《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》第六章電磁感應(yīng)-1精課件

6電磁感應(yīng)1ppt精選版6電磁感應(yīng)1ppt精選版6電磁感應(yīng)

1．用楞次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。2．自感現(xiàn)象及有關(guān)計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)

1．理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件及感應(yīng)電流方向的判斷。2．理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，掌握電磁感應(yīng)定律及有關(guān)的計(jì)算。3．理解自感及自感系數(shù)的概念，了解自感現(xiàn)象在實(shí)際中的應(yīng)用。4．理解電感器的儲(chǔ)能特性及在電路中能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律，了解磁場(chǎng)能量的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)2ppt精選版6電磁感應(yīng)1．用楞次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向6電磁感應(yīng)

6.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象6.2感應(yīng)電流的方向6.3電磁感應(yīng)定律6.4自感現(xiàn)象單元小結(jié)3ppt精選版6電磁感應(yīng)6.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、磁感應(yīng)現(xiàn)象二、磁感應(yīng)條件4ppt精選版6.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、磁感應(yīng)現(xiàn)象二、磁感應(yīng)條件4ppt精在發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，人們自然想到：既然電能夠產(chǎn)生磁，磁能否產(chǎn)生電呢？由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中就有電流產(chǎn)生。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象5ppt精選版在發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，人們自然想到：既然電能夠產(chǎn)生磁，當(dāng)穿過(guò)閉合線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生。在一定條件下，由磁產(chǎn)生電的現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。6ppt精選版當(dāng)穿過(guò)閉合線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生。6pp上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)質(zhì)上是通過(guò)不同的方法改變了穿過(guò)閉合回路的磁通。因此，產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是：當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通發(fā)生變化時(shí)，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。二、磁感應(yīng)條件7ppt精選版上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)質(zhì)上是通過(guò)不同的方法改變了穿過(guò)閉合回路6.2感應(yīng)電流的方向一、右手定則二、楞次定律三、右手定則與楞次定律的一致性8ppt精選版6.2感應(yīng)電流的方向一、右手定則二、楞次定律三、右手定則當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向可用右手定則來(lái)判斷。伸開(kāi)右手，使拇指與四指垂直，并都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指所指即為感應(yīng)電流的方向。一、右手定則9ppt精選版當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電

當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)，原磁通在增加，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的增加；

當(dāng)磁鐵拔出線圈時(shí)，原磁通在減少，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相同，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的減少。因此，得出結(jié)論：當(dāng)將磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，線圈中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，總是阻礙原磁通的變化。這就是楞次定律的內(nèi)容。根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)安培定則，即可判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向。1．楞次定律10ppt精選版當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)，原磁通在增加，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁2．判斷步驟

由于線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的變化，即阻礙磁鐵與線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，要想保持它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，必須有外力來(lái)克服阻力做功，并通過(guò)做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，即線圈中的電流不是憑空產(chǎn)生的。

感應(yīng)電流方向

3．楞次定律符合能量守恒定律11ppt精選版2．判斷步驟由于線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)總是阻礙右手定則和楞次定律都可用來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向，兩種方法本質(zhì)是相同的，所得的結(jié)果也是一致的。右手定則適用于判斷導(dǎo)體切割磁感線的情況，而楞次定律是判斷感應(yīng)電流方向的普遍規(guī)律。三、右手定則與楞次定律的一致性12ppt精選版右手定則和楞次定律都可用來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向，兩種方法本6.3電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、電磁感應(yīng)定律三、說(shuō)明13ppt精選版6.3電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、電磁感應(yīng)定律三、說(shuō)明注意：對(duì)電源來(lái)說(shuō)，電流流出的一端為電源的正極。在電源內(nèi)部，電流從電源負(fù)極流向電源正極，電動(dòng)勢(shì)的方向也是由負(fù)極指向正極，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與感應(yīng)電流的方向一致，仍可用右手定則和楞次定律來(lái)判斷。一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)存在。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體，就相當(dāng)于電源，如在磁場(chǎng)中切割磁感線的導(dǎo)體和磁通發(fā)生變化的線圈等。2．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向14ppt精選版注意：對(duì)電源來(lái)說(shuō)，電流流出的一端為電源的正極。在電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電源本身的特性，即只要穿過(guò)電路的磁通發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，與電路是否閉合無(wú)關(guān)。若電路是閉合的，則電路中有感應(yīng)電流，若電路是斷開(kāi)的，則電路中就沒(méi)有感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無(wú)關(guān)15ppt精選版感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電源本身的特性，即只要穿過(guò)電路的磁通發(fā)生變化1．電磁感應(yīng)定律對(duì)于N匝線圈，有式中N表示線圈匝數(shù)與磁通的乘積，稱為磁鏈，用表示。即

