大学物理下变化的电磁场

《大学物理下变化的电磁场》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、第十一章变化的电磁场Torque+magneticfieldCurrentInducedemf一、电磁感应现象11.1电磁感应定律二、楞次定律楞次（Lenz,HeinrichFriedrichEmil）楞次是俄国物理学家和地球物理学家，生于爱沙尼亚的多尔帕特。早年曾参加地球物理观测活动，发现并正确解释了大西洋、太平洋、印度洋海水含盐量不同的现象，1845年倡导组织了俄国地球物理学会。1836年至1865年任圣彼得堡大学教授，兼任海军和师范等院校物理学教授。楞次主要从事电学的研究。楞次定律对充实、完善电磁

2、感应规律是一大贡献。1842年，楞次还和焦耳各自独立地确定了电流热效应的规律，这就是大家熟知的焦耳——楞次定律。他还定量地比较了不同金属线的电阻率，确定了电阻率与温度的关系；并建立了电磁铁吸力正比于磁化电流二次方的定律。1、内容：闭合回路中感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。1834年楞次提出一种判断感应电流的方法，再由感应电流来判断感应电动势的方向。演示2、应用：判断感应电动势的方向directiondirectiondirectiondirection法拉第(Mic

3、haelFaraday1791—1867)伟大的英国物理学家和化学家。主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。他创造性地提出场的思想，是电磁理论的创始人之一。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，以及光的偏振面在磁场中的旋转。三、法拉第电磁感应定律单位:1V=1Wb/s与L反向与L同向2、电动势方向:1、内容：当穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中都有感应电动势产生，并且感应电动势正比

4、于磁通量对时间变化率的负值。负号表示感应电动势总是反抗磁通的变化确定回路绕行方向；规定电动势的方向与回路的绕行方向一致时为正。根据回路的绕行方向，按右手螺旋法则定出回路所包围面积的正法线方向；在根据回路所包围面积的正法线方向，确定磁通量的正负；根据磁通量变化率的正负来确定感应电动势的方向。磁通链数:3、讨论：若有N匝线圈，它们彼此串联，总电动势等于各匝线圈所产生的电动势之和。令每匝的磁通量为1、2、3若每匝磁通量相同闭合回路中的感应电流感应电量t1时刻磁通量为Ф1，t2时刻磁通量为Ф2回路中的感

5、应电量只与磁通量的变化有关，而与磁通量的变化率无关。用途：测磁通计。例．交流发电机原理：面积为S的线圈有N匝，放在均匀磁场B中，可绕OO’轴转动，若线圈转动的角速度为ω，求线圈中的感应电动势。解：设在t=0时，线圈平面的正法线n方向与磁感应强度B的方向平行，那么，在时刻t，n与B之间的夹角θ=ωt，此时，穿过匝线圈的磁通量为：由电磁感应定律可得线圈中的感应电动势为：令εm=NBω，则εi=εmsinωt令ω=2πf，则εi=εmsin2πftΕi为时间的正弦函数，为正弦交流电，简称交流电。演示11-2动

6、生电动势引起磁通量变化的原因有两种：1．磁场不变，回路全部或局部在稳恒磁场中运动——动生电动势2．回路不动，磁场随时间变化——感生电动势当上述两种情况同时存在时，则同时存在动生电动势与感生电动势。1、从运动导线切割磁场线导出动生电动势公式等于导线单位时间切割磁场线的条数。x根据楞次定律可以判定电动势的方向是逆时针方向，电磁感应定律告诉我们的电动势是整个回路的，那么究竟是怎么样产生的，存在于整个回路吗？2、从运动电荷在磁场中所受的洛仑兹力导出动生电动势公式3、动生电动势的计算闭合导体回路不闭合回路电动势正

7、说明其方向与积分路径同向，反之为负则方向与路径反向例1：一根长度为L的铜棒，在磁感应强度为B的均匀的磁场中，以角速度w在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端O作匀速运动，试求铜棒两端之间产生的感应电动势的大小。解法2：用法拉第电磁感应定律解法1：按定义式解例2：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。解:法拉第电机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。11.3感生电动势感生电场由于磁场的变化而在回路中产生的感应

8、电动势称为感生电动势.1、感生电动势2、感生电场变化的磁场在其周围空间激发的一种能够产生感生电动势的电场，这种电场叫做感生电场，或涡旋电场。k麦克斯韦所1861年提出的电源电动势的定义3、感生电场与变化磁场的关系电源电动势的定义电磁感应定律不论空间是否存在导体，变化的磁场总是在周围空间激发电场感生电场的电场线是无头无尾的闭合曲线，所以又叫涡旋电场。感生电场和磁感应强度的变化连在一起。4、说明：4.感生电场与静电场相比相同处：对电荷都有作用力