物理從電到磁的知識(shí)稿

物理從電到磁的知識(shí)稿第一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、偉大的預(yù)言

裝置如圖所示，當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。

——法拉第發(fā)現(xiàn)的(電磁感應(yīng)現(xiàn)象：磁生電)第二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流說(shuō)明了什么？麥克斯韋認(rèn)為：變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng)，正是這種電場(chǎng)(渦旋感生電場(chǎng))在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng)，引起了感應(yīng)電流。（2）如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎？

有電場(chǎng)、無(wú)電流（3）想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎？

有

第三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（4）總結(jié)：麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在，線圈不存在時(shí)，變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān)。1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)第四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三指出：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的,與靜電場(chǎng)不同第五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

【類比】既然變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)，那么，變化的電場(chǎng)能不能夠在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)？

麥克斯韋相信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧，相信電場(chǎng)與磁場(chǎng)具有對(duì)稱之美。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考他大膽地提出假設(shè)：變化的電場(chǎng)也相當(dāng)于一種電流，也會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，即變化的電場(chǎng)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。第六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三例如：在給電容器充電的時(shí)候不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)(渦旋磁場(chǎng)，磁感線是閉合的，這一點(diǎn)與渦旋電場(chǎng)一樣)第七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三麥克斯韋的理論依據(jù)靜止的電荷靜電場(chǎng)電荷運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)變化產(chǎn)生磁場(chǎng)利用場(chǎng)的觀點(diǎn)來(lái)分析問(wèn)題形成電流2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)第八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三小結(jié)：麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)【理解】

①恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)。③周期性變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)。②均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)。第九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二．電磁場(chǎng)、電磁波麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，如果在空間某域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么，這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……?？梢?jiàn)，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。BBEEEE第十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三①電磁場(chǎng)由產(chǎn)生區(qū)域向周圍空間傳播就形成了電磁波②電磁波特性a、電磁波是橫波。在空間傳播時(shí)，在任一位置上（或任一時(shí)刻）E、B、v三矢量相互垂直。b、傳播不需要介質(zhì),可以在真空中傳播傳播速度等于光速。c、光是一種電磁波。傳播速度等于光速。d、電磁波具有波的特性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象。并且，電磁波與物質(zhì)相互作用時(shí)，能發(fā)生反射、吸收和折射等現(xiàn)象電磁波圖景的分析：

第十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三非均勻變化的磁場(chǎng)變化電場(chǎng)若是均勻變化穩(wěn)定磁場(chǎng)不再激發(fā)若非均勻變化變化磁場(chǎng)若是均勻變化穩(wěn)定電場(chǎng)若非均勻變化③電磁波形成示意圖：激發(fā)激發(fā)激發(fā)激發(fā)指出：電磁場(chǎng)是動(dòng)態(tài)的，并且電場(chǎng)和磁場(chǎng)不可分割，磁場(chǎng)線和電場(chǎng)線都是閉合的；靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)是單獨(dú)存在的，且電場(chǎng)線是非閉合曲線，靜止的電場(chǎng)和磁場(chǎng)不是電磁場(chǎng)第十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、赫茲的電火花1、試驗(yàn)裝置：a.連接感應(yīng)圈的兩個(gè)金屬球。b.導(dǎo)線環(huán)上的兩個(gè)金屬球。2、試驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩個(gè)小球間也跳過(guò)了火花。3、現(xiàn)象解釋：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，立刻產(chǎn)生了一個(gè)交變電磁場(chǎng)，形成電磁波在空間傳播，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線環(huán)時(shí)激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)中也產(chǎn)生了火花。第十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三4、意義：實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論5、赫茲的其他成果：赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、衍射、和偏振等現(xiàn)象赫茲證明了電磁波在真空中具有與光相同的速度c,證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁場(chǎng)理論其他實(shí)驗(yàn)：1、日光燈啟動(dòng)時(shí)正在放音的收音機(jī)里會(huì)發(fā)出“喀”“喀”的聲音2、電吹風(fēng)工作時(shí)會(huì)影響電視接收引號(hào)3、手機(jī)接收信號(hào)時(shí)會(huì)影響電視接收引號(hào)第十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

