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第三章 —— 电磁感应 例题 例题 例题 例题 O 解：由螺线管的磁场分布可知涡旋电场对称分布 时，取如图所示的回路 负号代表电场方向沿逆时针方向 O 时，取如图所示的回路 电场方向和绕行方向相同，沿逆时针方向 例题 圆柱状匀强磁场强度B随时间变化， ，k为大于零的常数。圆柱半径为R，线段ab长度等于R，如图放置，求线段ab上的感生电动势。 解：补上两个半径oa和bo, 与ab构成回路obao o a b 因为 所以 §2 动生电动势和感生电动势 §3 互感和自感 一 互感 在 电流回路中所产生的磁通量 在 电流回路 中所产生的磁通量 互感系数仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围的磁介质有关（无铁磁质时为常量）. 注意 互感系数 §3 互感和自感 问：下列几种情况互感是否变化？ 1）线框平行直导线移动； 2）线框垂直于直导线移动； 3）线框绕 OC 轴转动； 4）直导线中电流变化. O C 互感电动势 §3 互感和自感 例 在一个无限长直线旁边有一个矩形线圈，几何尺寸和相对位置如图所示。试求互感系数。 a b l 解：设长直导线载流I1，则有： 矩形线圈中的磁通量为 r dr I1 b §3 互感和自感 二 自感 穿过闭合电流回路的磁通量 1）自感系数 若线圈有 N 匝， 自感 总磁通 无铁磁质时, 自感系数仅与线圈形状、磁介质及 N 有关. 注意 §3 互感和自感 当 时， 2）自感电动势 自感 单位：1 亨利 （ H ）= 1 韦伯 / 安培 （1 Wb / A） * * 第三章 电磁感应 What？什么叫电磁感应？ 电磁感应现象 Why？为什么要研究电磁感应？ How？如何进行研究？ 电生磁，磁生电？ 研究电磁感应的意义何在？ 电磁感应规律 绪论： 电磁学理论 实际应用： 发电机、变压器、通讯电子元件、自动化仪表 法拉第定律 愣次定律 第三章 电磁感应 §1 电磁感应定律 §2 动生电动势和感生电动势 §3 互感和自感 §4 电磁能 主要内容： §1 电磁感应定律 结论：当穿过闭合回路所围曲面的磁通量发生变化，回路上要产生感应电动势。 B 变, 回路形状或方位变, 都会产生感应电动势. 一、电磁感应现象 N S V N S I（t） B （电磁感应现象的四个实验）P152 电动势 + - I 闭合电路的总电动势 : 非静电的电场强度. §1 电磁感应定律 一、电磁感应现象 感应电动势和感应电场 §1 电磁感应定律 二、法拉第定律 当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中的电动势等于磁通量随时间的变化率反号。即： 多匝导体线圈的感应电动势： 感应电流： 磁链 只有感应电流时流过导线的电荷的电量 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + §1 电磁感应定律 三、楞次定律 感应电流有确定的方向，它所产生的磁场方向总是在抵消或补偿引起感应电流的磁通量变化的方向上。 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的体现。 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 §1 电磁感应定律 法拉第（Michael Faraday, 1791-1867) 成长道路艰辛而曲折，科学贡献广泛而巨大。 成长历程： 1791年9月22日, 生于纽温敦(Newington, Surrey, England)； 由于家境贫寒，20岁之前都在一个装订厂打工，不过他阅读了装订的每本书； 21岁时听了皇家学院戴维演讲，去谋职，遭拒； 后又将戴维演讲稿笔记加以阐述，装订后再次寄去求职，被录用； 戴维赏识其才华，由门卫提升为助手。并带其去欧洲旅游2年多，遍访名家； 取得大量学术成果，工作13年后，成为皇家学院实验室主任。 §1 电磁感应定律 科研成果： 化学领域：研究氯, 发现了碳(carbon)的两种新氯化物(chlorides)；发现了“苯”； 他发现磁致旋光度(magnetic optical rotation), 并在1821年发明了世界第一架发电机(dynamo)； 1831年, 他发现并发表电磁感应