课件19张PPT。电磁感应与电磁场 该章踏着先驱的足迹探询了电磁规律.首先探询了电磁感应现象的发现，学习了产生感应电流的条件、认识了感应电动势、探究了法拉第电磁感应定律的建立；接着研究了电磁感应现象的应用，学习了变压器，探究了汽车防抱死制动系统的原理；最后学习了麦克斯韦电磁场理论.?
学习该章知识要学习先驱们不畏艰险、勇于探索的科学精神；要遵循先驱的足迹实验、探究、尝试发现科学规律的乐趣；要走向社会，勇于实践，研究电磁感应现象及规律、电磁场理论在社会生活中的应用.? 第一节 电磁感应现象的发现 在我国磁悬浮列车每小时运行450千米.上海磁悬浮列车于2002年12月首次试运行，中国国务院
总理朱镕基和德国总理施罗德乘坐磁悬浮
列车，体会了7分钟31千米的全程运行.如
右图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆
柱形磁铁，B是用高温超导体材料制成
的超导圆环，将超导圆环水平放在磁铁
A的上方，它就能在磁力的作用下悬浮在
磁铁的上方.?
(1 )试分析说明产生磁悬浮现象的原因；?
（2）试分析这种列车能达到这样高速的原因.?情景切入解答：(1)线圈B下降，磁通量发生变化，B中产生感应电流，由于B为超导线圈，电阻极小，故电流极大且几乎不会减小，它受到向上的安培力与重力平衡而处于悬浮状态．
(2)由于悬浮而受阻力极小． 1.1820年丹麦物理学家奥斯特发现通电导线周围存在磁场，我们今天称之为______.英国物理学家法拉第在1831年发现磁场可以产生感应电流，这就是______.?
2.磁场产生电流的条件是_________________.?
3.如果要使一个闭合电路中出现电流，电路中必须有一个______.描述电源把其他形式的能量转换成电能的本领的物理量，称为______，电动势的符号是______，它的单位与电压单位相同，是______，符号是______.例如一节普通的1号干电池的电动势是______，普通铅蓄电池的电动势是______.?
4.探究试验：根据检流计的指针是否偏转、偏转方向可以判定感应电流的有无和方向；利用发光二极管的单向导电自主学习性把两只发光二极管按下图所示并联后接入实验电路，若两只二极管均不发光，则电路中______；若某一只二极管发光，则感应电流是从二极管的______流向______.?1．电生磁 磁能生电
2．穿过闭合电路的磁通量发生变化
3．电源 电动势 E 伏 V 1.5伏 2伏
4．无感应电流 正极 负极 1.对磁通量概念的理解?
磁通量公式Φ=BS中，B是匀强磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的面积，磁感应强度越强，穿过某一面积磁感线的条数越多，磁通量就越大，反之就越小，判断磁通量的变化，一般是根据穿过某一面积的磁感线的多少去判断的.?
2.引起磁通量变化的原因?
（1）闭合回路的面积S的变化引起磁通量的变化，如下图所示是通过导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变穿过回路的磁通量.?重点突破 （2）磁感应强度的变化引起磁通量的变化，如下图甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图乙通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量.?
典例剖析感应电动势与感应电流 产生感应电动势与产生感应电流的条件是否相同？?
【解析】 产生感应电动势的条件是：电路中的磁通量发生变化(不论电路是否闭合)，而产生感应电流的条件是：闭合电路中的磁通量发生变化.? 穿过闭合电路的磁通量很大，是否一定发生电磁感应现象??【解析】 不一定.产生电磁感应现象的条件，归根结底是穿过闭合电路的磁通量发生变化，关键在“变化”两字上，例如穿过闭合电路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小等等.可以说有无感应电流的产生与闭合电路中的磁通量大小无关.? 套在条形磁铁上有一根由金属丝绕制成的闭合环，如右图所示，当闭合环收缩导致它周围的面积减小时：?
(1)穿过它的磁通量是否有变化?如有变化，怎样变?