機(jī)械波電磁波

對(duì)象周期性變化的物理量傳播產(chǎn)生干涉衍射橫波縱波電磁波與機(jī)械波的比較力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)傳播無(wú)需介質(zhì)，在真空中都是光速；波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)系（同介中，頻率高波速?。┎ㄔ凑駝?dòng)產(chǎn)生周期性變化的電流可以發(fā)生可以發(fā)生可以是可以是可以發(fā)生可以發(fā)生是無(wú)第十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三再者：電磁波可以脫離波源而獨(dú)立存在。傳出去的電磁波可以繼續(xù)傳播，而機(jī)械波不可以；電磁波在傳播時(shí)也傳播了物質(zhì)、能量、信息及振動(dòng)形式第十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三歸納總結(jié)無(wú)論用什么辦法，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。第十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1、閉合回路2、磁通量發(fā)生變化

電路閉合和磁通量變化是根本！第十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)三電能由A螺線管轉(zhuǎn)移到B螺線管(變壓器原理)電磁感應(yīng)現(xiàn)象同樣遵循能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

其他形式能轉(zhuǎn)化為電能或電能的轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二消耗機(jī)械能---電能(發(fā)電機(jī)原理)第十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三【楞次定律中的因果關(guān)系】[楞次定律的第二種表述]

感應(yīng)電流的效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。

一般用于定性判明感應(yīng)電流所引起的機(jī)械效果。[楞次定律的第一種表述]感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況第二十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三[楞次定律的第二種表述]

感應(yīng)電流的效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。

一般用于定性判明感應(yīng)電流所引起的機(jī)械效果。常見(jiàn)的具體情況有四種：1、就磁通量而言，總是阻礙原磁通量的變化

（“增反減同”）2、就相對(duì)運(yùn)動(dòng)而言，總是阻礙所有導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

（“來(lái)斥去吸”）3、就閉合導(dǎo)體回路的面積而言，通過(guò)改變線圈面積來(lái)“反抗”

（“増縮減擴(kuò)”）4、阻礙原電流的變化（第六節(jié)將學(xué)習(xí)的自感現(xiàn)象）（“增反減同”）第二十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三我們知道：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能！而能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)完成的，楞次定律中的這種“阻礙”作用，就是在克服磁場(chǎng)力做負(fù)功實(shí)現(xiàn)能量之間的轉(zhuǎn)化。四、從能量的角度來(lái)理解楞次定律第二十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三導(dǎo)體切割磁感線的速度越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大改變電流的速度越快，指針的偏角越大，感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的越快，指針的偏角越大，感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論第二十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1、內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率△Φ/△t成正比．【法拉第電磁感應(yīng)定律】2、數(shù)學(xué)表達(dá)式若有n匝線圈，則相當(dāng)于有n個(gè)電源串聯(lián)，總電動(dòng)勢(shì)為：注意：公式中Δφ應(yīng)取絕對(duì)值，不涉及正負(fù)，感應(yīng)電流的方向另行判斷。第二十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度v勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ab×

