电磁感应 电磁场理论课件.ppt

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1、§9-1电磁感应定律一电磁感应现象法拉第经过十年的不懈努力终于在1831年8月29日第一次观察到电流变化时产生的感应现象1电磁感应现象当一闭合回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，回路中就产生电流，这种电流被称为感应电流，这一现象被称为电磁感应现象NS第九章电磁感应电磁场理论实验2：插入或拔出载流线圈实验1：插入或拔出磁棒检流计检流计电源NS实验4：导线切割磁力线的运动实验3：接通或断开初级线圈检流计电源BvI检流计2、电动势⑴.电源、非静电力+–如图，在导体

2、中有稳恒电流流动就不能单靠静电场，必须有非静电力把正电荷从负极板搬到正极板才能在导体两端维持有稳恒的电势差，在导体中有稳恒的电场及稳恒的电流。*提供非静电力的装置就是电源，如化学电池、硅（硒）太阳能电池，发电机等。实际上电源是把能量转换为电能的装置。水池泵静电力欲使正电荷从高电位到低电位。非静电力欲使正电荷从低电位到高电位。⑵.电动势*定义描述电源非静电力作功能力大小的量，就是电源电动势。电源内部电流从负极板到正极板叫内电路。电源外部电流从正极板到负极板叫外电路。+–把单位正电荷从负极板经内电路搬至正极板，电源

3、非静电力做的功。*为了便于计算规定的方向由负极板经内电路指向正极板，即正电荷运动的方向。+–单位：焦耳/库仑=（伏特）*越大表示电源将其它形式能量转换为电能的本领越大。其大小与电源结构有关，与外电路无关。从场的观点：非静电力对应非静电场3楞次定律回路中感应电流的方向，总是使感应电流所激发的磁场来阻止或补偿引起感应电流的磁通量的变化。NS判断下图中感应电动势的方向*只要磁通量发生变化就有感应电动势。*要形成感应电流，除磁通量发生变化外，还要有闭合导体回路N匝线圈串联时的法拉第电磁感应定律N匝相同线圈串联组成回

4、路B磁通链数:二法拉第电磁感应定律导体回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比式中k是比例常数，在(SI)制中k=1感应电流与感应电荷：若回路中电阻为R，则感应电流为：在ｔ1―ｔ2时间内通过导线任一截面的感生电荷量为：请记住！与磁通量变化的快慢无关三法拉第电磁感应定律的应用例题直导线通交流电置于磁导率为的介质中,已知:求：与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势其中I0和是大于零的常数解：ad〔例题〕一长直导线，通有电流，矩形金属框的边长分别为a、b，电阻为R，（1）问当线圈绕OO‘轴转过180

5、°时，流过线圈的感应电量是多少？（2）若线圈固定不动，长直导线中电流为，求经历一定时间流过的感应电量为多少？解：（1）（2）若线圈固定不动，长直导线中电流为，求经历一定时间流过的感应电量为多少？解:利用前面的结果一动生电动势动生电动势：导线在磁场中作切割磁力线的运动时所产生的感应电动势称为动生电动势。§9-2动生电动势感应电动势感应电动势分为两类：1动生电动势：磁场保持不变，导体回路或导体在磁场中运动2感生电动势：导体回路或导体不动，磁场变化2动生电动势的产生机制结论：动生电动势的本质是洛伦兹力,洛伦兹力是形

6、成动生电动势的非静电力。1）运动导体中的自由电子受到磁场的洛伦兹力作用2）运动导体的两端出现电荷后使导体内形成强度为的电场3）平衡条件4）电动势+-B1）非静电场强3动生电动势的一般情况2）动生电动势3）讨论：当运动导线不是直线，磁场也不均匀二动生电动势的计算例题如图金属杆AB以速度v平行于长直载流导线运动。已知导线中的电流强度为I.求：金属杆AB中的动生电动势。解：例题：导体棒长为L,角速度为.若转轴在棒的中点,则整个棒上电动势的值为;若转轴在棒的端点,则整个棒上电动势的值为.r+drr

7、解：⑴转轴在中点转轴两侧各线元上的两两抵消⑵转轴在端点右上端.对于r－r+dr线元,有设转轴在左下端,i正方向指向例题：法拉第电机，设铜盘的半径为R，角速度为。求盘上沿半径方向产生的电动势。可视为无数铜棒一端在圆心，另一端在圆周上，即为并联，因此其电动势类似于一根铜棒绕其一端旋转产生的电动势。导线abc为3/4圆弧,导线沿∠aoc角平分线方向以v向右运动.求导线abc上的动生电动势解:解：的方向如图〔例题〕金属杆OA在均匀磁场中绕通过O点的垂直轴OZ作锥形旋转，杆OA长，与O

8、Z轴夹角为，旋转角速度为，的方向与OZ一致，求OA两端的电势差。§9-3感生电动势感生电场感生电场（涡旋电场）一感生电动势*麦克斯韦的假设：变化磁场在其周围激发一种电场，这种电场就称为感生电场由电动势的定义由法拉第电磁感应定律静电场感生电场共同点：对电荷有力的作用对电荷有力的作用不同点：由静止电荷产生由变化的磁场产生（保守场）（非保守场）电力线起始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远。