电磁感应麦克斯韦电磁场理论

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1、第13章电磁感应麦克斯韦电磁场理论13.1电磁感应现象及其基本规律13.2动生电动势13.3感生电动势涡旋电场13.4自感和互感13.5磁场的能量13.6麦克斯韦的位移电流假设13.7麦克斯韦电磁场理论的方程组13.8电磁振荡电磁波13.9电磁波谱磁能否产生电？§13-1电磁感应现象及其基本规律奥斯特实验说明电能产生磁。一、电磁感应现象楞次定律1、电磁感应现象2）电磁感应现象通过一个闭合导体回路所包围的面积的磁通量发生变化时，回路中产生电流的现象.3）感应电流和感应电动势*感应电流：电磁感应现象中产生的电流。*感应电动势：产生感应电

2、流的电动势。线圈收缩S↓→Φ↓I感方向：顺时针B感I感2、楞次定律：判断感应电流方向的一种方法感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化（增加或减少）。例：在匀强磁场中，当线圈收缩时判断线圈上感应电流的方向楞次定律符合能量守恒和转换定律.二、法拉第电磁感应定律1、表述：感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。2、数学表达式表示感应电动势的方向3、说明：1)N匝线圈串联时感应电动势表达式2)感应电流3)感应电量与磁通量的变化率有关。与磁通量的变化量有关.磁链4、用负号判断感应电动势方向的主要步骤:1)任意选

3、定回路绕行方向2)确定磁通量变化量d的正负3)根据确定感应电动势的正负*0,感应电动势的方向与回路的绕行方向一致*0,感应电动势的方向与回路的绕行方向相反例:如图均匀磁场,当磁感应强度变大时.判断回路中感应电动势方向......................均匀磁场解:设回路的绕行方向如图电动势的方向与回路绕行方向相反。*求出任一时刻回路中某处的磁感应强度；*求出任一时刻通过回路面积的磁通量；；5、用法拉第电磁感应定律计算感应电动势(大小)的主要步骤*用法拉第电磁感应定律计算出感应电动势(大小)例、导线ab弯成如图形状,

4、半径R=0.10m,B=0.50T,n=360转/分.电路总电阻为1000.求:感应电动势和感应电流以及最大感应电动势和最大感应电流.解:设在t=0时，半圆平面的正法线方向与磁感应强度方向相同，则时刻t时，n与B之间的夹角θ=ωtLIS例：长直螺线管绕有N匝线圈，通有电流I且（C为常数且大于零），求感应电动势。B解：螺线管内通过一匝线圈所围面积磁通量(螺线管内是匀强磁场)LabI例、在通有电流为I=I0cosωt的长直载流导线旁，放置一矩形线圈，t=0时位置如图所示，线圈以速度v水平向右匀速运动，求任一时刻线圈中的感应电动势。解:

5、画出任一时刻图(略)xdxxo例、在垂直纸面向内磁场B=kxcost中，有一弯成角的金属框COD，OD与x轴重合，一导体棒沿x方向以速度v向右匀速运动。设t=0时导体棒位于x=0处，求任一时刻框内的感应电动势。vCODxBy解：xdxdsL注意：法拉第电磁感应定律表达式中的dΦm与磁通量定义式中的dΦm意义完全不同。P1571,11,12,13作业§13.2动生电动势1、磁场不变化，导体在磁场中运动。--动生电动势。一、产生感应电动势（磁通量变化）的三种情形回忆复习2、导体不动,导体所在处磁场变化。--感生电动势。3、导体运

6、动,导体所在处磁场也发生变化。1、电动势的定义式2、产生感应电动势的条件。磁通量变化二、动生电动势1定义:导体运动产生的感应电动势2、非静电场的场强3、动生电动势公式1)非静电力:洛仑兹力2)非静电场的场强4说明1)动生电动势只存在于运动的导体上，不动的导体只是提供电流运行的通路.2)导线切割磁感线时才产生动生电动势.的方向4)法拉第电磁感应定律适用所有感应电动势的计算，动生电动势公式仅适用于导体运动时的感应电动势的计算.3)动生电动势方向4.求导体元上的电动势5.求出整个运动导体上的电动势。三、应用动生电动势公式解题的步骤1.在运

7、动导体上任取一导体元dl.2.确定所取导体元处磁感应强度（大小和方向）和导体元的速度（大小和方向）；得到的大小和方向3.确定四、用法拉第电磁感应定律计算动生电动势注意：若回路不闭合,需增加辅助线使其闭合.例、如图，长为L的直导线在均匀磁场B以速度V垂直纸面向外平动,求动生电动势。LB解：分割导体元与的夹角：wB例：在均匀磁场B中，一长为L的导体棒绕一端o点以角速度w转动，求导体棒上的动生电动势。（P131例）oL解1：动生电动势公式计算dlvl导体元上的电动势为:导体元的速度为:l整个导体棒的动生电动势负号表示方向沿棒指向O点，或

8、说电势O点高。与的夹角：解2：法拉第电磁感应定律计算构成扇形回路，使其包围导体棒旋转时扫过的面积；回路中只有导体棒部分产生电动势，虚线部分静止不产生电动势。ovBω扇形面积：感应电动势大小为：感应电动势的方向沿导体棒指向o。设铜盘的半