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×××

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××Gabv回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為：ΔS=LvΔt產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：穿過(guò)回路的磁通量的變化為：ΔΦ=BΔS=BLvΔt（V是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度）第二十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三θvBV1=VsinθV2=Vcosθ若導(dǎo)體斜切磁感線（θ為v與B夾角）（若導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角）說(shuō)明：1、導(dǎo)線的長(zhǎng)度L應(yīng)為有效長(zhǎng)度2、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線平行時(shí)，E=03、速度V為平均值（瞬時(shí)值），E就為平均值（瞬時(shí)值）第二十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)削弱了電源的電流，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為反電動(dòng)勢(shì)。反電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，線圈要維持原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)就必須向電動(dòng)機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。2、如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)發(fā)生什么情況？這時(shí)應(yīng)采取什么措施？電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)就沒(méi)有了反電動(dòng)勢(shì)，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會(huì)很大，電動(dòng)機(jī)可能會(huì)燒毀。這時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，進(jìn)行檢查。四、反電動(dòng)勢(shì)第二十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三小結(jié)1.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體相當(dāng)于一個(gè)電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等效于電源電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻。2.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對(duì)用電器供電，由閉合電路歐姆定律求解各種問(wèn)題.4.解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題，必須按題意畫出等效電路，其余問(wèn)題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。第二十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三結(jié)論：在純電阻電路中，外力克服安培力做了多少功將有多少熱量產(chǎn)生。第二十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三兩種題型一、電磁感應(yīng)與直流電路相結(jié)合。尤其、注重閉合電路歐姆定律的應(yīng)用二、電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)相結(jié)合。尤其注重功能關(guān)系（能量守恒+動(dòng)能定理）和牛頓第二定律+運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用第三十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三導(dǎo)體切割磁感線動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)電鍵閉合，改變滑動(dòng)片的位置感生電動(dòng)勢(shì)AB相當(dāng)于電源線圈B相當(dāng)于電源磁場(chǎng)變化引起的電動(dòng)勢(shì)一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)（回路面積）變化引起的電動(dòng)勢(shì)第三十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)磁場(chǎng)不變，閉合電路的整體或局部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路中磁通量變化閉合回路的任何部分都不動(dòng)，空間磁場(chǎng)變化導(dǎo)致回路中磁通量變化原因由于S變化引起回路中變化由于B變化引起回路中變化非靜電力是洛侖茲力的分力，由洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)變化磁場(chǎng)在它周圍空間激發(fā)感生電場(chǎng)，非靜電力是感生電場(chǎng)力，由感生電場(chǎng)力對(duì)電荷做功而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)方向的來(lái)源非靜電力楞次定律楞次定律或右手定則課堂總結(jié)第三十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、定義：發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間或兩個(gè)互相靠近的電路之間的電磁感應(yīng)現(xiàn)象?！綨OTICE】互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間。一、互感現(xiàn)象【互感電動(dòng)勢(shì)】這種由互感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì)。第三十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三4、自感系數(shù)L（1）物理意義：阻描述線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)大小的物理量（2）決定因素線圈的橫截面積S大則大線圈的長(zhǎng)度L大則大線圈的匝數(shù)N有無(wú)鐵芯大則大有則大（3）單位：亨（利）第三十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三5、應(yīng)用和防止（1）應(yīng)用：日光燈【工作原理】開(kāi)關(guān)S閉合后，由于燈管中沒(méi)有電流通過(guò)，電源將220V電壓全部加在啟動(dòng)器的兩極間，使啟動(dòng)器內(nèi)氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U行動(dòng)觸片受熱膨脹，與靜觸片接觸而使電路接通。電路接通后氖氣停止放電，U行動(dòng)觸片呢冷卻收縮，使電路自動(dòng)斷開(kāi)，在這一瞬間通過(guò)鎮(zhèn)流器的電流急劇減小，此時(shí)，鎮(zhèn)流器由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與原電流方向同向的自感電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓加在一起，形成一個(gè)瞬時(shí)高壓，加在燈管兩端，使燈管中氣體開(kāi)始放電，使日光燈管成為電路的通路開(kāi)始發(fā)光。日光燈正常工作時(shí)，要求加在燈管兩端的電壓小于電源電壓（只需要110V左右）由于日光燈使用的是交變電流，電流大小、方向不斷變化，使鎮(zhèn)流器線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，總是阻礙交變電流的變化，這時(shí)鎮(zhèn)流器又起著鎮(zhèn)壓限流的作用！第三十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三轉(zhuǎn)11第三十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三轉(zhuǎn)11第三十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）防止：變壓器和電動(dòng)機(jī)變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備中有匝數(shù)很多的線圈，當(dāng)電路中的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，使得開(kāi)關(guān)中的金屬片之間產(chǎn)生電火花，燒蝕接觸點(diǎn)，甚至引起人身傷害。因此，電動(dòng)機(jī)等大功率用電器的開(kāi)關(guān)應(yīng)該裝在金屬盒內(nèi)。最好使用油浸開(kāi)關(guān)，即把開(kāi)關(guān)的接觸點(diǎn)浸在絕緣油中，避免出現(xiàn)電火花。第三十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三【導(dǎo)入新課】

