最新11-1电磁感应及其基本规律汇总课件ppt.ppt

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1、11-1电磁感应及其基本规律汇总§11-1电磁感应及其基本规律一、电磁感应现象(electromagneticinductionphenomenon)1.磁场相对于线圈或导体回路改变大小和方向2.线圈或导体回路相对于磁场改变面积和取向实验表明，磁场相对于线圈或回路改变大小或方向，会在回路中产生电流，并且改变得越迅速，产生的电流越大。实验表明，导体回路相对于磁场改变面积和取向会在回路中产生电流，并且改变得越迅速，产生的电流越大。2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

2、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。电流与电动势相比，电动势具有更根本的性质。当穿过导体回路的磁通量发生变化时，回路中必定产生感应电动势。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。3对电荷有作用力。若有导体存在能形成电流。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。

3、变化的磁场能够在空间激发一种电场，称为涡旋电场或感应电场，不是保守场，是非静性电场，产生感生电动势。由变化的磁场激发。由静止的电荷激发。7一般情况下空间可能同时存在静电场EC和涡旋电场EW，总电场E=EC+EW,称为全电场。若用EW表示涡旋电场的电场强度，W为闭合回路中产生的感生电动势感生电动势的产生同样不要求电路闭合，对于处于涡旋电场EW中的一段导线ab中产生的感生电动势可以表示为8全电场的环路积分为涡旋电场在变化磁场周围空间产生，不管是真空、电介质还是导体；但感生电动势必须在导体中才能产生，同样不要求导体是闭合电路。9ωLO例1

4、:长为L的导体棒在垂直于均匀磁场的平面上以角速度沿逆时针方向作匀速转动，求感应电动势？或者用法拉第电磁感应定律Bdl解:l处取棒元dl,由动生电动势公式动生电动势的方向由端点指向圆心,O点带正电。l10例2：半径为R的柱形区域匀强磁场，方向如图。磁感应强度B的大小正以速率(=dB/dt)在增加，求空间涡旋电场的分布。解:取沿顺时针方向作为感生电动势和涡旋电场的标定方向，磁通量的标定方向则垂直于纸面向里。回路各点上EW的大小都相等，方向沿圆周的切线。解得:EW=负号表示涡旋电场实际方向与标定方向相反，即沿逆时针方向。2rEW=

5、r2BROr在rR区域作圆形回路，磁通量为=R2B可见，虽然磁场只局限于半径为R的柱形区域，但所激发的涡旋电场却存在于整个空间。积分得方向也沿逆时针方向。BROrr代入12例3：金属杆以速度v平行于长直导线移动，求杆中的感应电流多大，哪端电势高？解:建立坐标系如图，取积分元dx,由安培环路定理知在dx处磁感应强度为：x因为：dx处动生电动势为金属杆电动势式中负号表明左端电势高。vdLIdx13例4：电流为I=I0coswt的长直导线附近有一与其共面的矩形线框,其ab边可以速度v无摩擦地匀速

6、平动,设t=0时ab与dc重合,求线框的总感应电动势。解：设t时刻I>0,空间磁场为方向指向纸面，cb边长为l2=vt穿过线框的磁通量为：l2drIabcdl0l1v14本题是既有感生电动势又有动生电动势的例子，上式中第一项为感生电动势，第二项为动生电动势。若令t＝0，则仅有动生电动势一项。t时刻的感应电动势为：15§11-3互感和自感一、互感现象(mutualinductionphenomenon)互感现象：一个线圈中电流发生变化会在周围空间会产生变化的磁场，使处于此空间的另一个线圈中会产生感应电动势。线圈2中产生感应电动势12=

7、M12I1；M12是线圈1对线圈2的互感系数，简称互感。212I2I1B1B212I2I1B1B2在线圈的形状、大小和相对位置保持不变，且周围不存在铁磁质的情况下，互感M12为常量，上式化为2=同样通有电流I2的线圈2在空间产生磁场B2，B2在线圈1中产生的磁通量为21，并且21正比于I2，21=M21I2,电流I2变化，1中产生感应电动势1=2和1称为互感电动势，方向可按照楞次定律确定。互感单位是H(亨利)：1H=1WbA-1=1VsA-1,多采用mH(毫亨)或H(微亨)：1H=103mH=106H。当线圈

8、内或周围空间没有铁磁质时，互感M由线圈的几何形状、大小、匝数和相对位置所决定，若存在非铁磁质，还与磁介质的磁导率有关，但与线圈中电流无关；当线圈内或周围空间存在铁磁质时，互感除与以上因素有关外，还决定于线圈中的电流。互感