zhǎng)度、電流強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，觀察感應(yīng)電流的變化。實(shí)驗(yàn)一：電磁感應(yīng)的觀察總結(jié)詞通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證楞次定律，了解感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)變化的關(guān)系。詳細(xì)描述將一根導(dǎo)線置于磁場(chǎng)中，并通以交變電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向應(yīng)該與磁通量變化的方向相反。在實(shí)驗(yàn)中，可以通過(guò)觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向來(lái)驗(yàn)證楞次定律。實(shí)驗(yàn)二：楞次定律的驗(yàn)證VS通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證右手定則，