前面我們學(xué)習(xí)了閉合導(dǎo)線中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，本節(jié)學(xué)習(xí)金屬塊狀導(dǎo)體中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象—渦流它是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。主要討論渦流的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)第四十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一.渦流(eddycurrent)1.定義：線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí),這個(gè)線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;當(dāng)塊狀金屬在變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的在金屬塊內(nèi)自成閉合回路的感應(yīng)電流，叫渦電流，簡(jiǎn)稱渦流。第四十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.渦流形成原因：由于線圈中交變電流產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)在空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，該感生電場(chǎng)為渦旋電場(chǎng)（麥克斯韋理論），一旦在此空間存在閉合導(dǎo)體，該電場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)力的作用，從而形成渦流。渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵守電磁感應(yīng)定律。由于整塊金屬的電阻通常很小，故渦流常常很大。第四十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三3.渦流的熱效應(yīng)：象其他導(dǎo)體一樣，金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量,如果金屬的電阻率小，則渦流很強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量也很多。4.應(yīng)用(1)利用a.真空冶煉爐第四十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三生活中的物理：電磁灶的工作原理電磁灶的臺(tái)面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈，當(dāng)通上交替變化極快的交流電時(shí)，在臺(tái)板與鐵鍋底之間產(chǎn)生強(qiáng)大的交變的磁場(chǎng)，磁感線穿過(guò)鍋體，使鍋底產(chǎn)生強(qiáng)渦流，當(dāng)渦流受材料電阻的阻礙時(shí)，就放出大量的熱量，將飯菜煮熟。第四十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少注意：1、電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快2、工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大第四十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三門框~交流電報(bào)警電路線圈c.安檢門第四十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三電動(dòng)機(jī)、變壓器的線圈都繞在鐵芯上，線圈中流過(guò)變化的電流,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱,浪費(fèi)了能量,還可能損壞電器。所以我們要想辦法減小渦流【減少渦流的途徑】a.增大鐵芯材料的電阻率,常用的材料是硅鋼。(2)防止第四十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三b.用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯。第四十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二.電磁阻尼1.當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)-----電磁阻尼V阻尼擺銅板實(shí)驗(yàn)演示渦流第四十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.討論:(1)為什么用鋁框做線圈骨架？第五十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三三.電磁驅(qū)動(dòng)1、如磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)----電磁驅(qū)動(dòng)。第五十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的。第五十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖ABDCKLEF線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上；導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接第五十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、交變電流的產(chǎn)生矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)第五十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、交變電流的產(chǎn)生為了能更方便地說(shuō)明問(wèn)題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來(lái)分析第五十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三B⊥S中性面二、交變電流的產(chǎn)生線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，Φ最大，但線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流改變方向Φ最大，E=0，I=0⊿Φ/⊿t=0第五十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、交變電流的產(chǎn)生B∥S線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，Φ最小，但線圈中的電動(dòng)勢(shì)最大Φ

=0，E最大，I最大⊿Φ/⊿t最大第五十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三B⊥SΦ最大E=0I=0中性面電流此刻改變方向B∥SΦ=0E最大I最大二、交變電流的產(chǎn)生第五十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置（1）線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，（2）電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改變兩次兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)線圈與磁感線平行時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，線圈中的電動(dòng)勢(shì)最大，電流不改變方向2、線圈平面與磁感線平行的位置第五十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、交變電流的變化規(guī)律

以線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線）..a(b)d(c)第六十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化（2）電流按正弦規(guī)律變化（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化電流通過(guò)R時(shí)：三、交變電流的變化規(guī)律

成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)設(shè)e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）．第六十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、交流電的圖像

et0Em-EmIt0Im-Im第六十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化（2）電流按正弦規(guī)律變化（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化電流通過(guò)R時(shí)：三、交變電流的變化規(guī)律

若轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從線圈平面和磁場(chǎng)平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)（自行證明）設(shè)e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）．第六十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、交流電的圖像

te0Em-EmtI0Im-Im第六十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1.建立交流電的瞬時(shí)方程必須首先確定Em、ω，同時(shí)注意起始位置（是從中性面開(kāi)始是正弦曲線，e=Emsinωt;從垂直中性面開(kāi)始是余弦曲線，e=Emcosωt）.2.轉(zhuǎn)速對(duì)交變電流的影響：由e=NBSωsinωt可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，角速度也增大，使得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨之增大，同時(shí)交變電流的變化也加快。小結(jié)第六十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三【NOTICE1】無(wú)論線圈從哪一個(gè)位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)時(shí)（不管圖象是正弦還是余弦），兩個(gè)特殊位置的規(guī)律特點(diǎn)是不變的?。〉诹?yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三【NOTICE2】交變電動(dòng)勢(shì)的最大值由決定，與線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置、線圈是不是完全閉合以及幾個(gè)邊切割都無(wú)關(guān)NSBNSBNSB三種情況中峰值相等！第六十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三【NOTICE3】1、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的求法：必須用法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)求，切不可用始末兩個(gè)時(shí)刻瞬時(shí)值求平均來(lái)計(jì)算2、計(jì)算交變電流在某段時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量也必須用平均值來(lái)求第六十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三(1)正弦交流電(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖(4)激光通信中的尖脈沖五、交變電流的種類第六十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三復(fù)習(xí)回顧(一)交變電流：大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流;簡(jiǎn)稱交流。其中按正弦規(guī)律變化的交流電叫正弦交流電。（二）正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。跟磁感線垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過(guò)線圈的磁通量最大，但線圈的磁通量變化率為零，線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),無(wú)感應(yīng)電流。1產(chǎn)生：2中性面：第七十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、規(guī)律：

