电磁感应.PPT

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1、第10章电磁感应与电磁场Introduction从稳恒场到非稳恒场(1)稳恒电场与稳恒磁场分别由静电荷与稳恒电流产生。(2)稳恒场特点是:静电场有源无旋;稳恒磁场无源有旋。1.稳恒场:2.非稳恒场:(1)运动的电荷和变化的电流产生非稳恒场。(2)运动电荷产生的电场仍有源无旋;磁场总是无源有旋。从非稳恒场到交变场1.有线回路中:（1）变化的磁场产生涡旋电场，变化的电场产生涡旋磁场（例：变压器）(1)交变电流产生交变磁场，交变磁场在回路产生交变电动势。(2)本质:电生磁，磁生电的电磁感应现象。2.无线空间中:（例：电磁波）(2)特点:相互套链，互相激发，无须回路，空间传播。关键词：电磁感应，电

2、动势，涡旋电场，位移电流。10.1.1电磁感应现象10.1电磁感应的基本规律磁场电流可以产生现象磁铁与线圈有相对运动，线圈中产生电流一线圈电流变化，在附近其它线圈中产生电流不论用什么方法，只要使穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，此回路中就会有电流产生。变化磁场在电路中产生感应电动势或感应电流的现象----电磁感应现象.结论?问题导线切割磁力线，在回路中产生电流10.1.2电动势基本概念：电动势—从能量角度考虑从电动势来源角度考虑非静电力可来源于：某种机械力、重力、热、光、化学反应、核反应等。水电厂、热电厂、核电厂、风力发电、太阳能电池、干电池等。例：上述之外洛伦茨力、感生电场。反映非静电力

3、将其他形式的能量转化为电能的能力。如何度量非静电力做功本领？感应电流起因于感生电动势，电动势方向决定电流方向。定义：电源内部抵抗静电力的非静电力把单位正电荷由负极推向正极非静电力之功。G。。FkFe+非静电性场强非静电力一般情况，电源外部回路可以把非静电场强及电动势看作闭合的。非静电场强沿闭合回路可能是突变的或非突变的。10.1.3法拉第电磁感应定律法拉第的实验规律感应电动势的大小和通过导体回路的磁通量的变化率成正比.负号是区分感生电动势的方向，是楞次定律的数学表示说明:(1)定义回路正绕向由此确定回路的正法线方向。(2)国际单位制中,磁通量单位取名韦泊(Wb),比例系数为1.感生电动势及

4、感生电流方向：电动势方向逆于回路正绕向。电动势方向同于回路正绕向。（1）当磁场方向与回路正向所确定的正法线方向一致，且穿过回路的磁通量值增加时，定义：磁通量变化率正负定义：（2）当磁场方向与回路正向所确定的正法线方向相反，且穿过回路的磁通量值增加时，定义：在无限长直载流导线的磁场中，有一运动的导体线框，导体线框与载流导线共面,解则有:Φ>0，dΦ/dt〈0，ζ〉0（选顺时针方向为正）例求线框中的感应电动势(1)选回路正绕向(如顺时针)(2)求dΦ：思考：两个dΦ的意义有何不同？10.2.1动生电动势在实验室参照系，磁场不随时间变化，而依靠导体运动切割磁场线产生的电动势------动生电动势

5、。如何计算动生电动势（1）从非静电力的角度考虑当时达到平衡○G×××××××××××××××××××××××××××××××××××fmFeab10.2动生电动势与感生电动势○G×××××××××××××××××××××××××××××××××××abfmFe（2）由法拉第电磁感应定律求电动势正值说明电动势方向从一般情况下动生电动势：产生动生电动势的非静电力来源于什么？想象的构建一闭合回路(可选顺时针为回路正向）思考洛论茨力则有:Φ〈0，dΦ/dt〈0，ζ〉0例在匀强磁场B中，长R的铜棒绕其一端O在垂直于B的平面内转动，角速度为OR求棒上的电动势解方法一(动生电动势):dl方向方法二(

6、法拉第电磁感应定律):在dt时间内导体棒切割磁场线10.2.3感生电动势感生电动势：由于磁场变化在导体回路中产生的电动势麦克斯韦提出:不论有无导体或导体回路，变化的磁场都将在其周围空间产生有旋的感生电场。非静电力是谁？有旋电场与静电场的比较相同：对处于其中的电荷施加力的作用不同:电荷产生与变化磁场产生。感生电场变化磁场产生电场线成闭合圈套于磁感应线不依赖导体存在说明BEV（2）感生电场不依赖闭合导线而存在。感生电场是以磁场的变化方向为轴的一系列同心圆。（2）感生电场是闭合的（有旋电场）。感生电场的特点感生电场的方向可依据法拉第电磁感应定律来确定。即：闭合回路取掉，感应电动势及感应电流消失，

7、感生电场仍然存在。当在感生电场的平面上有闭合导线回路时，回路中有感生电动势与感生电流。（1）感生电场位于垂直与磁场变化方向的一系列平面上。感生电场与感生电动势的关系（1）感生电动势来源于的感生电场。（2）感生电动势的方向与感生电场的方向一致。法拉第电磁感应定律感生电动势的计算因为回路固定不动，磁通量的变化仅来自磁场的变化在变化的磁场中，有旋电场强度对任意闭合路径L的线积分等于这一闭合路径所包围面积上磁通量的变化率。（3）