于是二、電磁感應(yīng)定律=N大量的實(shí)驗(yàn)表明：?jiǎn)卧丫€圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與穿過(guò)線圈的磁通變化率/

t成正比，即16ppt精選版1．電磁感應(yīng)定律對(duì)于N匝線圈，有上式適用于的情況。如圖6-2所示，設(shè)速度v

和磁場(chǎng)B之間有一夾角。將速度v

分解為兩個(gè)互相垂直的分量v

1、v

2，v

1=v

cos與B平行，不切割磁感線；v

2=v

sin與B垂直，切割磁感線。圖6-2B與v

不垂直時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)17ppt精選版上式適用于如圖6-1所示，abcd

是一個(gè)矩形線圈，它處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面和磁場(chǎng)垂直，ab邊可以在線圈平面上自由滑動(dòng)。設(shè)ab長(zhǎng)為l，勻速滑動(dòng)的速度為v，在t時(shí)間內(nèi)，由位置ab

滑動(dòng)到ab，利用電磁感應(yīng)定律，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小即圖6-1導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)18ppt精選版如圖6-1所示，abcd是一個(gè)矩形線圈，它處于磁感上式表明，在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線長(zhǎng)度l、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度v

以及導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向之間夾角的正弦sin成正比。用右手定則可判斷ab上感應(yīng)電流的方向。若電路閉合，且電阻為R，則電路中的電流因此，導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E

Blv2

Blv

sin19ppt精選版上式表明，在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁感三、說(shuō)明1．利用公式計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，若v

為平均速度，則計(jì)算結(jié)果為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；若v

為瞬時(shí)速度，則計(jì)算結(jié)果為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

2．利用公式計(jì)算出的結(jié)果為t時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。20ppt精選版三、說(shuō)明1．利用公式【例6-1】在圖6-1中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.1T，切割磁感線的導(dǎo)線長(zhǎng)度l為40cm，向右運(yùn)動(dòng)的速度v為5m/s，整個(gè)線框的電阻R為0.5，求：

(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；

(2)感應(yīng)電流的大小和方向；

(3)使導(dǎo)線向右勻速運(yùn)動(dòng)所需的外力;

(4)外力做功的功率；

(5)感應(yīng)電流的功率。21ppt精選版【例6-1】在圖6-1中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B解:(1)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)線圈中的感應(yīng)電流由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd。

(3)由于ab

中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用。用左手定則可判斷出ab

所受安培力方向向左，與速度方向相反，因此，若要保證ab以速度v

勻速向右運(yùn)動(dòng)，必須施加一個(gè)與安培力大小相等方向相反的外力。所以，外力大小外力方向向右。22ppt精選版解:(1)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)線圈中的感應(yīng)電流(4)外力做功的功率(5)感應(yīng)電流的功率可以看到，P=P，這正是能量守恒定律所要求的。23ppt精選版(4)外力做功的功率(5)感應(yīng)電流的功率可以看到，P【例6-2】在一個(gè)B=0.01T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，放一個(gè)面積為0.001m2的線圈，線圈匝數(shù)為500匝。在0.1s內(nèi)，把線圈平面從與磁感線平行的位置轉(zhuǎn)過(guò)90°，變成與磁感線垂直，求這個(gè)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。解：在0.1s時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)線圈平面的磁通變化量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)24ppt精選版【例6-2】在一個(gè)B=0.01T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，6.4自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象二、自感系數(shù)三、電感的計(jì)算四、自感電動(dòng)勢(shì)五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用六、自感的危害七、磁場(chǎng)能量25ppt精選版6.4自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象二、自感系數(shù)三、電感的計(jì)算四、當(dāng)線圈中的電流變化時(shí)，線圈本身就產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線圈中電流的變化。這種由于線圈本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱自感。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為自感電動(dòng)勢(shì)。一、自感現(xiàn)象26ppt精選版當(dāng)線圈中的電流變化時(shí)，線圈本身就產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電考慮自感電動(dòng)勢(shì)與線圈中電流變化的定量關(guān)系。當(dāng)電流流過(guò)回路時(shí)，回路中產(chǎn)生磁通，稱為自感磁通，用L表示。當(dāng)線圈匝數(shù)為N時(shí)，線圈的自感磁鏈

