新人教版高中物理《電磁感應(yīng)》課件CONTENTS電磁感應(yīng)現(xiàn)象與法拉第電磁感應(yīng)定律互感和自感電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象習(xí)題課：電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題解析電磁感應(yīng)現(xiàn)象與法拉第電磁感應(yīng)定律01當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。英國(guó)物理學(xué)家邁克爾·法拉第（MichaelFaraday）于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的工作原理都基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象定義電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)者電磁感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象123導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的大小與穿過(guò)回路的磁通量Φ的變化率成正比，即e=-dΦ/dt。法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容揭示了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率之間的定量關(guān)系。法拉第電磁感應(yīng)定律物理意義用于計(jì)算發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律內(nèi)容01感應(yīng)電流的方向總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。右手定則內(nèi)容02伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。楞次定律與右手定則應(yīng)用03用于判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的方向。楞次定律與右手定則互感和自感02兩個(gè)相互靠近的線圈，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。兩個(gè)線圈相互靠近，且至少有一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化。變壓器、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)發(fā)電機(jī)等。互感現(xiàn)象定義互感現(xiàn)象的產(chǎn)生條件互感現(xiàn)象的應(yīng)用互感現(xiàn)象自感現(xiàn)象的產(chǎn)生條件線圈中的電流發(fā)生變化。自感現(xiàn)象的應(yīng)用日光燈、自感式傳感器等。自感現(xiàn)象定義當(dāng)一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在它本身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。自感現(xiàn)象表示線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)大小的物理量，用L表示，單位是亨利（H）。自感系數(shù)定義自感系數(shù)的決定因素自感電動(dòng)勢(shì)的定義自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式線圈的匝數(shù)、線圈的橫截面積、線圈中有無(wú)鐵芯等。由自感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小與線圈中電流的變化率成正比，方向總是阻礙電流的變化。e=-L(ΔI/Δt)，其中e為自感電動(dòng)勢(shì)，L為自感系數(shù)，ΔI/Δt為電流的變化率。自感系數(shù)與自感電動(dòng)勢(shì)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒03電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)自由電子定向移動(dòng)形成電流，實(shí)現(xiàn)磁能向電能的轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能量形式在電磁感應(yīng)過(guò)程中，主要涉及磁能、電能以及熱能等形式的能量。其中，磁能轉(zhuǎn)化為電能是主要過(guò)程，而電能向熱能的轉(zhuǎn)化則是由于導(dǎo)體電阻的存在而產(chǎn)生的。能量轉(zhuǎn)化關(guān)系能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。在電磁感應(yīng)過(guò)程中，雖然磁能轉(zhuǎn)化為電能，但總的能量保持不變。同時(shí)，由于電阻的存在，部分電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能散失掉，但總的能量仍然守恒。能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用電磁感應(yīng)中的能量守恒能量守恒定律的表述

提高能量利用率的途徑減小導(dǎo)體電阻通過(guò)采用電阻率更小的材料或增大導(dǎo)體的橫截面積等方式來(lái)減小導(dǎo)體的電阻，從而減少電能在傳輸過(guò)程中的損失，提高能量的利用率。優(yōu)化磁場(chǎng)設(shè)計(jì)通過(guò)優(yōu)化磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)，使得磁場(chǎng)變化更加均勻、連續(xù)，從而提高感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高能量的利用率。采用超導(dǎo)技術(shù)利用超導(dǎo)材料在低溫下電阻為零的特性，可以避免電能在傳輸過(guò)程中的損失，從而大大提高能量的利用率。電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用04電磁感應(yīng)原理動(dòng)圈式話筒利用電磁感應(yīng)原理，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。當(dāng)聲波作用在話筒的振膜上時(shí)，振膜帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中振動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的轉(zhuǎn)換。線圈與磁場(chǎng)動(dòng)圈式話筒中的線圈通常采用細(xì)導(dǎo)線繞制而成，放置在磁場(chǎng)中。當(dāng)線圈受到聲波的作用而振動(dòng)時(shí)，線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而在導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。信號(hào)輸出與處理產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理電路后，輸出為與聲音信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。