大学物理-第8章-电磁感应定律..ppt

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1、第八章电磁感应电磁场8.1电磁感应的基本定律8.2动生电动势　感生电动势8.3自感互感8.1.1电磁感应现象8.1.2法拉第电磁感应定律8.1.3楞次定律8.1电磁感应的基本定律8.1.1电磁感应现象电流磁场?1820年，奥斯特发现了电流的磁效应．既然电流可以产生磁场，那么反过来磁场是否也能产生电流呢？英国物理学家法拉第从1822年到1831年，经过一个又一个失败和挫折，终于在人类历史上第一个发现——电磁感应现象利用磁场产生电流很多物理学家或者因为固守稳恒磁场能产生电的成见，或者工作不细致，实验都失败。法拉第开始也是这样想的，实验没成功。但他坚信磁能生电下面结

2、合几个演示实验说明什么是电磁感应现象及产生条件插入或拔出载流线圈灵敏电流计偏转插入或拔出磁棒灵敏电流计偏转划线变阻器滑动灵敏电流计偏转导线做切割磁感应线的运动当通过一闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中就会产生电流，这种电流称为感应电流，与之相应的电动势称为感应电动势由于磁通量的变化而产生电流的现象称为——电磁感应现象磁链回路中感应电流的大小为不论何种原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中感应电动势与穿过此回路的磁通变化率成正比。:韦伯、t:秒、:伏特，则k=1负号代表感应电动势方向若线圈有N匝：8.1.2法拉第电磁感应定律定律的数学形式是184

3、5年诺埃曼给出，但法拉第对电磁感应现象的丰富研究，这一发现荣誉归功于他当之无愧。当，时当，时感应电动势的方向问题是定律的重要组成部分。电动势和磁通量都是标量。其方向（更确切说为正负）是相对某一标定方向而言。2.回路绕行方向和磁感应强度满足右手关系，则磁通量>0。1.标定回路绕行方向，若电动势的方向和绕行方向一致，则电动势>0。Q:假如开始的时候假设L沿顺时针呢？电磁感应定律的发现，不但找到了磁生电的规律，更重要的是它揭示了电和磁的联系，为电磁理论奠定了基础。并且开辟了人类使用电能的道路。成为电磁理论发展的第一个重要的里程碑。8.1.3楞次定律——直接判断感应电

4、流方向的法则闭合回路产生感应电流具有确定的方向：总是使感应电流所产生的磁通量，去阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当磁棒插入线圈时，磁通增加当磁棒离开线圈时，磁通减少I大量事实证明：感应电流的结果总是与引起感应电流的原因相对抗。为线圈平面法线与之间的夹角，为线圈的总电阻．例8-1试证明在均匀磁场中，面积为，匝数为的任意形状的平面线圈，在以角速度绕垂直于的轴线均匀转动时，线圈中的感应电流按正弦规律变化：解8.2动生电动势　感生电动势8.2.1动生电动势8.2.2感生电动势电磁感应现象：当通过一闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中就会产生电

5、流的现象．磁通量改变的原因有：2.磁场恒定，导体或导体回路运动，这时所产生的感应电动势----动生电动势1.导体回路不动，磁场发生变化，这时所产生的感应电动势-----感生电动势8.2.1动生电动势电动势：将单位正电荷从负极通过电源内部移到正极的过程中，非静电力所做的功．动生电动势：由于导体在恒定的磁场中运动而产生均匀恒定磁场中，矩形导体回路abcd，ab以速度向右滑动生电动势的起因：是由于运动导体中的电荷在磁场中受洛仑兹力的结果2.是导体线元的速度，是所在处磁感应强度;1.是标量，方向从负极到正极。3.两个夹角：其中方向由判断，拇指指向正极。与的夹角。与的夹

6、角；特例：形象地说“当导体切割磁感应线时产生动生电动势”．例8-2长为的铜棒在均匀磁场中绕其一端以角速度做匀角速转动，且转动平面与磁场方向垂直，求铜棒两端的电势差．解：析：棒各处线速度不同，但角速度相同。取一线元dl表示方向由O指向A例8-3无限长直导线中通有电流I=10A，另一长为的金属棒AB以的速度平行于长直导线作匀速运动．两者同在纸面内，相互垂直，且棒的A端与长直导线距离为．求棒中的动生电动势．解电动势的方向由指向．8.2.2感生电动势1.感生电场与静电场：感生电场（涡旋电场）:变化的磁场在其周围会激发一种电场．不同点：1.静电场存在于静止电荷周围空间，

7、是保守力场（无旋场）；感生电场则是由变化的磁场所激发，是非保守力场（有旋场）。共同点：对电荷有作用力．2.另一方面静电场的电场线是始于正电荷，终于负电荷，而感生电场的电场线是闭合的，它不是保守场．当导体回路不动，由于磁场变化引起磁通量改变而产生的感应电动势，叫做感生电动势。产生动生电动势的非静电力是洛伦兹力，感生电动势产生情况下，导体回路不动，完全与导体种类和性质无关，是由磁场本身引起。英国物理学家麦克斯韦提出如下假设：2.感生电动势产生的原因：非静电力是感生电场力．3.感生电动势的公式：电源电动势的定义电磁感应定律——电磁感应定律的普遍形式例8-4半径为R的

8、圆柱形空间分布着均匀磁场，其横截面如图