函數(shù)表達(dá)式：從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)在純電阻電路中:電流:

電壓:電動(dòng)勢(shì):第七十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、描述交流電的物理量：1、最大值（峰值）：EmUmＩm

２、瞬時(shí)值：uie第七十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三３、周期和頻率：（1）周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間。（2）頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。T和f的物理意義：表征交流電變化的快慢。（3）關(guān)系：第七十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三４有效值：（1）定義：讓交流電和直流電通過(guò)相同電阻，如果它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間（一般都取交流電一個(gè)周期）內(nèi)產(chǎn)生相同熱量，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。直流電源的電動(dòng)勢(shì)E為交變電動(dòng)勢(shì)e的有效值，用E表示通過(guò)R的恒定電流I為交流電路中通過(guò)電阻R的交變電流i的有效值加在R兩端的直流電壓U為交流電路中加在R兩端的交流電壓u的有效值RR～在定義有效值時(shí)要注意：“三同”上一頁(yè)第七十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：第七十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三(3)說(shuō)明A、以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電；B、交流用電器銘牌上的額定電壓和額定電流指的是有效值；C、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值D、對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值E、在計(jì)算接入交流電路中的各用電器的電功、電熱、電功率時(shí)引入公式中的E、U、I都應(yīng)是有效值F、求通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量一定要用平均值第七十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三電感對(duì)交流電有阻礙作用一、感抗:1、物理意義：反映電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小2、影像感抗大小的因素：3、應(yīng)用:扼流圈高頻扼流圈低頻扼流圈構(gòu)造作用線圈繞在鐵心上,匝數(shù)多，感抗大線圈繞在鐵氧體上,匝數(shù)少，感抗小通直流、阻交流通低頻，阻高頻第七十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三請(qǐng)同學(xué)們分析一下，低頻扼流圈對(duì)高頻交流電是否有顯著的阻礙作用？高頻扼流圈對(duì)低頻交流電是否有顯著的阻礙作用？思考與討論1有無(wú)第七十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三電容器有“通交流，隔直流”的作用。二、容抗：1、物理意義：反映電容對(duì)交流的阻礙作用電容對(duì)交變電流的阻礙作用第七十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三電容器有“通交流，隔直流”的作用。二、容抗：1、物理意義：反映電容對(duì)交流的阻礙作用電容對(duì)交變電流的阻礙作用2、影像容抗大小的因素：3、應(yīng)用:第八十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、應(yīng)用【應(yīng)用1】隔直電容：隔直流，通交流第八十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三【應(yīng)用2】高頻旁路電容：通高頻，阻低頻第八十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三使用220V交流電源的電氣設(shè)備和電子儀器，金屬外殼和電源之間都有良好的絕緣，但是有時(shí)候用手觸摸外殼仍會(huì)感到“麻手”，用試電筆測(cè)試時(shí)，氖管發(fā)光，這是為什么？思考與討論3與電源相連的機(jī)芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個(gè)極板，電源中的交變電流能夠通過(guò)這個(gè)“電容器”。原因：第八十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三小結(jié)：通直流，阻交流電容對(duì)交變電流的作用：通交流，隔直流電感對(duì)交變電流的作用：低頻扼流圈（L大）高頻扼流圈（L小）隔直電容器（C大）高頻旁路電容器（C?。┩ǖ皖l，阻高頻通高頻，阻低頻第八十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、電感和電容的組合應(yīng)用（1）如果將電容C與負(fù)載并聯(lián)，然后與電感L串聯(lián)，能更好的起到濾掉電流中交流成分或高頻成分（2）如果將電感L與負(fù)載并聯(lián)，然后與電容C串聯(lián)，能更好的起到濾掉電流中直流成分或低頻成分負(fù)載輸入(1)負(fù)載輸入(2)第八十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、電阻、感抗和容抗的比較電阻感抗容抗產(chǎn)生原因在電路中的特點(diǎn)決定因素電能的轉(zhuǎn)化與做功定向移動(dòng)的自由電荷與靜止的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對(duì)在這個(gè)方向上定向移動(dòng)的電荷的反抗作用對(duì)直流和交流均有阻礙作用只對(duì)變化的電流（如交流）有阻礙作用不能通直流只能通變化的電流由導(dǎo)體本身決定，與溫度有關(guān)由自感線圈的自感系數(shù)和交流電的頻率決定由電容的大小和交流電的頻率決定電流通過(guò)電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場(chǎng)能反復(fù)轉(zhuǎn)化電能和電場(chǎng)能反復(fù)轉(zhuǎn)化第八十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三5.4變壓器——

