《电磁感应电磁场B》PPT课件

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1、第十章电磁感应10.1电磁感应定律10.2动生电动势与感生电动势10.4自感应与互感应10.5磁场能量10.3电子感应加速器涡电流下页上页结束返回法拉第1791-1867下页上页结束返回1.磁铁运动引起感应电流2.一通电线圈电流的变化使另一线圈产生电流.10.1电磁感应定律10.1.1法拉第电磁感应定律：一基本电磁感应现象3.闭合线圈在磁场中平动和转动或者改变面积时4.闭合电路的一部分切割磁感线英国物理学家法拉第于1831年8月29日发现了电磁感应现象及其规律小结：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时,回路中都会建立起感应电动势如果回路由N匝密绕线圈组成

2、，且穿过每匝线圈的磁通量都等于Φ.不论任何原因使穿过闭合回路面积的磁通量发生变化时,回路中都会产生感应电动势,且此感应电动势正比于磁通量对时间的变化率的负值.二.电磁感应定律计算时间间隔Δt=t2-t1内,电磁感应流过回路的电荷取k=1ℰℰℰ下页上页结束返回称作磁通链10.1.2楞次定律1833年11月,俄国物理学家楞次发现了楞次定律:楞次定律：闭合回路中的感应电流的方向,总是使感应电流本身所产生磁场来阻止引起感应电流的磁通量的改变.或者说,感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因.楞次1804-1865下页上页结束返回实质上楞次定律是能量守恒定律的一种表现

3、.××××××××××××××××××××abvcdBI愣次定律举例IiNB回路绕行方向nv回路绕行方向NBnvIi回路绕行方向IiSBnvωnBO′Orl如图所示空间分布着均匀磁场B＝B0sinωt.一旋转半径为r长为l的矩形导体线圈以匀角速度ω绕与磁场垂直的轴OO′旋转,t＝0时，线圈的法向　与　之间夹角φ0＝0.求线圈中的感应电动势.解:t时刻通过线圈的磁通线圈中的感应电动势例1xdxl1dl2Oxiy例2如图,一无限长直导线载有交流电流i=I0sinωt,与一长宽分别为l1和l2的矩形线圈共面,直导线与矩形线圈的一侧平行,且相距为d.求线圈中的感应电

4、动势.解：在距直导线x处取面积元ldx穿过此矩形线框的磁通量为线圈中的感应电动势10.2动生电动势和感生电动势故感应电动势由回路所围面积的磁通量所决定.通常把由于磁感强度变化引起的感应电动势称为感生电动势.把由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为:动生电动势.磁通量由:磁感强度、回路面积以及面积在磁场中的取向决定.由法拉第定律:ℰ而下页上页结束返回POℰi由定义:在稳定情况下，电子受力平衡PO××××××××××××××××B＋＋＋---v-e⊝Ek电子以速度v运动,受洛伦兹力导线内建立静电场,电子受力Fe洛伦兹力Fm为非静电力，相应有非

5、静电场Ek.对直导线:ℰiℰi10.2.1动生电动势下页上页结束返回动生电动势由洛伦兹力给出解释解：(1)方法一:在铜棒上取线元dlℰ=∫dℰdℰ铜棒的电动势是各线元电动势之和dl两端的动生电动势为：下页上页结束返回c××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××LωAOldl一根长度为L的铜棒,在磁感强度为B的均匀磁场中,以角速度ω在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端作匀速转动,试求(1)在铜棒两端的感应电动势,(2)直径为OA的半圆弧导体以同样的角速度绕Ｏ轴转动时,导体上的感应电动势.例1.ω××××××××××

6、××××××××××××××××××××××××××××××××××υcAOdθ方法二:设OA在dt时间转了dθ角,磁通量的改变导体中的感应电动势闭合回路的磁通始终不变,则整个回路的感应电动势为零,所以例2.直导线在非均匀磁场中运动如图,导线AB长为L,在无限长直载流导线右侧运动,求动生电动势ℰi和电势差UB-UA=?IABv××××××解:已知电流产生的磁场方向向里在直导线上取线元drdℰ=vBdrdrℰ=∫ldℰ而dr离I为r,则dr处B的大小为rArBABℰi直导线中电动势ℰ>0，故与dr同方向,从A指向Bdr以速度v运动,动生电动势为下页上页结束返回

7、例2续在B端累积正电荷,A端累积负电荷,即:UB－UA=ℰi所以:UA－UB若直导线沿如下图方向运动,则总是如何?I××××××ABv同样在AB上取dldldℰ=vBdlℰ=∫ldℰ而:ℰ从A→B下页上页结束返回abdIθvdlr例3:电流为I的长直载流导线旁有一长为l的共面导体ab.导体a端距离导线d,ab延长线与直导线夹角为θ,导体ab以速度v匀速沿电流方向平移.求ab上的感应电动势.解:已知电流产生的磁场方向向里在直导线上取线元dldℰabℰabdl离I为r,则dl处B的大小为导体中电动势ℰ<0，从b指向adl以速度v运动,动生电动势为10.2.2感生

8、电动势ℰ由法拉第定律:考虑由磁感强度B变化引起的感应