這個(gè)電信號(hào)可以被音響設(shè)備接收并還原為聲音。動(dòng)圈式話筒工作原理磁頭與磁帶磁帶錄音機(jī)利用磁頭將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁信號(hào)并記錄在磁帶上。放音時(shí)，磁頭再次將磁帶上的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大處理后還原為聲音。偏磁與消磁在錄音過(guò)程中，磁頭首先對(duì)磁帶進(jìn)行偏磁處理，使其具有一定的剩磁。然后，根據(jù)聲音信號(hào)的變化，磁頭對(duì)磁帶進(jìn)行不同程度的磁化，形成與聲音信號(hào)對(duì)應(yīng)的剩磁分布。放音時(shí)，磁頭讀取磁帶上的剩磁分布并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)處理與放大錄音和放音過(guò)程中都需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和放大。錄音時(shí)，聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理電路后轉(zhuǎn)換為適合記錄在磁帶上的電信號(hào)；放音時(shí)，從磁帶讀取的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理電路后還原為聲音。磁帶錄音機(jī)工作原理010203電磁感應(yīng)加熱原理電磁爐利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行加熱。當(dāng)變化的電流通過(guò)線圈時(shí)，線圈就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線通過(guò)金屬器皿（導(dǎo)磁又導(dǎo)電材料）底部金屬體內(nèi)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的小渦流（感應(yīng)電流），使器皿本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱器皿內(nèi)的東西。高頻電流與線圈電磁爐中的高頻電流通過(guò)線圈產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)。這個(gè)高頻磁場(chǎng)在金屬鍋底產(chǎn)生渦流，使鍋底迅速發(fā)熱并加熱食物?？刂婆c保護(hù)電路電磁爐還配備了控制和保護(hù)電路，以確保其正常工作并防止意外發(fā)生。例如，當(dāng)鍋具離開(kāi)電磁爐表面時(shí)，電磁爐會(huì)自動(dòng)關(guān)閉以防止空載運(yùn)行造成的損壞。電磁爐工作原理實(shí)驗(yàn)：研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象05實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)觀察和測(cè)量電磁感應(yīng)現(xiàn)象，驗(yàn)證法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，理解電磁感應(yīng)的基本原理和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向遵循楞次定律，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。同時(shí)，感應(yīng)電流的大小與磁通量的變化率成正比，即遵循法拉第電磁感應(yīng)定律。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮韺?shí)驗(yàn)器材和步驟實(shí)驗(yàn)器材：電磁鐵、線圈、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等。實(shí)驗(yàn)步驟1.按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材，檢查無(wú)誤后接通電源。3.迅速改變滑動(dòng)變阻器的阻值，使磁場(chǎng)發(fā)生變化，觀察電流表和電壓表的讀數(shù)變化，并記錄數(shù)據(jù)。4.重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，改變線圈的匝數(shù)、電磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度等參數(shù)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電磁鐵產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)，并觀察電流表和電壓表的讀數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制感應(yīng)電流與磁通量變化率的圖像，驗(yàn)證法拉第電磁感應(yīng)定律。同時(shí)，分析感應(yīng)電流方向與磁通量變化的關(guān)系，驗(yàn)證楞次定律。數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)中可能存在誤差來(lái)源包括儀器誤差、操作誤差等。為了減小誤差，可以采用高精度的測(cè)量?jī)x器、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作等方法。同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次測(cè)量求平均值，以減小隨機(jī)誤差的影響。誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析習(xí)題課：電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題解析06例題2電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。分析電磁感應(yīng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況，運(yùn)用能量守恒定律求解相關(guān)物理量。例題1導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。通過(guò)分析導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和安培力公式，求解導(dǎo)體棒的速度、加速度等物理量。例題3自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象的分析。通過(guò)電路分析和電磁感應(yīng)原理，解釋自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，并求解相關(guān)電學(xué)量。典型例題分析分析導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，并求解相關(guān)物理量。討論電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，并運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行求解。分析