(2)闭合环中是否存在感应电流，为什么??【解析】 条形磁铁内部的磁感线方向由S极到N极，外部从N极到S极；条形磁铁外部向下穿过闭合环的磁通量抵消了一部分内部向上穿过的磁通量，当环收缩时被抵消的部分减少，所以穿过闭合环的磁通量增加，由于穿过环的磁通量有变化，所以在环中产生感应电流.? 如下图所示，闭合的铁芯上有两组线圈，右侧的线圈两端连接一电阻R，左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨M、N，导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，其上放一金属棒ab，当ab在外力F作用下由静止开始向左加速运动的过程中，电阻R上是否有感应电流通过??【解析】 ab棒由静止开始向左加速运动的过程中，ab与左侧线圈组成的回路中磁通量增加，左侧的回路中产生了感应电流，由于ab棒向左加速运动，所以这一感应电流不断增加，在铁芯中产生的磁通量也不断地增加，铁芯中不断增加的磁通量通过右侧闭合的线圈，导致右侧线圈中产生感应电流，因此电阻R上有感应电流通过.?自我检测C A ACD 祝您学业有成课件21张PPT。第三节 电磁感应现象的应用 大家都知道电视机内有一个高压线包，你知道它的作用和构造吗？? 解答：它的作用就是产生高压，供显像管正常工作．它的构造就是一个升压变压器．情景切入一、变压器
1.把交流电的______升高或降低的装置称为变压器，即用来改变交变电流的电压.?
2.变压器的工作原理:_________.如下图所示,与电源相连的线圈,接收交流电能,称为______;与负载相连的线圈,送出交流电能,称为______.?自主学习3.变压器的构造:______和绕在铁芯上的______,与电源连接的称为______,与负载连接的称为______.从构造上分为______和______两大类.?2.ABS的原理就在汽车制动过程中，当车轮滑移率超过稳定界限时，ABS将自动减小______，以减小车轮制动器制动力，从而减小车轮滑移率；而当车轮滑移率低于稳定界限时，又自动增加______，以增大车轮制动力，从而增大车轮滑移率，以提高汽车的制动效能和制动时的?______?.?三、交流发电机
1.线圈在磁场中匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间______，因此在线圈中产生了______和______随时间周期性变化的交流电.?
2.交流发电机主要由______和______组成.在实际发电机中采用______、______的方式.为了使发电机发出很强大的电流，大型发电机常用______代替永久磁铁作转子，功率可达几十万千瓦，甚至上百万千瓦.?一、1.电压 2.电磁感应
3．铁芯 线圈 原线圈 副线圈 芯式 壳式
4．电压U1 输出电压U2 ＝
二、1.抱死 滚动 滑动 2.滚动 滚动 滚动
三、1.变化 方向 大小
2．转子 定子 线圈 磁极 电磁铁 1.变压器是把交流电的电压升高或者降低的装置.可分为升压变压器和降压变压器.?
2.变压器的构造：原线圈、副线圈和闭合铁芯.?
3.理想变压器的工作原理：?
利用电磁感应来改变交流电压.?
如下图所示，原线圈n?1接交变电流，由于电流的变化在闭合铁芯中产生变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律，从而在副线圈n?2中产生感应电动势，输出不同于原线圈的电压.重点突破4.理想变压器原、副线圈基本量的关系：
图表见教材 5.防抱死制动系统（ABS）的组成?
?ABS系统由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀三部分组成.轮速传感器采集车轮转速信号；电子控制模块把这个信号转换为反映车轮转动情况的信号，并据此向电磁阀发出指令；电磁阀根据指令调节制动器产生合理的制动力.?
6.ABS系统的工作原理?
轮速传感器是利用电磁感应现象测量车轮转速的.如下图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，它的右侧有一个绕着线圈的磁铁.一个轮齿在接近和离开磁铁时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中出现感应电流.随着各个轮齿的运动，磁通量的变化使线圈中产生相应的感应电流.这个电流由电流检测器D检测，送到电子控制模块中转换为车轮转速的大小和变化有关的信息，用以控制电磁阀，为制动器提供足够大却又不致把车轮抱死的制动力，有效避免了前轮丧失转向功能和后轮侧滑的现象.?典例剖析变压器输出输入电压的计算 如下图所示，理想变压器的原线圈与灯泡A串联后，加上交变电压U1，副线圈两端电压为U2，接有B和C两个灯泡.若A、B、C是三个相同的灯泡，且均正常发光，则U1∶U2为（ ）?
?
?A.?4∶1 B.?2∶1 ?C.?3∶1 ?D.?1∶1?
【答案】C?? 在电能输送过程中，若输送电功率一定，则在输电线上损耗的电功率（ ）?
?A.?随着输电线电阻增大而增大?
?B.?和输送电压的平方成反比?
?C.?和输电线上的电压降的平方成正比?
