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第三章 —— 电磁感应 电磁场的相对论变换 * * 《电磁学》多媒体教学课件 西安电子科技大学理学院 第三章 电磁感应 电磁场的相对论变换 §1 电磁感应定律 §2 动生电动势和感生电动势 §3 磁矢势与磁场中带电粒子的动量 §4 电磁场的相对论变换 §5 互感和自感 §1 电磁感应定律 法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学家和化学家.他创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的.他是电磁理论的创始人之一，于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，以及光的偏振面在磁场中的旋转. §1 电磁感应定律 当穿过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 §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 例：直导线通交流电 置于磁导率为? 的介质中 求：与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势 解：设当I ? 0时，电流方向如图 已知 其中 I0 和? 是大于零的常数 设回路L方向如图， 建坐标系如图 在任意坐标处取一面元 §1 电磁感应定律 x dx §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 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 四 涡电流和电磁阻尼 感应电流不仅能在导电回 路内出现， 而且当大块导体与磁场有相对运动或处在变化的磁场中时，在这块导体中也会激起感应电流.这种在大块导体内流动的感应电流,叫做涡电流 , 简称涡流. 应用： 热效应、电磁阻尼效应. §2 动生电动势和感生电动势 引起磁通量变化的原因 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 电动势 + - I 闭合电路的总电动势 : 非静电的电场强度. §2 动生电动势和感生电动势 一、动生电动势 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + O P 设杆长为 动生电动势的非静电力场来源 洛伦兹力 - - - ++ 平衡时 §2 动生电动势和感生电动势 求动生电动势的一般步骤： （1）规定一积分路线的方向，即 方向。 （2）任取 线元，考察该处 方向 以及 的正负 （3）利用 计算电动势 说明电动势的方向与积分路线方向相同 说明电动势的方向与积分路线方向相反 §2 动生电动势和感生电动势 解 例1 一长为 的铜棒在磁感强度为 的均匀磁场中,以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端转动，求铜棒两端的感应电动势. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + o P （点 P 的电势高于点 O 的电势） 方向 O P §2 动生电动势和感生电动势 例2 一导线矩形框的平面与磁感强度为 的均匀磁场相垂直.在