一種能改變交流電壓的電器設(shè)備.第八十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、變壓器的構(gòu)造【示意圖】

U1U2

∽n1n2∽原線圈副線圈閉合鐵芯（1）閉合鐵芯（絕緣硅鋼片疊合而成）（2）原線圈(初級(jí)線圈):其匝數(shù)用n1表示（3）副線圈(次級(jí)線圈):其匝數(shù)用n2表示（4）輸入電壓：U1;輸出電壓：U2.閉合鐵芯原線圈副線圈【實(shí)物圖】視頻演示第八十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（5）.電路圖中符號(hào)n1n2問(wèn)題1：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？

變壓器原副線圈不相通問(wèn)題2：那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？鐵芯與線圈互相絕緣

U1U2

∽n1n2∽演示第八十九頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、變壓器的工作原理------互感現(xiàn)象

變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)）再到電能（U2、I2）的轉(zhuǎn)化原線圈副線圈鐵芯∽

U1U2n1n2∽【鐵芯的作用】聚攏磁感線，形成磁路的導(dǎo)引作用．在忽略漏磁的條件下,穿過(guò)原、副線圈的磁通量變化量總相等.即:△φ1=△φ2=△φ從能量角度看，變壓器不能產(chǎn)生電能，它只是通過(guò)交變磁場(chǎng)傳輸電能

第九十頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三理想變壓器忽略漏磁（磁損）忽略線圈導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的熱（銅損）忽略鐵芯因渦流產(chǎn)生的熱（鐵損）“理想化模型”第九十一頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)副線圈，E2相當(dāng)于電源電動(dòng)勢(shì)．忽略副線圈電阻，則副線圈兩端的電壓U2＝E2對(duì)原線圈，E1阻礙原電流的變化，與加在原線圈兩端的電壓U1作用相反．忽略原線圈電阻，則U1＝E1若n1>n2則U1>U2若n1<n2則U1<U2n1n2U1U2I1I2～三、理想變壓器的變壓規(guī)律理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比第九十二頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、理想變壓器的變流規(guī)律1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率即:U1I1=U2I2P出=P入2、理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器第九十三頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三電流關(guān)系是由功率關(guān)系得出的n1n2U2I2U1I1～n3I3U3此公式只適用于一個(gè)副線圈的變、壓器第九十四頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三五、有多個(gè)副線圈的理想變壓器的問(wèn)題一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器,原線圈匝數(shù)為n1,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3,相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3,相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3,根據(jù)變壓器的工作原理可得:n1n2U2I2U1I1～n3I3U3第九十五頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三六、幾種常用變壓器1.自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器問(wèn)題:有沒(méi)有只用一組線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓的變壓器?

自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈第九十六頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.互感器電流互感器電壓互感器

AV

使用時(shí)把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)

使用時(shí)把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)第九十七頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三七、變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系1.P2決定P1

U1由電源決定；I2由U2和負(fù)載決定:I2＝U2／R3.I2決定I1:

I1＝n2/n1·I2電源n2n1I2I2U2RU2U1U2P出P入I12.U1決定U2:U2＝n2/n1·U1第九十八頁(yè)，共一百零八頁(yè)，編輯于2023年，星期三變壓器問(wèn)題在應(yīng)用電壓、電流、電功率公式時(shí)，應(yīng)特別注意：U1=E1是在電源與理想變壓器的原線圈組成的回路中沒(méi)有接入別的用電器時(shí)所得出的結(jié)論。如果該回路中有電阻為R的用電器接入，則：U1-E1=I1R.式中I1R為消耗在接入回路中的用電器上的電勢(shì)降落，在這種情況下電源輸出的功