-法拉第电磁感应定律.ppt

《-法拉第电磁感应定律.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、第十六章电磁感应和电磁波1§16-1法拉第电磁感应定律§16-2动生电动势§16-3感生电动势和感生电场§16-4互感§16-5自感§16-6磁场的能量§16-7麦克斯韦方程组*§16-8电磁波*§16-9电磁波的动量第十六章电磁感应和电磁波2§16-1法拉第电磁感应定律一、电磁感应现象(electromagneticinductionphenomenon)1.导体闭合回路与磁场之间的相对运动电流的大小与磁体的运动速度、开关速度有关。也就是说，与磁场强度随时间的变化率有关。32.磁场中金属框上棒的滑动电流与截面积S随时间的变化率有关。3.金属线圈在磁场中转动电流与磁感应

2、强度的大小，与线圈旋转角速度大小和方向有关。4总结：只要穿过导体回路的磁通量发生变化，该导体回路中就会产生电流。由磁通量的变化所引起的回路电流称为感应电流。在电路中有电流通过，说明这个电路中存在电动势，由磁通量的变化所产生的电动势称为感应电动势。5感应电流与感应电动势相比，感应电动势具有更根本的性质。（1）当回路不闭合时，也会产生电磁感应现象。显然此时无感应电流，却有感应电动势（2）回路闭合时，感应电流的大小与回路中的电阻有关，而感应电动势却与电阻无关，只与电磁感应本身有关。把由于磁通量变化产生感应电动势的现象，统称为电磁感应现象。6二、电磁感应定律(electroma

3、gneticinductionlaw)1.法拉第电磁感应定律(1831)导体回路中感应电动势的大小与穿过该回路的磁通量的时间变化率成正比。（1）如果回路有n匝线圈，各匝为1,2,…,n，那么=1+2+…+n（2）如果每匝都相等于，则n关于这个定律，请注意以下问题7（3）定律中所说磁通量随时间的变化率，并末涉及磁通量变化的原因，所以应该包括一切引起的磁通量变化的因素（B在随时间变化；闭合回路在运动；二者兼之）。（4）定律中强调产生感应电动势的电路为导体回路，实际上若电路不闭合，感应电动势仍能产生。（历史上曾借助于闭合回路所产生的感应电流来显示电磁

4、感应现象）（5）定律中负号的来历，是由于人为地规定了电动势的标定方向(绕行方向)与磁通量的标定方向满足右螺旋关系所引起的。82.楞次定律(Lenzlaw,1834)闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化的。感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因（1）定律的表述感应电流（回路）磁场阻碍原磁场变化9（2）判断感应电动势的具体方法a.确定通过回路磁通量的变化趋势设t时刻，磁通量为，t+dt时刻，磁通量为，则：b.由愣次定律确定感应电流产生磁场的方向：感应电流的磁场与原磁场方向相反：感应电流的磁场与原磁场方向相同c.根据感应电流所产生磁

5、场的方向判断感应电流的流向10楞次定律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:11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12（1）定律中的“阻碍”和“反抗”是能量守恒定律的体现和必然结果；掌握这一定律时，应注意以下问题：磁通量要继续变化，就必须克服感应电流磁场的阻碍作用而作功。可见，感应电流的获得是有代价的，这符合能量守恒定律。（2）在楞次定律中是以感应电流的方向代替感应电动势的方向的，这种做法是由于历史原因形成的。13三、感应电动势(inductionelectromotiveforce)导体在磁场中运动所产生

6、的感应电动势。1.动生电动势abεabf在运动导体上产生的动生电动势为ef=evB（非静电性电场）14注意：1.不要求回路；2.在磁场中运动的导体必须切割磁感应线。15洛伦兹力f始终与带电粒子的运动方向相垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不作功。而电动势是反应非静电力的作功本领，动生电动势是从何而来？电子相对于静止参考系的运动速度为磁场作用于自由电子的总洛伦兹力为：设导体CD在匀强磁场B中以速度v向右运动。导体中的自由电子由于受到电场ED=vB的作用，而以速度u相对于导体CD向下运动。16因为F不作功，所以考虑到fv=ru=0，上式为fu是总洛伦兹力F的分力f对一

7、个电子付出的功率，显然，fu的宏观表现必定是动生电动势虽然洛伦兹力并不提供能量，但是它可以传递能量，即外力为克服洛伦兹力的一个分力r作功所对应的能量，通过另一个分力f转化为感应电流的能量。17对电荷有作用力。若有导体存在不能形成电流。感生电场电场线不是有头有尾，是闭合曲线。对电荷有作用力。若有导体存在能形成电流。静电场电场线起于正电荷止于负电荷，是有头有尾的曲线。保守力、保守场。非保守力、有旋场。2.感生电动势导体不动，而由于磁场的大小或方向变化所产生的感应电动势，称为感生电动势。由变化的磁场激发。由静止的电荷激发。变化的磁场能够在空间