物理探究电磁感应产生的条件课件新人教版选修

物理探究电磁感应产生的条件本课件旨在帮助学生深入理解电磁感应现象产生的条件，并通过实验探究的方式，掌握相关知识电磁感应的概念定义本质12当穿过闭合电路的磁通量发生电磁感应是由于磁场的变化而变化时，电路中就会产生感应引起的，导致了电路中的电场电流，这种现象称为电磁感应变化，从而产生感应电流应用3电磁感应是许多现代科技的基础，例如发电机、电动机、变压器等电磁感应的历史发展奥斯特实验11820年，奥斯特发现电流能产生磁场，揭开了电磁现象研究的新篇章法拉第发现21831年，法拉第通过实验发现，变化的磁场能产生电流，即电磁感应现象楞次定律31834年，楞次发现感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量变化麦克斯韦理论419世纪后期，麦克斯韦建立了完整的电磁理论，将电磁感应现象纳入统一框架电磁感应的表现形式感应电流感应电动势磁通量的变化当闭合电路中的导体在磁场中运动时，电路感应电流的产生是因为导体中产生了感应电电磁感应现象的产生与穿过闭合电路的磁通中会产生感应电流动势，这是电磁感应现象的核心量变化有关电磁感应产生的条件变化的磁场导体切割磁感线导体周围的磁场必须发生变化，导体必须切割磁感线，才能产生才能产生感应电流感应电流闭合回路导体必须构成闭合回路，才能产生感应电流磁场与导体运动磁场磁场是一种看不见摸不着的特殊物质，它对运动的电荷有力的作用导体导体内部存在大量的自由电荷，它们可以自由移动运动当导体在磁场中运动时，导体中的自由电荷也会受到磁场力的作用，从而产生感应电流导体运动切割磁感线磁通量变化1切割磁感线，导体所处磁场发生改变感应电动势2磁通量变化，感应电动势产生感应电流3闭合回路中，感应电动势驱动感应电流感应电流的方向楞次定律右手定则感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化例如，当右手定则可以用来确定感应电流的方向将右手拇指指向磁场方磁铁靠近线圈时，线圈中产生的感应电流会产生一个与磁铁靠近向，四指指向导体运动方向，则四指所指的方向就是感应电流的的方向相反的磁场，从而阻碍磁铁的靠近方向感应电动势的大小12磁通量变化率磁场强度感应电动势的大小与穿过闭合回路的磁通量变化率成正比磁场强度越大，感应电动势越大34导体长度切割速度导体在磁场中运动的长度越大，感应电动势越大导体切割磁感线的运动速度越大，感应电动势越大法拉第电磁感应定律变化磁通量感应电动势闭合回路楞次定律感应电流的方向总是阻碍引起感应电当磁通量增加时，感应电流产生的磁流的磁通量的变化场方向与原磁场方向相反当磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同涡流的产生变化的磁场1当导体处于变化的磁场中时，导体内部会产生感应电流闭合回路2导体内部的自由电子受到磁场力的作用，沿着导体内部形成闭合回路涡流3这种闭合回路形成的感应电流称为涡流，它像漩涡一样在导体内部流动涡流的特性热效应阻尼效应涡流在导体内流动会产生热量，其大小与涡流强度和电阻率有关涡流会对导体运动产生阻尼作用，使导体运动速度减慢涡流的应用感应加热电磁制动涡流可用于感应加热金属，例如涡流可用于电磁制动，例如在高熔化金属或进行热处理速列车或电梯中无损检测涡流可用于检测金属材料的缺陷，例如裂纹或腐蚀自感应现象电流变化感应电动势当线圈中的电流发生变化时，线圈本身的磁场也会发生变化磁场变化会在线圈中产生感应电动势，该电动势的方向总是阻碍电流的变化自感应电动势的表达式表达式E=-LΔI/Δt其中E为自感电动势，单位为伏特VL为自感系数，单位为亨利HΔI为电流变化量，单位为安培AΔt为时间变化量，单位为秒s自感应现象在日常生活中的应用节能灯电磁炉12自感应线圈可以帮助节