?D.?和输电线上的电流的平方成正比? 高压送电的有关计算 发电机的两端电压为220 V?，输出电功率为44 kW?，输电线电阻为0.2Ω?，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站用匝数比为1∶10的变压器将电压升高，经过同样的输电线后再用匝数比为10∶1的变压器降压供给用户，用户得到的电压和电功率各是多少？?【解析】无论是从发电机直接供电，还是通过变压器给用户供电，发电机输出的总功率总等于输电线上损失的功率和用户得到的功率之和.?
从发电机直接给用户供电时，电路中的电流为?
I=P总/U=44×103/220 A?=220 A??
输电线上损失的电压和电功率为?
U损=IR线=200×0.2 V?=40 V??
P损=I2R线=2002×0.2 W?=8×103 W??
所以用户得到的电压和电功率为?
U用=U-U损=220 V?-40 V?=180 V??
P用=P总-P损=44×103 W?-8×103 W=36 kW??
理想升压变压器次级电压为?
U升=kU=10×220 V?=2200 V??
输电线的电流?I线=P总/U升=44×103/2200 A?=20 A??
输电线上损失的电压和功率为?
U损=I线R线=20×0.2 V?=4 V??
P损=I线2R线=202×0.2 W?=80 W?=0.08 kW??
降压变压器初级电压?
U1=U升-U损=（2200-4） V?=2196 V??
降压变压器次级电压?
U2=kU1=2196/10 V?=219.6 V??
所以用户得到的电压和电功率分别为?
U用=U2=219.6 V??
P用=P总-P损=44 kW?-0.08 kW?=43.92 kW?.?【答案】180 V 36 kW 219.6 V 43.92 kW?? 输电导线的电阻为R，输送电功率为P，现分别用U?1和U?2两种电压来输电，则两次输电线上损失的电功率之比为（ ）?
?A.?U1∶U2
?B.?U21∶U22?
?C.?U22∶U21
?D.?U2∶U1?
【答案】C??自我检测1．变压器的主要部件是________和套在铁芯上的________．
2．对理想变压器可作出的判断是( )
A．高压线圈匝数多、电流大、导线粗
B．低压线圈匝数少、电流小、导线细
C．高压线圈匝数多、电流大、导线细
D．低压线圈匝数少、电流大、导线粗
3．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是( )
A．电流的频率 B．线圈两端电压
C．线圈中的电流 D．电功率一个铁芯 两个绕组 D BC 祝您学业有成课件14张PPT。第二节 电磁感应定律的建立? 据联合国估计，目前全球60多个国家的土地上埋设了一亿多枚地雷，导致平均每15分钟就有一个人被炸死或炸伤，因此，对地雷探测工具有着迫切的需求.请安排一次“探雷”活动：在一块较大的硬纸板下面放置一根条形磁铁充当“地雷”.你能借助几匝铜线圈与一个灵敏电流表组装成探雷器，确定地雷的位置吗?如何使它更灵敏呢? ?情景切入解答：能，用几匝铜线圈与一个灵敏电流表串联成闭合回路，当闭合回路线圈探测到条形磁铁所在的位置时，穿过闭合回路线圈的磁通量增加，闭合回路中产生感应电流，灵敏电流计示数变化．所以，灵敏电流计示数变化的位置即为地雷所在的位置．为了增加它的灵敏度可多绕几匝线圈．一、探究感应电动势大小与磁通量变化的关系?
1.在实验与探究中提出的问题是：_____________.?
2.在实验与探究中提出的猜想或假设是：_____________.?
3.设计实验的思路是：____________________________
_____________.?
4.从实验数据中可以看出：_____________.?
5.实验结论：_____________.?
二、法拉第电磁感应定律?
电路中感应电动势的大小，跟______________________.?
这就是法拉第电磁感应定律. ?自主学习一、1.感应电动势是否与磁通量的变化有关系呢？
2．感应电动势大小与磁通量ΔΦ有关，与完成磁通量变化所用时间Δt有关
3．运用科学实验的变量控制法
4．相同时间内，ΔΦ变化越大，感应电动势越大；ΔΦ一定，Δt越短，感应电动势越大
5．感应电动势大小与ΔΦ 成正比，与Δt成反比
二、穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 1.磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率的区?
磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率意义是不同的，具体分析如下：?
(1)磁通量Φ：磁感应强度与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，与穿过该面积磁感线的条数有关.?
(2)磁通量的变化量为?ΔΦ=Φ2-Φ1，磁通量很大，磁通量的变化量不一定大，磁通量很小，磁通量的变化量也不一定小.?