同一電流流過(guò)不同的線圈，產(chǎn)生的磁鏈不同，為表示各個(gè)線圈產(chǎn)生自感磁鏈的能力，將線圈的自感磁鏈與電流的比值稱為線圈的自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱電感，用L表示即L是一個(gè)線圈通過(guò)單位電流時(shí)所產(chǎn)生的磁鏈。電感的單位是H(亨)以及mH(毫亨)、H(微亨)，它們之間的關(guān)系為1H=103mH=106

H二、自感系數(shù)L=NL27ppt精選版考慮自感電動(dòng)勢(shì)與線圈中電流變化的定量關(guān)系。當(dāng)電流流過(guò)回這里介紹環(huán)形螺旋線圈電感的計(jì)算方法。假定環(huán)形螺旋線圈均勻地繞在某種材料做成的圓環(huán)上，線圈的匝數(shù)為N，圓環(huán)的平均周長(zhǎng)為l，對(duì)于這樣的線圈，可近似認(rèn)為磁通都集中在線圈的內(nèi)部，而且磁通在截面S上的分布是均勻的。當(dāng)線圈通過(guò)電流I時(shí)，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁通分別為由N=LI可得三、電感的計(jì)算28ppt精選版這里介紹環(huán)形螺旋線圈電感的計(jì)算方法。由N=LI說(shuō)明：

(1)線圈的電感是由線圈本身的特性所決定的，它與線圈的尺寸、匝數(shù)和媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，而與線圈中有無(wú)電流及電流的大小無(wú)關(guān)。

(2)其他近似環(huán)形的線圈，在鐵心沒(méi)有飽和的條件下，也可用上式近似計(jì)算線圈的電感，此時(shí)l是鐵心的平均長(zhǎng)度。若線圈不閉合，不能用上式計(jì)算。

(3)由于磁導(dǎo)率不是常數(shù)，隨電流而變，因此有鐵心的線圈其電感也不是一個(gè)定值，這種電感稱為非線性電感。29ppt精選版說(shuō)明：(1)線圈的電感是由線圈本身的特性所決定的，，將由電磁感應(yīng)定律可得，自感電動(dòng)勢(shì)代入，則自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中電流的變化率成正比。當(dāng)線圈中的電流在1s內(nèi)變化1A時(shí)，引起的自感電動(dòng)勢(shì)是1V，則這個(gè)線圈的自感系數(shù)就是1H。四、自感電動(dòng)勢(shì)30ppt精選版，將由電磁感應(yīng)定律可得，自感電動(dòng)勢(shì)代入，則自感現(xiàn)象在各種電氣設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。熒光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈自感的一個(gè)例子。如圖6-3是熒光燈的電路圖。五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用圖6-3熒光燈電路圖31ppt精選版自感現(xiàn)象在各種電氣設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。熒光熒光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器組成。鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵心的線圈，啟輝器的結(jié)構(gòu)如圖6-4所示。1．結(jié)構(gòu)圖6-4啟輝器結(jié)構(gòu)圖32ppt精選版熒光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器組成。鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵心啟輝器是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個(gè)電極，一個(gè)固定不動(dòng)的靜觸片和一個(gè)用雙金屬片制成的U形觸片。燈管內(nèi)充有稀薄的汞蒸氣，當(dāng)汞蒸氣導(dǎo)電時(shí)，就發(fā)出紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的光。由于激發(fā)汞蒸氣導(dǎo)電所需的電壓比220V的電源電壓高得多，因此熒光燈在開(kāi)始點(diǎn)亮之前需要一個(gè)高出電源電壓很多的瞬時(shí)電壓。在熒光燈正常發(fā)光時(shí)，燈管的電阻很小，只允許通過(guò)不大的電流，這時(shí)又要使加在燈管上的電壓大大低于電源電壓。這兩方面的要求都是利用跟燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器來(lái)達(dá)到的。33ppt精選版啟輝器是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個(gè)電極，一個(gè)固2．工作原理當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電源把電壓加在啟輝器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U形觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接觸而使電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過(guò)。電路接通后，啟輝器中的氖氣停止放電，U形觸片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分離，電路自動(dòng)斷開(kāi)。在電路突然斷開(kāi)的瞬間，鎮(zhèn)流器的兩端產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高壓，這個(gè)電壓和電源電壓都加在燈管兩端，使燈管中的汞蒸氣開(kāi)始導(dǎo)電，于是熒光燈管成為電流的通路開(kāi)始發(fā)光。在熒光燈正常發(fā)光時(shí)，與燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器就起著降壓限流的作用，保證熒光燈的正常工作。34ppt精選版2．工作原理當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電源把電壓加在啟輝器的兩極自感現(xiàn)象也有不利的一面。在自感系數(shù)很大而電流又很強(qiáng)的電路中，在切斷電源瞬間，由于電流在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生了很大變化，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，在斷開(kāi)處形成電弧，這不僅會(huì)燒壞開(kāi)關(guān)，甚至?xí)＜肮ぷ魅藛T的安全。因此，切斷這類(lèi)電源必須采用特制的安全開(kāi)關(guān)。六、自感的危害35ppt精選版自感現(xiàn)象也有不利的一面。在自感系數(shù)很大而電流又很強(qiáng)的電路電感線圈也是一個(gè)儲(chǔ)能元件。經(jīng)過(guò)高等數(shù)學(xué)推導(dǎo)，線圈中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量當(dāng)線圈中通有電流時(shí)，線圈中就要儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量，通過(guò)線圈的電流越大，儲(chǔ)存的能量就越多。在通有相同電流的線圈中，電感越大的線圈，儲(chǔ)存的能量越多，因此線圈的電感也反映了它儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的能力。七、磁場(chǎng)能量36ppt精選版電感線圈也是一個(gè)儲(chǔ)能元件。經(jīng)過(guò)高等數(shù)學(xué)推導(dǎo)，線圈中儲(chǔ)存的與電場(chǎng)能量相比，磁場(chǎng)能量和電場(chǎng)能量有許多相同的特點(diǎn)：

