大学物理(下)13电磁感应1.ppt

§16.1 电磁感应定律 电磁感应—电磁感应定律 大学物理（下） §16.1 电磁感应定律 §16.1.1 电磁感应定律 §16.1.2 电动势 §16.1.3 动生电动势 §16.1.4 感生电动势 小结 返回 1. 电磁感应现象： 奥斯特（1820） 电 磁 生 法拉第（1831） ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ §16.1 电磁感应定律 §16.1.1 电磁感应定律 2、法拉第电磁感应定律 (1)、数学表达式 “-” 表明感应电动势的方向 若回路有 N 匝线圈 （每匝Φm相等） 磁通链数 (2)、感应电流 (3)、感应电量 (4)、感应电动势方向的判定 Ⅰ 楞次定律 回路内感应电流产生的磁场总是企图阻碍回路中磁通量的变化 S B感方向: I感方向:顺时针 例：应用楞次定律判断 I感 方向。 ①. ②. B B感方向: I感方向:顺时针 I感 B感 I感 B感 ?m , ? m , Ⅱ 用 判定感应电动势的方向 ① 首先规定线圈平面法线方向 或线圈 绕行正向（如图）， 二者构成右手关系 磁力线方向与绕行方向构成右手螺旋关系： ② 确定磁通量 ?m的正负: Fm 0 磁力线方向与绕行方向与右手关系相反： Fm 0 ③ 确定感应电动势的方向: Fm增加 Fm 0 Fm 0 Fm减小 |Fm| 增加 |Fm| 减小 与规定相反 与规定一致 ③ 确定感应电动势的方向: (5)、应用法拉第电磁感应定律解题的方法 ① 在回路上先任意规定一个绕行正方向 ② 求回路中的磁通量: ③ 利用 求出 ④ 方向 返回 a b l x dx x o 解： 例1： 求线圈中的感应电动势 返回 非静电力 电源电动势： 把单位正电荷从负极经电源内部移到正极非静电力所作的功 电源 将正电荷从电势低的电源负极移动到电势高的正极 非静电场强 将其它形式的能量转变为电能的装置 电动势是标量，但有供电方向 规定： 负载 返回 §16.1.2 电动势 回路电源： 1、定义 在稳恒磁场中，由于导体的运动而产生的感应电动势 2、动生电动势的特殊表达式 B v §16.1.3 动生电动势 3、动生电动势的一般表达式 B v （1）楞次定律 （2）右手定则 4、计算动生电动势的方法 （1）在导体上任取线元 （3）求导体元上的电动势 （4）由动生电动势定义求解 从而确定 与 之间的夹角 返回 （2）确定 和 的方向， 例2： 已知： 求： 解： （方法1） ε的方向为 方向。 （方法2） “-”负号说明动生电动势的方向与规定的正向相反。 返回 例3： 已知： 求： 解： ? 的方向为 方向（左→右）。 例4： 已知： 求： 解： 设 t = 0 时，? = 0 任意 t 时刻, 返回 交流发电机的工作原理 2、感生电场 麦克斯韦： K 1、定义 导体回路不动，由于磁场变化而产生的感应电动势 在变化的磁场会在周围激发一个变化的电场 感生电场会对置于其中的电荷产生力的作用 ——感生电场力； §16.1.4 感生电动势 —— 感生电场 即是产生感生电动势的非静电力 由电动势定义： 由法拉第电磁感应定律 4、感生电场与变化磁场的关系 3、感生电动势的表达式 静电场 E 感生电场 Er 起源 由静止电荷激发 由变化的磁场激发 电力线形状 电力线为非闭合曲线 电力线为闭合曲线 Er 电场的性质 为保守场作功与路径无关 为非保守场作功与路径有关 静电场为有源场 感生电场为无源场 静电场为有源场 例5： 在长直密绕螺线管中通上交变电流， 若某时刻， 则其内外感生电场怎样分布？ 分析： 由于螺线管轴对称， 所以感生电场 也是轴对称的。 解：在螺线管内选取一同心圆回路L (半径为r )， Er0说明感生电场的方向与规定的正向相反。 并规定正方向（如图） 当在螺线管外，则： 返回