121电磁感应定律1028.ppt

* 第十二章 电磁感应 电磁场 12 - 1 电磁感应定律 * 练习七 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. 电磁感应定律的发现，不但找到了磁生电的规律，更重要的是它揭示了电和磁的联系，为电磁理论奠定了基础。并且开辟了人类使用电能的道路。成为电磁理论发展的第一个重要的里程碑。 一 电磁感应现象 电磁感应现象--当回路磁通量发生变化时在回路中产生感应电动势的现象。其电流叫感应电流。 关于磁通量的变化 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 N S 二、 楞次定律 （2）表述：闭合回路中感应电流的方向，总是企图使感应电流本身所产生的通过回路中的磁通量，去补偿或反抗引起感应电流的磁通量的改变。 （1）作用：判定感应电流的方向。 N S N S 用楞次定律判断感应电流方向 N S N S 用楞次定律判断感应电流方向 （3）用楞次定律判别感应电动势（或感应电流）的步骤： C）用右手螺旋定则来确定感应电动势（或感应电流）的方向。 A）明确 的方向及变化情况（ 或 ） B）用 阻止 变化的规律确定 的方向。 I ? · （电源内部感应电动势与感应电流方向一致） N S N S N S N S 违反能量守恒定律 不违反能量守恒定律 （4）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 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 感应电流的结果总是 与引起感应电流的原 因相对抗。 大量事实证明： 不论何种原因，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. 三 电磁感应定律 国际单位制 韦伯 伏特 说明：1、 “一”表示εi的方向，是楞次定律的数学表述。 如何确定感应电动势的方向？ 选定回路的绕行方向 定回路的法线方向，与绕行方向成右手螺旋 判定 以及 的正负 L L L L 2、通过回路任意截面的电量 若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为 时间内，流过回路的电荷 通过某个截面的感应电荷只与磁通量的改变有关 发明磁通计 3、闭合回路由 N 匝密绕线圈组成 令 称为线圈的磁通链数 通过每个线圈的磁通量分别为 若线圈有N匝，各匝线圈通过的磁通相同： 变压器 铁心 扼流圈 铁心 线圈中的感应电动势等于线圈磁链对时间的导数的负值。 4、注意和说明： （1）“不论何种原因” B、S、cosθ三者之中任一个量变化，都会产生εi （2）a、若回路闭合，则有Ii、 εi b、若回路不闭合，则只有εi、无 Ii、 （3）εi方向，从低电位指向高电位 a b εi 5、求 εi ： （1）基本原理：法拉第电磁感应定律 方法有两种： a）先求大小， 后用楞次定律判定 b）大小和方向全由法拉第电磁感应定律求出。 （2）解题步骤：法拉第电磁感应定律 a）任意规定一个正方向； b）确定法向n的方向，由n的方向确定Φm及其变 化率的正负； c）利用 计算， + _ 若 则表示，εi的方向与规定的 同向 反向 例1：一载流长直导线通以电流 离 导线距离为a处有一底为b，高为C的与长直导 线共面的三角形线圈。已知Im=10A，?=314/s a=5cm，b=7cm，c=12cm。求线圈中的感应电 动势。 解： （建立坐标系oxy） 1）约定：磁通正方向与感应 电动势符合右手螺旋关系。 ? a b c 2）求 分割成小面元dS o Y X 2）求 ? a b c o Y X 2）求 o Y X ? a b c o Y