(1)磁場(chǎng)能量和電場(chǎng)能量在電路中的轉(zhuǎn)化都是可逆的。例如，隨著電流的增大，線圈的磁場(chǎng)增強(qiáng)，儲(chǔ)入的磁場(chǎng)能量增多；隨著電流的減小，線圈的磁場(chǎng)減弱，磁場(chǎng)能量通過(guò)電磁感應(yīng)的作用又轉(zhuǎn)化為電能。因此，線圈和電容器一樣是儲(chǔ)能元件，而不是電阻類(lèi)的耗能元件。(2)磁場(chǎng)能量的計(jì)算公式，在形式上與電場(chǎng)能量的計(jì)算公式相同。37ppt精選版與電場(chǎng)能量相比，磁場(chǎng)能量和電場(chǎng)能量有許多相同的特點(diǎn)：?jiǎn)卧〗Y(jié)一、感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、自感現(xiàn)象38ppt精選版單元小結(jié)一、感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、自感現(xiàn)象38ppt精選版1．電可以生磁，磁在一定的條件下也可以生電。電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明了電和磁之間的密切關(guān)系。2．在一定的條件下，由磁產(chǎn)生電的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3．產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件是：穿過(guò)電路的磁通發(fā)生變化。當(dāng)電路閉合時(shí)，回路中有感應(yīng)電流，當(dāng)電路不閉合時(shí)，電路中沒(méi)有感應(yīng)電流，但仍有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。一、感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)39ppt精選版1．電可以生磁，磁在一定的條件下也可以生電。電流的磁效應(yīng)4．電路中感應(yīng)電流的方向可用右手定則和楞次定律來(lái)判斷。楞次定律是判斷感應(yīng)電流方向的普遍規(guī)律。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與感應(yīng)電流的方向相同，也用右手定則和楞次定律判斷。5．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可用法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)計(jì)算。對(duì)于在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，可用下式計(jì)算E=Blv2=Blvsin

40ppt精選版4．電路中感應(yīng)電流的方向可用右手定則和楞次定律來(lái)判斷。楞1．由于線圈本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為自感電動(dòng)勢(shì)。它的大小為式中L是線圈的自感系數(shù)，即自感磁鏈與電流的比值線圈的自感是由線圈本身的特性決定的，與線圈中有無(wú)電流及電流的大小無(wú)關(guān)。二、自感現(xiàn)象41ppt精選版1．由于線圈本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，稱為自2．電感線圈和電容器一樣，都是儲(chǔ)能元件，磁場(chǎng)能量可用下式計(jì)算42ppt精選版2．電感線圈和電容器一樣，都是儲(chǔ)能元件，磁場(chǎng)能量可用下式6電磁感應(yīng)43ppt精選版6電磁感應(yīng)1ppt精選版6電磁感應(yīng)