能灯启电磁炉利用自感应产生的电流动加热锅具汽车点火系统3自感应现象可以使汽车点火系统更有效率互感应现象原理应用12当一个线圈中的电流发生变化互感应现象被广泛应用于电子时，就会在另一个线圈中产生设备中，例如变压器、电感器感应电动势，这种现象叫做互等感应现象重要性3互感应是电磁感应现象的重要组成部分，为电子设备的运作提供了基础互感应电动势的表达式互感应电动势表达式当一个线圈中的电流发生变化时，会在另一个线圈中产生感应电互感应电动势的大小与两个线圈的互感系数和电流变化率成正比动势，这种现象叫做互感现象互感应在日常生活中的应用麦克风扬声器电吉他电磁感应的相关概念磁场磁通量感应电动势磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，它可磁通量是用来描述磁场强弱和方向的物理量感应电动势是由于磁通量变化而在导体中产以对放入其中的磁体或运动电荷产生力的作，它等于穿过某一面积的磁力线数量生的电动势，它是产生感应电流的根本原因用电磁感应在电力传输中的作用降低损耗提高效率电磁感应原理，在电力传输过程中应用变压器，通过改变电压和利用变压器，高压输电可有效降低电流，减小电流产生的热量损电流的比例来降低电力传输过程中的损耗失，提高传输效率电磁感应在电机中的应用能量转换磁场与电流应用广泛电机利用电磁感应原理将电能转换为机当电流通过线圈时，会产生磁场，磁场电机广泛应用于工业生产、交通运输、械能与磁铁相互作用产生旋转力，从而驱动家用电器等领域，是现代社会不可或缺电机转动的设备电磁感应在发电机中的应用发电机原理发电机类型发电机利用电磁感应原理，将机械能转化为电能发电机主要分为直流发电机和交流发电机当线圈在磁场中旋转时，穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生直流发电机产生的电流是直流电，而交流发电机产生的电流是交感应电动势，进而产生电流流电电磁感应在变压器中的应用变压器结构升压原理降压原理变压器由铁芯、初级线圈和次级线圈构成变压器可以升压或降压升压变压器次级线降压变压器次级线圈的匝数比初级线圈少，当交流电通过初级线圈时，铁芯内部产生变圈的匝数比初级线圈多，从而将电压升高，从而将电压降低，例如在家庭电路中，将高化的磁场，从而在次级线圈中感应出电流例如在电力传输中，将高压电降低到安全电压电降低到安全的220伏压电磁感应在电动机中的应用旋转磁场能量转换电动机利用电磁感应产生的旋转磁场电动机将电能转换为机械能，驱动各来驱动转子种机械设备高效节能电动机具有高效率，节约能源，减少污染电磁感应在电子设备中的应用传感器无线充电12电磁感应传感器广泛应用于各无线充电技术利用电磁感应原种电子设备，例如汽车的ABS理，为手机、手表等电子设备系统和手机的指南针提供便捷的充电方式磁带录音机3磁带录音机利用电磁感应原理，将声音信号转换成磁信号并记录在磁带上电磁感应理论的发展历程早期探索11820年，奥斯特发现电流周围存在磁场，为电磁感应的发现奠定了基础法拉第的发现21831年，法拉第发现电磁感应现象，揭示了电磁现象的本质联系麦克斯韦方程组31865年，麦克斯韦建立了完整的电磁理论体系，将电磁感应理论纳入其中现代发展420世纪以来，电磁感应理论不断发展，应用于各种电磁器件和技术电磁感应理论的未来发展趋势微型化高效化随着科技的进步，电磁感应技术未来的电磁感应技术将更加高效将朝着微型化方向发展，应用于，减少能量损耗，提高能量利用更小巧的电子设备中率智能化电磁感应技术将与人工智能技术相结合，实现智能化控制和应用复习与拓展回顾要点拓展延伸实践应用回顾本节课所学习的电磁感应产生的条尝试从更深层次理解电磁感应现象，并思考电磁感应现象在生活、生产和科学件，以及相关的概念、规律和应用将其与其他物理知识联系起来研究中的应用，并进行一些简单的实验验证。