第一节-电磁感应

物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波第六章电磁感应电磁波本章主要学习电磁感应的规律及应用。核心提示通过本章的学习，希望同学们能达到如下学习目标：●理解电磁感应的概念，掌握产生感应电流的条件。●会用右手定则判断感应电流方向。●理解法拉第电磁感应定律，会用其计算感应电动势。●了解互感和自感现象。本章导读物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波第一节电磁感应这两种应急手电筒没装电池。停电时，只需摇一摇，就可以用来照明。你想知道它的奥秘吗？？物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波演示实验一导体切割磁感线实验现象闭合导体回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就有电流产生。产生电流的条件是什么？电流的方向遵从什么规律呢？？物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波一、产生感应电流的条件1．电磁感应现象利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象。2．感应电流电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。SIvN3．右手定则伸开右手，使拇指与其余四指垂直并在同一平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指方向就是感应电流的方向。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波例题1如图所示，abcd是一个金属框架，ab是可动边，框架平面与磁场垂直。当ab边向右滑动时，用右手定则确定检流计中的感应电流方向。cGdbavB解：根据右手定则可判断出导体ab中的电流方向为由b到a的方向。因此检流计中电流方向为由d到c。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波演示实验二条形磁铁相对线圈运动物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波实验现象条形磁铁插入或取出时，电流表的指针偏转。说明有感应电流。磁铁与线圈相对静止时，电流表指针不偏转。说明无感应电流。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波磁铁和闭合导体回路间没有相对运动，能否产生感应电流？在演示实验一和演示实验二中，产生感应电流的原因是什么？？在演示实验一和演示实验二中，磁铁和闭合导体回路间有相对运动，才产生了感应电流。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波演示实验三改变原线圈中的电流物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波移动变阻器滑片（或通断开关），使原线圈中的电流变化，电流表指针偏转，说明副线圈中有感应电流产生；若原线圈中的电流不变化，电流表指针不偏转，说明副线圈中没有感应电流产生。实验现象从以上实验得出产生感应电流的根本原因是什么？？物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波演示实验一穿过回路的磁通量变化时，回路中产生感应电流。实验现象分析演示实验二线圈处的磁场B因磁铁的远离或靠近而变化，而线圈面积S未变，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流。如果磁通量不变，线圈中没有感应电流。演示实验三滑片移动或开关通断，使原线圈中电流变化，引起周围磁场变化，穿过副线圈的磁通量变化，副线圈中产生了感应电流；若原线圈中的电流不变化，副线圈中没有感应电流。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波总结以上实验可知，产生感应电流的根本原因是：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，只不过引起磁通量变化的原因各不相同。结论4．产生感应电流的条件穿过闭合导体回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件。感应电流的大小与哪些因素有关？遵从什么规律？？物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波二、法拉第电磁感应定律SRE电源Ri如图所示，当开关S闭合后，电路中产生的电流，可由全电路欧姆定律求出iRREI因此，在电磁感应现象中，产生感应电流时首先是电路中产生了电动势。由上式可知，电动势为零时，电流必为零。电路中产生电流的必要条件是必须有电动势。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波1．感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势，用E表示。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。(a)图中，哪部分相当于(b)图中的电源E？？ab两点右边的线圈。NSabRRabERi(a)(b)物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波2．感应电动势的方向感应电动势的方向与感应电流的方向一致，可以用右手定则来判断。演示实验一将磁铁迅速插入与慢慢插入线圈中，观察电流表指针偏转的角度。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波将磁铁迅速插入线圈时，指针偏转的角度大，感应电流大，感应电动势大；将磁铁慢慢插入线圈时，电流小，感应电动势也小。实验现象实验表明，感应电动势的大小由磁通量的变化量DF和变化所用的时间Dt共同决定，即由磁通量变化的快慢决定。磁通量变化的快慢，可用单位时间内的磁通量的变化量，即磁通量的变化率来表示。磁通量变化量为：DFF2−F1磁通量的变化率为：tΔΔF物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波演示实验二磁通量的变化率也可以用导体切割磁感线的快慢(速度)来反映(即速度大，单位时间扫过的面积大，磁通量变化得快，磁通量的变化率大)。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波3．法拉第电磁感应定律电磁感应现象产生的感应电动势E的大小跟线圈匝数N成正比，跟穿过该导体回路的磁通量变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。设在N匝线圈中，某时刻t1穿过线圈的磁通量为F1，在时刻t2，穿过线圈的磁通量为F2，则在Dt=t2–t1的时间内，磁通量的变化量为DF=F2–F1，感应电动势的大小为tΦNEΔΔ说明：在SI中，DF、Dt、E的单位分别是Wb（韦）、s（秒）、V（伏）。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波例题2如图所示，线圈匝数为100，将磁铁的一极在0.5 s内插入螺线管，在这段时间里线圈的磁通量由0增加至1.5×10−5 Wb。（1）求螺线管两端产生的感应电动势；（2）如果回路的总电阻是3W，则感应电流有多大？NSabR解：（1）磁通量从0增加至1.5×10−5 Wb，共用时间0.5s，所以55Δ(1.5100)Wb1.510WbF物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波根据感应电动势计算公式，线圈两端产生的感应电动势为V103V5.0105.1100ΔΔ35tNEF（2）回路中的总电阻R+Ri=3W，所以回路中的感应电流是A10A310333iRREIDt=0.5s物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波4．导体切割磁感线时感应电动势的计算cGdbav如果磁感应强度B、导线切割磁感线的运动速度v与导线L三者互相垂直时，感应电动势的计算vEBl上式的应用条件是：B、l、v三者互相垂直。物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波课堂练习如图所示，闭回导体电路的一部分导体在匀强磁场中作切割磁感线运动产生感应电流，请根据已知物理量方向在图中标出未知物理量方向。IIIBBB(b)(c)(a)作业：p1392物理（电工电子类）(修订版)第六章电磁感应电磁波小结本节学习了电磁感应现象、产生电磁感应现象的条件、右手定则、法拉第电磁感应定律。要求同学们理解电磁感应现象的条件并会用右手定则判定导体切割磁感时感应电流的方向及会用法拉第电磁感应定律进行计算。必须掌握的公式:tΦNEΔΔvEBl（1）法拉第电磁感应定律：（2）导体垂直切割磁感线时感应电动势