1．用楞次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。2．自感現(xiàn)象及有關(guān)計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)

1．理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件及感應(yīng)電流方向的判斷。2．理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念，掌握電磁感應(yīng)定律及有關(guān)的計(jì)算。3．理解自感及自感系數(shù)的概念，了解自感現(xiàn)象在實(shí)際中的應(yīng)用。4．理解電感器的儲(chǔ)能特性及在電路中能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律，了解磁場(chǎng)能量的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)44ppt精選版6電磁感應(yīng)1．用楞次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向6電磁感應(yīng)

6.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象6.2感應(yīng)電流的方向6.3電磁感應(yīng)定律6.4自感現(xiàn)象單元小結(jié)45ppt精選版6電磁感應(yīng)6.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、磁感應(yīng)現(xiàn)象二、磁感應(yīng)條件46ppt精選版6.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、磁感應(yīng)現(xiàn)象二、磁感應(yīng)條件4ppt精在發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，人們自然想到：既然電能夠產(chǎn)生磁，磁能否產(chǎn)生電呢？由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中就有電流產(chǎn)生。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象47ppt精選版在發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，人們自然想到：既然電能夠產(chǎn)生磁，當(dāng)穿過(guò)閉合線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生。在一定條件下，由磁產(chǎn)生電的現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。48ppt精選版當(dāng)穿過(guò)閉合線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生。6pp上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)質(zhì)上是通過(guò)不同的方法改變了穿過(guò)閉合回路的磁通。因此，產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是：當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通發(fā)生變化時(shí)，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。二、磁感應(yīng)條件49ppt精選版上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)質(zhì)上是通過(guò)不同的方法改變了穿過(guò)閉合回路6.2感應(yīng)電流的方向一、右手定則二、楞次定律三、右手定則與楞次定律的一致性50ppt精選版6.2感應(yīng)電流的方向一、右手定則二、楞次定律三、右手定則當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向可用右手定則來(lái)判斷。伸開(kāi)右手，使拇指與四指垂直，并都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指所指即為感應(yīng)電流的方向。一、右手定則51ppt精選版當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電

當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)，原磁通在增加，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的增加；

當(dāng)磁鐵拔出線圈時(shí)，原磁通在減少，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相同，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的減少。因此，得出結(jié)論：當(dāng)將磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，線圈中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，總是阻礙原磁通的變化。這就是楞次定律的內(nèi)容。根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)安培定則，即可判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向。1．楞次定律52ppt精選版當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)，原磁通在增加，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁2．判斷步驟

由于線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的變化，即阻礙磁鐵與線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，要想保持它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，必須有外力來(lái)克服阻力做功，并通過(guò)做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，即線圈中的電流不是憑空產(chǎn)生的。

感應(yīng)電流方向

3．楞次定律符合能量守恒定律53ppt精選版2．判斷步驟由于線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)總是阻礙右手定則和楞次定律都可用來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向，兩種方法本質(zhì)是相同的，所得的結(jié)果也是一致的。右手定則適用于判斷導(dǎo)體切割磁感線的情況，而楞次定律是判斷感應(yīng)電流方向的普遍規(guī)律。三、右手定則與楞次定律的一致性54ppt精選版右手定則和楞次定律都可用來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向，兩種方法本6.3電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、電磁感應(yīng)定律三、說(shuō)明55ppt精選版6.3電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、電磁感應(yīng)定律三、說(shuō)明注意：對(duì)電源來(lái)說(shuō)，電流流出的一端為電源的正極。在電源內(nèi)部，電流從電源負(fù)極流向電源正極，電動(dòng)勢(shì)的方向也是由負(fù)極指向正極，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與感應(yīng)電流的方向一致，仍可用右手定則和楞次定律來(lái)判斷。一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)存在。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體，就相當(dāng)于電源，如在磁場(chǎng)中切割磁感線的導(dǎo)體和磁通發(fā)生變化的線圈等。2．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向56ppt精選版注意：對(duì)電源來(lái)說(shuō)，電流流出的一端為電源的正極。在電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電源本身的特性，即只要穿過(guò)電路的磁通發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，與電路是否閉合無(wú)關(guān)。若電路是閉合的，則電路中有感應(yīng)電流，若電路是斷開(kāi)的，則電路中就沒(méi)有感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無(wú)關(guān)57ppt精選版感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電源本身的特性，即只要穿過(guò)電路的磁通發(fā)生變化1．電磁感應(yīng)定律對(duì)于N匝線圈，有式中N表示線圈匝數(shù)與磁通的乘積，稱為磁鏈，用表示。即

