大学物理二第二篇电磁感应.pptx

作业作业29下周一交本次作业第九章 电磁感应引言1820年奥斯特实验电磁电磁？一、电磁感应现象的发现1.法拉第的发现1831/10/17 1831年法拉第总结出以下五种情况都可产生电流：变化着的电流,运动着的恒定电流， 在磁场中运动着的导体， 变化着的磁场，运动着的磁铁。称该电流为感应电流 称该现象为电磁感应现象2.电磁感应现象发现的伟大意义！全面地揭示了电和磁的联系为人类生活电气化打下了基础第九章电磁感应目 录§1 法拉第电磁感应定律§2 动生电动势§3 感生电动势和感生电场§4 互感与自感§5磁场的能量9.1 法拉第电磁感应定律 1832年法拉第发现，在相同的条件下，不同金属导体中产生的感应电流的大小， 与导体的电导率成正比。 他意识到：感应电流是由与导体性质无关的电动势产生的； 即使不形成导体回路，这时不存在感应电流，但电动势却仍然有可能存在。 称这种电动势为感应电动势+ + - + + - + - + + + + - A+ B+ - 电动势外电路：正电荷在静电场力的作用下从高电势向低电势运动。内电路：正电荷在非静电力的作用下从低电势向高电势运动。为非静电场的场强非静电力电源的电动势在电源内将单位正电荷从负极移动到正极的过程中非静电力所作的功回路中的电动势法拉第电磁感应现象要回答三个问题感应电动势产生的原因感应电动势的大小感应电动势的方向S N 9.1 法拉第电磁感应定律1、电磁感应现象实验一当磁铁插入或拔出线圈回路时，线圈回路中会产生电流，而当磁铁与线圈相对静止时，回路中无电流产生。RBA实验二以通电线圈代替条形磁铁当载流线圈 B 相对线圈 A 运动时，线圈 A 回路内会产生电流。当载流线圈 B 相对线圈 A 静止时，若改变线圈 B 中的电流，线圈 A 回路中也会产生电流。Bb c vad 实验三将闭合回路置于稳恒磁场 B 中，当导体棒在导体轨道上滑行时，回路内产生电流。当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因导致的，回路中有电流产生。结论：电磁感应现象中产生的电流称为感应电流，相应的电动势称为感应电动势。法拉第认为， 当通过回路的磁力线根数(即磁通量)变化时， 回路里就会产生感应电流，从而揭示出了产生感应电动势的原因。2、法拉第电磁感应定律当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变化率成正比。 式中的负号反映了感应电动势的方向，是楞次定律的数学表示。 （3）若感应电动势方向沿回路正方向，则关于表达式中的“负号”（1） 先选定回路正方向（2）由此确定回路所包围面 积的正法线方向实验事实闭合回路 ：电动势的实际方向与闭合回路 的正方向相反的正方向：与L 成右手螺旋 ：电动势的实际方向与闭合回路 的正方向一致的正方向：L 的方向§1 法拉第电磁感应定律 当穿过闭合导体回路所限定的面积的磁通量发生变化时，回路中将产生感应电流。感应电动势：电动势的实际方向与选取的正方向无关，与 的增减有关正方向的选取影响 和 的计算结果B通过 N 匝线圈的全磁通回路中的感应电流N 匝相同的线圈组成回路Bb c v fi a d “负号”是楞次定律的数学表示感应电流所激发的磁场总是抵抗或补偿回路中磁通量的变化。楞次定律：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。楞次定律的本质是能量守恒定律? ? ? ? ? ? ? abr? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 例1、导线 a b 弯成如图形状，半径 r = 0.10 m ， B = 0.50 T ,转速 n = 3600 转/分。电路总电阻为1000 ? 。求：感应电动势和感应电流以及最大感应电动势和最大感应电流。解选回路的顺时针方向为环绕方向即正方向b c ixdxa d r ox 例2、一长直导线通以电流 ，旁边有一个共面的矩形线圈 a b c d 。求：线圈中的感应电动势。选回路的顺时针方向为环绕方向即正方向解：感应电动势的分类:根据磁通量变化的不同原因，把感应电动势分为两种情况加以讨论。动生电动势感应电动势感生电动势9.2. 动生电动势b ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? -? ? ? ? ? ? ? ? v? ? ? ? ? ? ? ? f ? ? ? ? ? ? ? ? a 磁场中的导线运动、形状变化而产生的电动势。运动导体内的电子受到洛仑兹力作用i非静电场：? ? ? ? ? ? ? ? b ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?