(3)磁通量的变化率ΔΦ/Δt反映磁通量变化的快慢，它既不表示磁通量的大小，也不表示磁通量变化的多少，它们的区别类似于力学中的v、?Δv和a=?Δv/Δt的区别. 重点突破典例剖析正确区分?ΔΦ、ΔΦ/Δt及Φ的关系 当螺旋管中的磁通量变化所用时间相同时，磁通量变化越大，即ΔΦ与Δt的比值大，当螺旋管中的磁通量变化量相同时，磁通量化的时间越短，仍是ΔΦ与Δt的比值大，所以感应电动势大小是与?ΔΦ与Δt的比值有关.而ΔΦ大，比值不一定大，Δt小，比值也不一定小，要区分ΔΦ、Δt、Δ?Φ/Δt的关系.? 关于电磁感应的下列说法中，正确的是（ ）
?A?.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大?
?B?.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零?
?C?.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大?
?D?.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动
势越大?【解析】 ΔΦ/Δt越大，表示磁通量变化越快，感应电动势越大.?
?? 【答案】?D 如右图所示，桌面上放着一个单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁铁，此时线圈内的磁通量为0.04 Wb，线圈在桌面上时，线圈内的磁通量为0.12 Wb?.分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势.?
(1)把条形磁铁从图中位置在0.5 s内放到线圈内的桌面上；?
(2)换用10匝的矩形线圈，线圈面积和原单
匝线圈相同，把条形磁铁从图中位置在0.1 s内
放到线圈内的桌面上.?【解析】 （1）E=ΔΦ/Δt1=Φ2--Φ1/Δt1=0.16 V?.?
(2)E=nΔΦ/Δt2=n(Φ2 -Φ1)/?Δt1=8 V?.? 如右图所示，ab怎样运动才有通过
R的电流（ ）??
?A?.向左运动
?B?.向右运动?
?C?.离开导轨竖直向上运动
?D?.无法判断?【解析】 ab向左或向右运动，穿过ab与R围成的电路磁通量均变化，均产生感应电动势和电流.离开导轨竖直向上运动，磁通量不变.电路也不闭合，不产生电流.正确选项为?AB?.?
【答案】?AB??自我检测2．电路中的感应电动势的大小，是由穿过这一电路的______决定的( )
A．磁通量
B．磁通量的变化量
C．磁通量的变化率
D．单位时间内的磁通量的变化量
3．闭合矩形线圈不动，磁体在线圈中转动，如果磁体转动的速度不同，线圈中的感应电动势大小( )
A．相同 B．不相同
C．不能确定 D．与转动方向有关
4．两个匝数不相同的线圈绕在同一个圆筒上，它们的匝数n1>n2.当一个条形磁体穿过圆筒时，哪个线圈产生的感应电动势大些( )
A．匝数为n1的大 B．匝数为n2的大
C．一样大 D．无法确定CD B A 祝您学业有成课件17张PPT。第四节 麦克斯韦电磁场理论? 炎热的夏季，街头树阴下乘凉的人们都悠闲地听着自己喜欢的电台节目，成为现代人们休闲的一道风景.这些天人传话一样的声音是怎么来到人们跟前的?那么多人听不同的人说话，怎么都不互相干扰??情景切入要实现无线广播，首先要将声音信息或图像信息转变为电信号．由声音信息转变成的电信号称为音频信号，其频率范围为16～20千赫．由图像信息转变成的电信号称视频信号，其频率范围从几赫到几兆赫．其次，要用音频信号或视频信号去调制作为载体的载波信号，才能将调制后的信号反馈至发射天线，形成无线电波辐射出去．载波的频率必须数倍于音频或视频，称之为射频．在同一地区内，各台或各套节目都有指定的载波频率(例如中央人民广播电台第1套节目中波段为693千赫)，接收者根据载波频率的不同来选择所需要的节目．一、变化的磁场产生电场
1.在法拉第电磁试验中，变化的磁场在闭合电路周围产生一个______，这个______推动闭合电路导体中的______做定向移动，形成了电流.?
2.麦克斯韦认为，在______周围产生电
场是一种普遍现象，跟______是否存在无关.______只是用来显示电流存在的.?
二、变化的电场产生磁场?
1.麦克斯韦推断，不仅电流能够产生磁场，变化的______也能够产生______.这就是麦克斯韦电磁场理论的基本观点.?
2.变化______，变化的______，变化的电场和变化的磁场自主学习相互联系，形成一个不可分割的统一体______.?
3.变化的电场和______由近及远地向周围空间传播出去，就形成了电磁波.电磁波的传播速度与______相同.?
4.1888年，德国物理学家______用“赫兹振子”试验，直接验证了电磁波的存在.电磁波与光一样，具有________________等波动现象.?
