大学物理电磁学第十章-电磁感应课件.ppt

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1、第10章电磁感应本章研究变化的电磁场的基本规律，从产生磁通的方式和磁通变化的方式入手，总结感应电动势的各种表达式。要求会熟练计算电动势和磁场能量。1第10章电磁感应一、电磁感应基本定律二、动生电动势三、感生电动势四、自感和互感五、磁场能量2Electromagneticinduction1831年,Faraday,磁场产生电流-----电磁感应现象1833年,Lentz,确定感应电流方向1845年，诺依曼用数学公式描述1820年,奥斯特,电流磁场产生?1865年，被Maxwell纳入方程组中——楞次定律电磁

2、感应3一、法拉第电磁感应定律1.产生电磁感应的基本方式(1)由于相对运动而产生电磁感应(2)由于磁场变化产生电磁感应产生I感的根本原因？—当穿过闭合回路的变化时,回路中产生I感。42.楞次定律－判定感应电流的流动方向的定律内容：作用：判定I感的方向，用右手螺旋定则I感所激发的磁场,总是阻止引起I感的磁通量的变化.本质：能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现核心：阻碍原磁通的改变5相对运动磁通量m变化切割磁力线感生电流m变化的数量和方向m变化的快慢影响感生电流的因素vII感63.电动势仅靠静电力不能维持稳

3、恒电流。电源－提供非静电力的装置。(1)电源____________________________________++++++++++++Q-Q维持稳恒电流需要非静电力。电源的作用：使流向低电位的正电荷回到高电位，维持两极板的恒定电势差。（干电池、蓄电池等）____________________________________++++++++++++电源7(2)电源电动势把单位正电荷从负极经过电源内部移到正极，非静电力所作的功。____________________________________+++

4、+++++++++电源(3)电动势的性质标量，有方向，由电源负极指向正极。单位与电势差的单位相同。大小只与本身性质有关，与外电路情况无关。84.法拉第电磁感应定律(N:磁链,全磁通)的变化i动生电动势(S或变化)感生电动势(B变化)数学表式：Note:9切忌出现如下错误：电动势的“方向”是电源内从负极到正极的方向，即电势升高的方向。105.感应电流（inductioncurrent）R—回路电阻。时间间隔t1→t2内，穿过回路导线截面的电量：q与过程进行的速度无关。测q可以得到，这就是磁通计的原

5、理。11例1有一水平的无限长直导线，线中通有交变电流导线距地面高为h，D点在通电导线的正下方。地面上有一N匝平面矩形线圈，其一边与导线平行，线圈的中心离D的水平距离为d。，线圈的对边长分别为a和b（1/2a

6、轴旋转，求导体小环中的感应电流？（已知小环电阻R/）这是电荷旋转形成电流，载流园环穿过小导体环的磁通变化引起电磁感应的问题。载流细园环在圆心的磁场在R1、R2间取半径R、宽度dR的环带,其电流dI:RR15dI在圆心处产生的磁场由于整个带电园盘旋转，在圆心产生的B为穿过导体小环的磁通导体小环中的感生电动势R16例3两个半径分别为r和R的同轴圆形线圈,相距x,且R>>r,x>>R,若大线圈通有电流I而小线圈沿x轴方向以速率v运动,求x=NR时小线圈中产生的感应电动势。R>>r，近似认为小圈上B均匀xRr这是小线圈在大线

7、圈的轴线磁场中运动产生电磁感应问题。17xRr18例4如图，有一弯成角的金属架COD放在磁场中，B的方向垂直于金属架所在平面，一导体杆MN垂直于OD边，并以恒定速度V向右滑动，设V垂直MN.设t=0时，x=0.求下列两情形，框架内的：（1）磁场均匀分布，且B不随时间变化；（2）非均匀的时变磁场B＝Kxcost。解（1）由法拉第电磁感应定律yCD19(2)对非均匀的时变磁场B＝Kxcost取回路沿逆时针方向为正方向：导体杆上由M指向N。yCD2021例5绝缘薄壁长圆筒(Q、a、L、），绕中心轴线旋转（L>>a

8、），单匝圆形线圈套在圆筒（2a、电阻R）。若线圈按的规律随时间减少，求线圈中i的大小和方向。思路：带电长圆筒旋转后相当于通电螺线管的磁场2aL单位长度电流管内匀强磁场总电流22圆线圈磁通量i方向：由右向左看为逆时针方向。2aL23法拉第电磁感应定律给出的感应电动势公式注意：适应于任何原因产生的感应电动势（动生、感生、自感、互感）。应用它无任何特