于是二、電磁感應(yīng)定律=N大量的實(shí)驗(yàn)表明：?jiǎn)卧丫€圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，與穿過(guò)線圈的磁通變化率/

t成正比，即58ppt精選版1．電磁感應(yīng)定律對(duì)于N匝線圈，有上式適用于的情況。如圖6-2所示，設(shè)速度v

和磁場(chǎng)B之間有一夾角。將速度v

分解為兩個(gè)互相垂直的分量v

1、v

2，v

1=v

cos與B平行，不切割磁感線；v

2=v

sin與B垂直，切割磁感線。圖6-2B與v

不垂直時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)59ppt精選版上式適用于如圖6-1所示，abcd

是一個(gè)矩形線圈，它處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面和磁場(chǎng)垂直，ab邊可以在線圈平面上自由滑動(dòng)。設(shè)ab長(zhǎng)為l，勻速滑動(dòng)的速度為v，在t時(shí)間內(nèi)，由位置ab

滑動(dòng)到ab，利用電磁感應(yīng)定律，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小即圖6-1導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)60ppt精選版如圖6-1所示，abcd是一個(gè)矩形線圈，它處于磁感上式表明，在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線長(zhǎng)度l、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度v

以及導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向之間夾角的正弦sin成正比。用右手定則可判斷ab上感應(yīng)電流的方向。若電路閉合，且電阻為R，則電路中的電流因此，導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E

Blv2

Blv

sin61ppt精選版上式表明，在磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁感三、說(shuō)明1．利用公式計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，若v

為平均速度，則計(jì)算結(jié)果為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；若v

為瞬時(shí)速度，則計(jì)算結(jié)果為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

2．利用公式計(jì)算出的結(jié)果為t時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。62ppt精選版三、說(shuō)明1．利用公式【例6-1】在圖6-1中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.1T，切割磁感線的導(dǎo)線長(zhǎng)度l為40cm，向右運(yùn)動(dòng)的速度v為5m/s，整個(gè)線框的電阻R為0.5，求：

(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；

(2)感應(yīng)電流的大小和方向；

(3)使導(dǎo)線向右勻速運(yùn)動(dòng)所需的外力;

(4)外力做功的功率；

(5)感應(yīng)電流的功率。63ppt精選版【例6-1】在圖6-1中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B解:(1)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)線圈中的感應(yīng)電流由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd。

(3)由于ab

中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用。用左手定則可判斷出ab

所受安培力方向向左，與速度方向相反，因此，若要保證ab以速度v

勻速向右運(yùn)動(dòng)，必須施加一個(gè)與安培力大小相等方向相反的外力。所以，外力大小外力方向向右。64ppt精選版解:(1)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)線圈中的感應(yīng)電流(4)外力做功的功率(5)感應(yīng)電流的功率可以看到，P=P，這正是能量守恒定律所要求的。65ppt精選版(4)外力做功的功率(5)感應(yīng)電流的功率可以看到，P【例6-2】在一個(gè)B=0.01T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，放一個(gè)面積為0.001m2的線圈，線圈匝數(shù)為500匝。在0.1s內(nèi)，把線圈平面從與磁感線平行的位置轉(zhuǎn)過(guò)90°，變成與磁感線垂直，求這個(gè)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。解：在0.1s時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)線圈平面的磁通變化量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)66ppt精選版【例6-2】在一個(gè)B=0.01T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，6.4自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象二、自感系數(shù)三、電感的計(jì)算四、自感電動(dòng)勢(shì)五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用六、自感的危害七、磁場(chǎng)能量67ppt精選版6.4自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象二、自感系數(shù)三、電感的計(jì)算四、當(dāng)線圈中的電流變化時(shí)，線圈本身就產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線圈中電流的變化。這種由于線圈本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱自感。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為自感電動(dòng)勢(shì)。一、自感現(xiàn)象68ppt精選版當(dāng)線圈中的電流變化時(shí)，線圈本身就產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電考慮自感電動(dòng)勢(shì)與線圈中電流變化的定量關(guān)系。當(dāng)電流流過(guò)回路時(shí)，回路中產(chǎn)生磁通，稱為自感磁通，用L表示。當(dāng)線圈匝數(shù)為N時(shí)，線圈的自感磁鏈