三、电磁场是一种物质〖HT〗?
1.电磁场可以使____移动，也就是可以对外做功，所以，电磁场具有______.______是物质存在的基本形态之一.?
2.光压是__________________-，由俄国物理
学家______观测到.?一、1.电场 电场 电荷 2.变化的磁场 闭合电路 电路的闭合
二、1.电场 磁场 2.电场产生磁场 磁场产生电场 电磁场 3.磁场 光速 4.赫兹 反射、折射、衍射和干涉
三、1.电荷 能量 电磁场 2.光对被照射物的压力 列别捷夫1.对麦克斯韦电磁场理论的理解.
(1)变化的磁场在空间产生的电场，与自由电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的，它的存在与空间有无导体、有无闭合电路无关.?
(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场.“均匀变化”指的是在相等的时间内磁感应强度的变化量相同，即磁感应强度对时间的变化率恒?
(3)产生电磁波的电磁场，必须是振荡的电磁场，“振荡的”是指周期性变化并且变化是不均匀的.?
2.电磁波的特点有哪些?
(1)电磁波是横波，在传播方向上任一点E和B随时间按正弦规律变化，E和B彼此垂直且与电磁波的传播重点突破方向垂直.?
(2)电磁波的传播速度v=λf，在真空中的传播速度等于光速.?
(3)电磁场贮存电磁能.电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.?
(4)麦克斯韦预言了电磁波，赫兹证实了电磁波的存在，测出了波长和频率，证实了真空中传播速度等于光速，验证了电磁波能产生反射、折射、衍射和干涉等现象.?典例剖析电磁场理论 静电场不产生磁场，静磁场也不产生电场，变化的电场和变化的磁场互相联系形成不可分割的统一体——电磁场.周期性变化的电场(或磁场)产生周期性变化的磁场(或电场).
? 下列关于电磁场理论的说法，正确的有( )?
?A.?变化的电场会产生磁场?
?B.?变化的磁场会产生电场?
?C.?周期性变化的电场产生周期性变化的磁场?
?D.?周期性变化的磁场产生周期性变化的电场?【解析】本题是有关电磁场理论的概念题，要解决本题，关键在于理解电磁场理论的内容.尤其是“变化”两字.电磁场理论的内容：变化的电场(磁场)产生磁场(电场)，所以以上四个选项均对.?
【答案】ABCD??1.在空间某处存在一个变化的磁场，则正确的是（ ）
?A.?在变化的磁场周围一定能产生变化的电场?
?B.?在磁场中放一个闭合线圈，线圈里一定有感应电流?
?C?.在磁场中放一个闭合线圈，线圈里不一定有感应电流?
?D?.变化的磁场周围产生电场，跟闭合线圈的存在与否无关?2.关于电磁场的产生，下列说法正确的是（ ）?
?A?.静止的电荷周围一定有磁场?
?B?.运动的电荷周围一定有磁场?
?C?.电容器充放电时，导体中的电流能产生磁场?
?D?.电荷在导体中震动会产生电场和磁场? 电磁场与电磁波 麦克斯韦认为如果在空间某处产生了变化的电场，就会在空间产生变化的磁场；而这变化的电场和磁场又在较远的地方引起新的变化的电场和磁场.这个过程反复进行，使变化的电场和磁场由近及远地向周围空间传播出去，形成电磁波.? 下列关于电磁波的说法中正确的是( )?
A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波?
B.电磁波的传播需要介质?
C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在?
D.?电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向
外传递的?【解析】〖要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在〖JP3〗真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，所以D正确.?
【答案】CD??【点评】通过本题认识电磁波的物质性.电磁波是一种由电磁场构成的特殊物质，在理解麦氏电磁场理论时，要注意静止的电场或静止的磁场是不能产生电磁波的.?自我检测1．下列哪些说法是正确的( )
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在
B．麦克斯韦预言了光是一种电磁波
C．麦克斯韦预言了电磁波有动量
D．赫兹实验证实了电磁波的存在
2．关于电磁场的下列说法中正确的是( )
A．任何变化的电场都会在周围空间产生变化的磁场
B．任何变化的磁场都会在周围空间产生变化的电场
C．只有非均匀变化的磁场，才能产生变化的电场
D．只有非均匀变化的电场，才能产生变化的磁场
3．关于电磁场的理论，下列哪些说法是正确的( )
A．变化的电场周围产生的电场一定是变化的
B．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
C．变化的电场周围产生的磁场一定是稳定的
D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的ABCD CD D 祝您学业有成
