3.2电磁感应（课件）-高二《电工技术基础与技能》同步教学（武汉大学版）

 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 活动一 通电导线产生磁场方向  活动二 通电导线在磁场中受到的作用力  活动三 描述磁场的物理量  活动四 电磁感应 定律  任务二　电磁感应 活动一 通电导线产生的磁场方向 一、磁场和磁力线 　　通电导线能够吸引小磁针偏转，说明运动电荷周围存在一种特殊物质，称之为磁场。磁场有两个特征：①对磁铁、运动电荷和通电导体有作用力； 任务二　电磁感应 　　②具有能量，能对移动的通电导体做功。 　　将小磁针在空间各点N极所指的方向用平滑的曲线连接起来，可以得到一系列曲线，这些曲线称做磁感应线或磁感线。 任务二　电磁感应 二、磁场方向的判断 1.通电直导线周围的磁场方向 　　通电直导线周围的磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆，越靠近导线，磁场越强，磁感线越密。磁场方向用右手定则判断，如图3-17所示 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 2.通电线框框内的磁场方向 　　通电单匝线框在框内和框外都存在磁场，框内的磁场方向与框外的磁场方向相反。判断框内的磁场方向时用右手，如图3-18所示。 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 3.通电螺线管的磁场方向 　　判断螺线管的N极用右手，如图3-19所示，四指弯曲的方向为螺线管导线的电流方向，拇指所指的一端为螺线管的N极。 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 　　【例3-6】判断图3-20所示的各图中通电元件的磁场方向。 　　解：用右手判断各图的磁场方向，如图3-20所示。 任务二　电磁感应 活动二 通电导线在磁场中受到的作用力 　　通电导线在磁场中受到作用力的方向可用左手定则判断；伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且拇指和四指在同一平面内。让磁感线垂直从手心穿过，四指所指的方向为导线中的电流方向，拇指所指的方向为通电导线受到磁场作用力的方向，如图3-21所示。 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 　　如图3-22所示，当导线中的电流方向与磁场方向垂直时，导线受到的作用力的大小为 　　当通电导线中的电流方向与磁感线的夹角为θ时，导线受到作用力的大小为 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 　　【例3-7】导线中的电流方向如图3-23所示，两条导线是相互吸引还是相互排斥？ 任务二　电磁感应 　　解：导线Ⅰ中电流I1在导线Ⅱ位置处的磁场BⅠ，Ⅱ，方向用右手定则判断，垂直纸面向里；再用左手定则判断，导线Ⅱ受到磁场作用力FⅠ，Ⅱ的方向向上。导线Ⅱ中电流I1在导线Ⅰ位置处的磁场BⅡ，Ⅰ方向用右手定则判断，垂直纸面向外；再用左手则判断，导线Ⅰ受到磁场作用力FⅡ，Ⅰ的方向向下。两条导线所受磁场作用力使导线彼此靠近，所以两条导线相互吸引。 任务二　电磁感应 活动三 描述磁场的物理量 一、磁感应强度 　　在磁场中的某一点，垂直于磁场方向的通电直导线所受到的作用力F与通电导线的长度L和电流I乘积的比值，称做这一点的磁感应强度。 　　磁感应强度用符号B表示，则 任务二　电磁感应 二、磁通 　　把与平面垂直并离开平面的直线称做该平面的法线，如图3-25所示。 任务二　电磁感应 　　在匀强磁场中，垂直于磁场方向的平面的面积S与磁感应强度B的乘积，称做穿过这个平面的磁通。磁通用符号Φ表示，则 　　如果平面的法线与磁感线的夹角为θ时，穿过该平面的磁通为 任务二　电磁感应 【例3-9】两磁极之间的磁感应强度B=0.5T，线框abcd的面积S=0.2m2，位置如图3-26所示。求： （1） 线框在图示位置时，穿过线框abcd的磁通； （2） 当线框从图示位置开始顺时针 转过60°时，穿过线框abcd的磁通； （3） 当线框从图示位置开始顺时针转过90°时，穿过线框abcd的磁通； 任务二　电磁感应 （4） 当线框从图示位置开始顺时针转过270°时，穿过线框abcd的磁通。 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 活动四 电磁感应定律 一、电磁感应现象 　　如图3-27所示，当导线在磁场中切割磁感线或穿过线圈中的磁通发生变化时产生感应电动势；当感应电动势与电路连接而形成闭合回路时，电路中就有电流，这种现象称做电磁感应。由电磁感应形成的电流称做感应电流。 任务二　电磁感应 任务二　电磁感应 二、感应电动势的大小 　　感应电动势的大小与线圈的匝数成正比，与穿过线圈磁通的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。 　　感应电动势用符号e表示，线圈的匝数用符号N表示，穿过线圈磁通的变化率用符号ΔΦΔt表示，则感应电动势的大小为 任务二　电磁感应 　　通常约定以引起感应电动势的磁通Φ原的方向为参考方向，感应电动势e的方向与Φ原的方向遵循右手螺旋定则，如图3-28所示。 　　用拇指所指的方向表示引起感应电动势的磁通Φ原