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第八章 电磁感应 电磁场 物理学 第五版 第 八 章 电磁感应 电 磁 场 本章目录 8-0 教学基本要求 8-1 电磁感应定律 8-2 动生电动势和感生电动势 8-3 自感和互感 *8-4 R L电路 8-5 磁场的能量 磁场能量密度 8-6 位移电流 电磁场基本方程的积分形式 一 掌握并能熟练应用法拉第电磁感应定律和楞次定律来计算感应电动势，并判明其方向。 二 理解动生电动势和感生电动势的本质。了解有旋电场的概念。 三 了解自感和互感的现象，会计算几何形状简单的导体的自感和互感。 8-0 教学基本要求 四 了解磁场具有能量和磁能密度的概念，会计算均匀磁场和对称磁场的能量。 五 了解位移电流和麦克斯韦电场的基本概念以及麦克斯韦方程组(积分形式)的物理意义。 8-0 教学基本要求 英国物理学家和化学家，电磁理论的创始人之一。 他创造性地提出场的思想，最早引入磁场这一名称。1831年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，及光的偏振面在磁场中的旋转。 法拉第（Michael Faraday, 1791－1867） 8-1 电磁感应定律 电 流 磁 场 电磁感应 产生 ? 1831年法拉第 感应电流 实验 8-1 电磁感应定律 静电场 稳恒磁场 不随时间变化 随时间变化 变化的电磁场 一 电磁感应现象 回路某一部分相对磁场运动或回路发生形变使回路中磁通量变化而产生电流 回路静止而磁场变化使回路中磁通量变化而产生电流 两种情况： 8-1 电磁感应定律 R 1 2 ε G m Φ 法拉第发现：当通过导线回路中的磁通量变化时，回路中就会出现所谓的感应电流，而产生感应电流的电动势称为感应电动势。 8-1 电磁感应定律 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。 二 电磁感应定律 国际单位制 韦 伯 伏 特 8-1 电磁感应定律 (1) 闭合回路由 N 匝密绕线圈组成 磁通匝数 (磁链) (2) 若闭合回路的电阻为R，感应电流为 8-1 电磁感应定律 磁通计 ② 从全电路欧姆定律出发——电路中有电流就必定有电动势，故感应电流应源于感应电动势。 ① 从电磁感应本身来说：电磁感应直接激励的是感应电动势。 感应电动势 形成 8-1 电磁感应定律 说明： (3) 感应电动势的方向 与回路取向相反 与回路成右螺旋 N S 8-1 电磁感应定律 若 与回路取向相同 若 N S 三 楞次定律 闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因(反抗相对运动、磁场变化或 线圈变形等)。 8-1 电磁感应定律 注意： “反抗”的是磁通的变化，而不是磁通本身。 a、明确穿过闭合回路的原磁场方向； c、按右手法则由感应电流磁场的方向来确定感应电流的方向。 b、根据磁通量的变化 ，按照楞次定律确定感应电流的磁场方向； 用楞茨定律判断感应电流方向的方法 8-1 电磁感应定律 楞次定律是能量守恒定律的一种表现。 维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热。 机械能 焦耳热 例如 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 8-1 电磁感应定律 例 在匀强磁场中，置有面积为 S 的可绕 轴转动的N 匝线圈。若线圈以角速度 作匀速转动。求线圈中的感应电动势。 8-1 电磁感应定律 解 设 时, 与 同向, 则 令 则 8-1 电磁感应定律 交流电 (1) 稳恒磁场中的导体运动 ，或者回路面积变化、取向变化等 动生电动势 (2) 导体不动，磁场变化 感生电动势 引起磁通量变化的原因： 8-2 动生电动势和感生电动势 电动势 + - I 闭合电路的总电动势 : 非静电的电场强度。 8-2 动生电动势和感生电动势 × × × × ×