2019 清华大学自用 大学物理一 教学课件第十五章 电磁感应-PPT课件.ppt

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1、电磁感应第十五章英国物理学家和化学家，电磁理论的创始人之一.他创造性地提出场的思想，最早引入磁场这一名称.1831年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，及光的偏振面在磁场中的旋转.法拉第（MichaelFaraday,1791-1867）1820年：奥斯特实验：电—磁1821—1831年：法拉第实验：磁—电对称性电磁感应定律的发现，不但找到了磁生电的规律，更重要的是它揭示了电和磁的联系，为电磁理论奠定了基础。并且开辟了人类使用电能的道路。成为电磁理论发展的第一个重要的里程碑。§15.1法拉第电磁感

2、应定律实验一：当条形磁铁插入或拔出线圈回路时，在线圈回路中会产生电流，而当磁铁与线圈保持相对静止时，则回路中不存在电流。实验二：（以通电线圈代替条形磁铁。）1.当载流主线圈相对于副线圈运动时，线圈回路内有电流产生。2.当载流主线圈相对于副线圈静止时，如果改变主线圈的电流，则副线圈回路中也会产生电流。abcd实验三：vB将闭合回路置于稳恒磁场B中，当导体棒在导体轨道上滑行时，回路内出现了电流。结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因产生的，回路中有电流产生。这一现象称为电磁感应现象。电磁感应现象中产生

3、的电流称为感应电流，相应的电动势称为感应电动势。当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值.电磁感应定律国际单位制韦伯伏特感应电动势的方向与回路取向相反（与回路成右螺旋）NS符号法则规定：（1）对回路任取一绕行方向。（2）当回路中的磁感线方向与回路的绕行方向成右手螺旋关系时，磁通量为正（+），反之为负（-）。（3）回路中的感应电动势方向凡与绕行方向一致时为正（+），反之为负。由N匝导线构成的线圈时：全磁通：磁通链数：伏特设闭合线圈回路的电阻为R感应电量：感应

4、电流：结论：在t1到t2时间内感应电量仅与线圈回路中全磁通的变化量成正比，而与全磁通变化的快慢无关。NS闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）.楞次定律NS用楞次定律判断感应电流方向NS××××××××××××××××××××××××××××××楞次定律闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因.楞次定律是能量守恒定律的一种表现维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热.机械能

5、焦耳热××××××××××××××××××××××××××××××例在匀强磁场中,置有面积为S的可绕轴转动的N匝线圈.若线圈以角速度作匀速转动.求线圈中的感应电动势.解设时,与同向,则令则交流电END解：例一长直导线通以电流，旁边有一个共面的矩形线圈abcd。求：线圈中的感应电动势。odcbarxixdx电动势+-I闭合电路的总电动势:非静电的电场强度.引起磁通量变化的原因1）稳恒磁场中的导体运动,或者回路面积变化、取向变化等动生电动势第一类××××××××××××××××××××××××第二类2）导体不动，磁场变化感生电

6、动势§15.2动生电动势根据磁通量变化的不同原因，把感应电动势分为两种情况加以讨论。动生电动势：在稳恒磁场中运动着的导体内产生的感应电动势。感生电动势：导体不动，因磁场的变化产生的感应电动势。注意：动生电动势和感生电动势只是一个相对的概念。××××××××××××××××××××OP动生电动势的非静电力场来源洛伦兹力---++平衡时+++设一导体在均匀磁场中运动自由电子受洛仑兹力充当非静电性力，则此式为动生电动势公式，也是发电机发电的最基本公式。且慢：前面讲了洛仑兹力不作功可发电机是要作功的呀！结论：洛仑

7、兹力作功等于零即需外力克服洛仑兹力的一个分力使另一分力对电荷作正功BAvx例.一矩形导体线框，宽为l，与运动导体棒构成闭合回路。如果导体棒一速度v作匀速直线运动，求回路内的感应电动势。解：法一电动势方向AB法二：BAvx例一导线矩形框的平面与磁感强度为的均匀磁场相垂直.在此矩形框上,有一质量为长为的可移动的细导体棒;矩形框还接有一个电阻,其值较之

8、导线的电阻值要大得很多.若开始时,细导体棒以速度沿如图所示的矩形框运动,试求棒的速率随时间变化的函数关系.++++++方向沿轴反向解如图建立坐标棒中且由++++++则例.一根长为L的铜棒，在均匀磁场B中以角速度在与磁场方向垂直的平面上作匀速转动。求棒的两端之间的感应电动势大小。解：动生电动势方向：a