电磁感应课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁感应,a.磁通量,表述1：磁感应强度与垂直于磁感应强度面积的乘积,表述2：穿过该面的磁感线的条数,b.产生感应电动势的条件磁通量发生变化,c.,楞次定律,d.,法拉第电磁感应定律,平均感应电动势（磁通量变化）,瞬时感应电动势（切割运动）,表达式：E=Blv,条件B、l、v两两垂直,旋转切割表达式：E=Br2/2,用右手定则判断方向,e.,自感,f.,日光灯原理,定义式：=BS,条件：BS,内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,关键词：阻碍变化,表达式：E=nS,用楞次定律判断方向,自感现象,自感的应用：日光灯镇流器,电磁感应定义式：=BS内容：感应电流的磁场总要阻碍引起,1,电磁感应现象,产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0.,引起磁通量变化的常见情况,闭合电路的部分导体做切割磁感线运动,线圈绕垂直于磁场的轴转动,磁感应强度B发生变化,感应电动势产生的条件：无论电路闭合与否，只要穿过线圈的磁通量发生变,化，电路中就一定有感应电动势产生，产生感应电,动势的那部分导体相当于电源。,电磁感应现象,2,楞次定律,定律内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感,应电流的磁通量的变化,适用范围：适用于一切情况的感应电流方向判断,判定感应电流方向的步骤,1.明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向,2.确定原磁场穿过闭合回路的磁通量变化情况,（是增大还是减小）,3.根据楞次定律确定感应电流的磁场方向,4.利用安培定则（右手螺旋定则）确定感应电流方向,右手定则,方法：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让,磁感线垂直从手心进入，大拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就,是感应电流的方向。,适用范围：适合于闭合回路的部分导体切割磁感线运动的情况,楞次定律,3,法拉第电磁感应定律,内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成 正比,公式：E=nS,n为线圈圈数,感生电动势是指由于感应电场而产生的电动势，非静电力是电场力对自由电荷的作用力，其计算式为E=nt,动生电动势指由于导体运动而产生的感应电动势，非静电力与洛伦兹力有关，其计算式为E=LI /t,法拉第电磁感应定律,4,自感现象,由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象，而产生的感应电动势叫自感电动势。,当导体线圈的电流增大时，自感电动势的方向与原来的电流方向相反；当导体线圈的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。,自感系数简称自感或电感，线圈的自感系数跟线圈的形状、长短、圈数有关，线圈的横截面积越大，线圈越长，圈数越多，线圈内有铁芯，自感系数就越大。,自感现象,5,日光灯原理,日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成、,日光灯被点亮时，是启动其中的触片断开时，在镇流器中产生很,高的自感电动势，与原电压一起产生一个瞬间高电压，点亮灯管。,日光灯原理,6,电磁感应解决磁悬浮问题,作者：孙中元,电磁感应解决磁悬浮问题作者：孙中元,7,磁悬浮列车的原理,1.,电磁感应是因,磁通量,变化产生感应电动势的现象。,2,磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。,磁悬浮列车的原理 1.电磁感应是因磁通量变化产生感应电动势的,8,磁悬浮问题解题方法,1.磁场的速度永远大于列车的速度,2.安培力的方向就是列车速度的方向,3.磁场方向和电流方向同时变化所以力的方向永不变,磁悬浮问题解题方法1.磁场的速度永远大于列车的速度,9,磁悬浮列车是一种高速运载工具，它是经典电磁学与现代超导技术相结合的产物。磁悬浮列车具有两个重要系统。一是悬浮系统，利用磁力（可由超导电磁铁提供）使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触。另一是驱动系统，就是在沿轨道安装的绕组（线圈）中，通上励磁电流，产生随空间作周期性变化、运动的磁场，磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用，使车体获得牵引力。,例题,磁悬浮列车是一种高速运载工具，它是经典电磁学与现代超导技术相,10,为了有助于了解磁悬浮列车的牵引力的来由，我们给出如下的简化模型，图,10,（甲）是实验车与轨道示意图，图,10,（乙）是固定在车底部金属框与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有竖直,(,垂直纸面,),方向等距离间隔的匀强磁场,B,l,和,B,2,，二者方向相反。车底部金属框的宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场,B,l,和,B,2,同时以恒定速度,v,0,沿导轨方向向右运动时，金属框也会受到向右的磁场力，带动实验车沿导轨运动。,图10（乙）,B,1,v,B,2,固定在列车下面的导线框,A,移动的磁场,移动的磁场,图10（甲）,为了有助于了解磁悬浮列车的牵引力的来由，我们给出如下的简化模,11,设金属框垂直导轨的边长,L,=0.20m,、总电阻,R,=l.6,，实验车与线框的总质量,m,=2.0kg,，磁场,B,l=,B,2=,B,1.0T,，磁场运动速度,v,0=10m/s,。回答下列问题：,（,1,）设,t,=0,时刻，实验车的速度为零，求金属框受到的磁场力的大小和方向；,（,2,）已知磁悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力,f,1=0.20N,，求实验车的最大速率,v,m,；,（,3,）实验车,A,与另一辆磁悬浮正常、质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车,P,挂接，设,A,与,P,挂接后共同运动所受阻力,f,2=0.50N,。,A,与,P,挂接并经过足够长时间后的某时刻，撤去驱动系统磁场，设,A,和,P,所受阻力保持不变，求撤去磁场后,A,和,P,还能滑行多远？,设金属框垂直导轨的边长L=0.20m、总电阻R=l.6，实,12,解析：（,1,）,t,=0,时刻，线框相对磁场的速度为,v,0=10m/s,，金属框,A,中产生逆时针方向的感应电流，设瞬时电动势大小为,E,0,E,0=2,BLv,=4.0V,设线框中的电流大小为,I,0,，根据闭合电路欧姆定律,I,0=,=2.5A,设金属框,A,受到的磁场力的大小为,F,0,，根据安培力公式,F,0=2,BI,0,L,=1.0N,方向向右,解析,解析：（1）t=0时刻，线框相对磁场的速度为v0=10m/,13,（,2,）金属框,A,达到最大速度,v,m,时相对磁场的速度为（,v,0-,v,m,），设此时线圈中的感应电动势为,E,1,，则,E,1=2,BL,(,v,0,-v,m),设此时金属框中的电流为,I,1,，根据欧姆定律,I,1=,实验车达到最大速度时受力平衡，,f,1=2,BI,1,L,整理得：,f,1=,解得：,v,m=8.0 m/s,（2）金属框A达到最大速度vm 时相对磁场的速度为（v0-,14,(3),设,A,与,P,挂接后再次达到匀速运动时的速度为,v,2,，同理可得,f,2=,解得,v,2=5.0 m/s,设撤去磁场后,A,和,P,还能滑行的距离为,s,，根据动能定理解得,解得,s,=100 m,(3)设A与P挂接后再次达到匀速运动时的速度为v2，同理可,15,