同一電流流過(guò)不同的線圈，產(chǎn)生的磁鏈不同，為表示各個(gè)線圈產(chǎn)生自感磁鏈的能力，將線圈的自感磁鏈與電流的比值稱為線圈的自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱電感，用L表示即L是一個(gè)線圈通過(guò)單位電流時(shí)所產(chǎn)生的磁鏈。電感的單位是H(亨)以及mH(毫亨)、H(微亨)，它們之間的關(guān)系為1H=103mH=106

H二、自感系數(shù)L=NL69ppt精選版考慮自感電動(dòng)勢(shì)與線圈中電流變化的定量關(guān)系。當(dāng)電流流過(guò)回這里介紹環(huán)形螺旋線圈電感的計(jì)算方法。假定環(huán)形螺旋線圈均勻地繞在某種材料做成的圓環(huán)上，線圈的匝數(shù)為N，圓環(huán)的平均周長(zhǎng)為l，對(duì)于這樣的線圈，可近似認(rèn)為磁通都集中在線圈的內(nèi)部，而且磁通在截面S上的分布是均勻的。當(dāng)線圈通過(guò)電流I時(shí)，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁通分別為由N=LI可得三、電感的計(jì)算70ppt精選版這里介紹環(huán)形螺旋線圈電感的計(jì)算方法。由N=LI說(shuō)明：

(1)線圈的電感是由線圈本身的特性所決定的，它與線圈的尺寸、匝數(shù)和媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，而與線圈中有無(wú)電流及電流的大小無(wú)關(guān)。

(2)其他近似環(huán)形的線圈，在鐵心沒(méi)有飽和的條件下，也可用上式近似計(jì)算線圈的電感，此時(shí)l是鐵心的平均長(zhǎng)度。若線圈不閉合，不能用上式計(jì)算。

(3)由于磁導(dǎo)率不是常數(shù)，隨電流而變，因此有鐵心的線圈其電感也不是一個(gè)定值，這種電感稱為非線性電感。71ppt精選版說(shuō)明：(1)線圈的電感是由線圈本身的特性所決定的，，將由電磁感應(yīng)定律可得，自感電動(dòng)勢(shì)代入，則自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中電流的變化率成正比。當(dāng)線圈中的電流在1s內(nèi)變化1A時(shí)，引起的自感電動(dòng)勢(shì)是1V，則這個(gè)線圈的自感系數(shù)就是1H。四、自感電動(dòng)勢(shì)72ppt精選版，將由電磁感應(yīng)定律可得，自感電動(dòng)勢(shì)代入，則自感現(xiàn)象在各種電氣設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。熒光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈自感的一個(gè)例子。如圖6-3是熒光燈的電路圖。五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用圖6-3熒光燈電路圖73ppt精選版自感現(xiàn)象在各種電氣設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。熒光熒光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器組成。鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵心的線圈，啟輝器的結(jié)構(gòu)如圖6-4所示。1．結(jié)構(gòu)圖6-4啟輝器結(jié)構(gòu)圖74ppt精選版熒光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器組成。鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵心啟輝器是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個(gè)電極，一個(gè)固定不動(dòng)的靜觸片和一個(gè)用雙金屬片制成的U形觸片。燈管內(nèi)充有稀薄的汞蒸氣，當(dāng)汞蒸氣導(dǎo)電時(shí)，就發(fā)出紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的光。由于激發(fā)汞蒸氣導(dǎo)電所需的電壓比220V的電源電壓高得多，因此熒光燈在開(kāi)始點(diǎn)亮之前需要一個(gè)高出電源電壓很多的瞬時(shí)電壓。在熒光燈正常發(fā)光時(shí)，燈管的電阻很小，只允許通過(guò)不大的電流，這時(shí)又要使加在燈管上的電壓大大低于電源電壓。這兩方面的要求都是利用跟燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器來(lái)達(dá)到的。75ppt精選版啟輝器是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個(gè)電極，一個(gè)固2．工作原理當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電源把電壓加在啟輝器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U形觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接觸而使電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過(guò)。電路接通后，啟輝器中的氖氣停止放電，U形觸片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分離，電路自動(dòng)