大学物理-电磁学-电磁感应课件.ppt

《大学物理-电磁学-电磁感应课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材大学物理（第二版）第三篇电磁学第12章电磁感应课件制作者：万云芳本章教学内容第十二章电磁感应§12-3感应电动势涡旋电场§12-2动生电动势§12-1电磁感应定律§12-4自感和互感§12-5磁场能量本章教学基本要求：掌握并能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向.二理解动生电动势和感生电动势的本质.了解涡旋电场的概念.三了解自感和互感的现象,会计算几何形状简单的导体的自感和互感.四了解磁场具有能量和磁能密度的概念,会计算均匀磁场和对称磁场的能量.第12章电磁感应电流磁场电磁感应感应电流18

2、31年法拉第闭合回路变化实验产生产生?问题的提出§12-1电磁感应定律§12-1电磁感应定律一、电磁感应现象010203040G磁铁与线圈相对运动时的电磁感应现象1、五种产生感应电流的情况020103040G螺线管与线圈相对运动时的电磁感应现象§12-1电磁感应定律金属棒在磁场中作切割磁力线运动时的电磁感应现象010203040GSN线圈在磁场中转动§12-1电磁感应定律电池BATTERY010203040G回路1回路2当回路1中的电流变化时，在回路2中出现感应电流。§12-1电磁感应定律当通过一个闭合导体回路所包围面积内的磁通量发生变化时，回路中就会产生

3、感应电流。这称为电磁感应现象。结论：线圈内磁场变化导线或线圈在磁场中运动两类实验现象2、实验说明：I∝dB/dtI∝dS/dt§12-1电磁感应定律感应电流的产生是因为穿过导体回路的磁通量发生了变化。有电流产生必有电动势存在二、法拉第电磁感应定律在SI制中比例系数为11、数学表述通过回路面积内的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比。§12-1电磁感应定律对匝线圈令全磁通磁通链数感应电动势负号表示的方向总是与的方向相反。可以分别用电磁感应定律和楞次定律来判断。与夹钝角，§12-1电磁感应定律※环路绕行方向L和环路面积法线方向n

4、构成一个右旋符号系；※I和L绕行方向一致的I为“+”※e和L绕行方向一致的e为“+”dSnL2、感应电动势方向的确定分四种情况讨论：约定：※用法向n为判别Φ正负的依据与夹锐角，L(a)Φ>0，dΦ>0ε<0，ε与L反向L(b)Φ>0，dΦ<0ε>0，ε与L同向L(c)Φ<0，dΦ<0ε>0，ε与L同向L(d)Φ<0，dΦ>0ε<0，ε与L反向§12-1电磁感应定律【结论】：★对任意选定的环路方向，与的符号恒相反；★的大小和方向与无关，只由决定；★——的变化率，即变化的快慢决定的值；—--的变化量，即变化了多少决定q的值。（q是流过的电量）§12-1电磁感应

5、定律三．楞次定律任何电磁感应的结果，就其作用而言，总是反抗产生电磁感应的原因。1、定律的表述2、判断感应电流方向举例说明§12-1电磁感应定律§12-1电磁感应定律感应电流的效果反抗引起感应电流的原因导线运动感应电流阻碍产生磁通量变化感应电流产生阻碍§12-1电磁感应定律感应电流的磁通量总是阻碍或补偿引起感应电流的磁通量的变化。3、结论★电磁感应结果的作用总是阻止变化，因此外力要克服阻力做功，这正是能量守恒与转化规律的具体表现。★法拉第电磁感应定律中的“－”，正是恒反抗的表征。§12-1电磁感应定律在无限长直载流导线旁有相同大小的四个矩形线圈，分别作如图所

6、示的运动。判断感应电流的方向并比较它们的大小。思考§12-1电磁感应定律例题12-1无限长直导线载有电流I=I0sinωt.与长直导线共面且平行放置一宽为a，长为h的矩形线框，线框最近的边距导线为l，求矩形线框内产生的感应电动势。laIhx解：建立坐标x方向如图电流I随时间变化，则磁场也随时间变化，导致线框内的磁通量变化，所以矩形线框内产生感应电动势。直导线周围的磁感应强度大小为B§12-1电磁感应定律laIhx磁场是非均匀磁场，与x有关线框内产生的感应电动势为：xdxB§12-1电磁感应定律线圈内磁场变化导线或线圈在磁场中运动两类实验现象感应电动势感生电

7、动势动生电动势产生原因、规律不相同都遵从电磁感应定律§12-2动生电动势电动势非静电力动生电动势非静电力?由于导线和磁场作相对运动所产生的电动势称为动生电动势。导线内每个自由电子受到的洛仑兹力为非静电力vfmef++++++++++++++++++++B+++++一、动生电动势的产生机理§12-2动生电动势电子受的静电力平衡时：此时电荷积累停止，两端形成稳定的电势差。洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因.在导线内部产生静电场方向vfmef++++++++++++++++++++B+++++ab§12-2动生电动势所以动生电动势为：v+++++++++++++

8、++B+++++fmef+++++由电动势定义：为非静电场。kEk