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1、电磁感应电磁感应第十二章chapter12electromagneticinduction本章内容本章内容Contentschapter12电磁感应的基本定律fundamentalLawofelectromagneticinduction动生电动势与感生电动势motionalelectromotiveforceandinducedelectromotiveforceselfinductionandmultualinduction自感与互感energyofmagneticfield磁场的能量第一节12.1电磁感应的基本
2、定律fundamentalLawofelectromagneticinduction电磁感应现象不论采用什么方法,只要使通过导体回路所包围面积的磁通量发生变化,则回路中便有电流产生.这种现象称为电磁感应,这种电流称为感应电流.法拉第MichaelFaraday179118671831年法拉第发现电磁感应现象楞次定律电磁感应的基本定律楞次定律感应电流产生的磁通量总是反抗回路中原磁通量的变化.导体环感应电流产生的磁通反抗回路原磁通的增大.使回路原磁通增大常识:续3楞次定律感应电流产生的磁通量总是反抗回路中原磁通量的变化.
3、感应电流产生的磁通反抗回路原磁通的变小.常识:导体环使回路原磁通变小电磁感应的基本定律法拉第电磁感应定律常识:楞次定律感应电流产生的磁通量总是反抗回路中原磁通量的变化.常规:1.用右手螺旋法则任意假设回路的绕向和法向.否则为负.并以此推断磁通变化的正负.3.感应电流与已设回路同绕向时为正,否则为负.2.与顺向(即一致或夹角小于90)时,磁通为正,按此常规,楞次定律所反映的规律为:与的正负恒相反.法拉第电磁感应定律不论什么原因使通过回路的磁通量发生变化,回路中均有感应电动势产生,其大小与通过该回路的磁通量随时间的变化率
4、成正比.数学表达式：感应电动势负号是楞次定律的数学表达。（即感应电动势的正负总是与磁通量变化率的正负相反.这是因为感应电流与的正负恒相反,而又与同向的缘故).电磁感应的基本定律感应电流与感应电量N匝纯电阻回路中的感应电动势感应电流感应电量称磁链有关大小无关有关大小无关例1面积总电阻转动角速线圈平面期间通过线圈的sincoscoscossin时线圈的某一时刻思考两种情况线圈中都将会有感应电流.为什么?其流向如何?关键是如何计算某时刻t线圈的磁通量和此瞬间的磁通量变化率?两种情况都可用来求线圈的感应电动势吗?只要导体回路
5、的磁通量发生变化就会产生感应电流.求解方法如下:思考恒定单匝线圈0.01静止单匝线圈当然可以.但需要有一点微积分知识.例2微分公式某时刻t线圈的磁通量此时线圈的总感应电动势恒定设回路顺时针绕向,法线与B同向.此结果得正值,表示与原设回路绕向相同.例30.01静止某时刻t线圈的磁通量此时线圈的总感应电动势0.01设回路顺时针绕向,法线与B同向.此结果得负值,表示与原设回路绕向相反.从现象到原因不论什么原因使通过回路磁通量发生变化回路中均产生感应电动势其大小对电磁感应现象的进一步分析和理解:有哪些原因?不是回路怎么办?对
6、非回路如何考虑磁通量及其变化?是由什么力(量)产生的?存在于回路或导体的什么地方?第二节12.2动生电动势与感生电动势motionalelectromotiveforceandinducedelectromotiveforce动生电动势动生电动势磁场不随时间变化,仅由导体或导体回路在磁场中运动所产生的感应电动势称为动生电动势.设回路反时针绕向(法线与B同向)cos此式的含义:动生电动势存在于运动导体ab段.负号表示本题动生电动势的方向与原设的方向相反,由洛仑兹力解释电源电源电动势是将单位正电荷从极经电源内部运送到极时
7、,非静电力所做的功.单位正电荷在磁场中运动受的洛仑兹力洛仑兹力(属非静电力)动生电动势的大小动生动生电动势的方向为运动导线中的方向.(即)在运动导线上的投影矢量例4动生cossin已知:夹角sincos设积分路线由到动生与原设同向.动生的应用若设积分路线由到sincos动生与原设反向.结果一致.150例5动生设绕向法线与同向.与原设反向,由到动生动生动生与原设同向,由到设积分路线由到例6恒定动生最初的一道题均垂直向上边的动生边的同向动生动生在该回路中好比两个反向串联的电源.与原来的结果一致.回路感应电动势动生动生例7
8、思考:怎样用动生解下面两种情况:动生动生costgcos提示动生提示动生coscos感生电动势感生电动势感生电场处于静止状态的导体或导体回路,由于磁场变化而产生的感应电动势称为感生电动势.均静止均有感生电动势原因磁场随时间变化,即感生电场(本图以圆柱匀磁场分布,且为例)感生电场涡旋电场随时间变化的磁场能在其周围激发起一种电场,它能对处于其中的带
