第18章_电磁感应.ppt

1 第16章 电磁感应 §16-1 电磁感应定律 §16-2 动生电动势 感生电动势 §16-3 电子感应加速器 涡电流 §16-4 自感与互感 §16-5 磁场能量 磁悬浮列车 首 页 上 页 下 页 退 出 2 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. 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. 3 前面所讨论的都是不随时间变化的稳恒场 　我们现将研究随时间变化的磁场，电场，以进一步揭示电与磁的联系。 4 1820年，奥斯特发现电流的磁效应 对称性 1831年,法拉第经过十年不懈的探索从实验得出: 当通过一个闭合回路所包围的面积的磁通量发生变化时，回路中就产生电流（称为感应电流）。 由于磁通量的变化而产生电流的现象称为电磁感应现象。 电动势 电源 将单位正电荷从电源负极推向电源正极的过程中，非静电力所作的功 定义 表征了电源非静电力作功本领的大小 反映电源将其它形式的能量转化为电 能本领的大小 非静电性场强 • • 对闭合电路 6 法拉第简介 （Michael Faraday,1791-1867) 7 1812年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实验室当助理研究员。这年底，作为助手和仆人，他随戴维到欧洲大陆考察漫游，结识了不少知名科学家，如安培、伏打等，这进一步扩大了他的眼界。1815年春回到伦敦后，在戴维的支持和指导下作了好多化学方面的研究工作。1821年开始担任实验室主任，一直到1865年。1824年，被推选为皇家学会会员。次年法拉第正式成为皇家学院教授。1851年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被他坚决推辞掉了。1867年8月25日，他坐在书房的椅子上安祥地离开了人世。遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻了名字和生死年月。 8 法拉第简介（Michael Faraday,1791-1867) 2.主要工作 1821年法拉第读到了奥斯特的描述他发现电流磁效应的论文《关于磁针上的电碰撞的实验》。该文给了他很大的启发，使他开始研究电磁现象。经过十年的实验研究（中间曾因研究合金和光学玻璃等而中断过），在1831年，他终于发现了电磁感应现象。 1833年，法拉第发现了电解定律，1837年发现了电解质对电容的影响，引入了电容率概念。1845年发现了磁光效应，后又发现物质可分为顺磁质和抗磁质等。 9 1831年法拉第总结出以下五种情况都可产生感应电流：变化着的电流，运动着的恒定电流，在磁场中运动着的导体，变化着的磁场，运动着的磁铁。  变化,本质是产生电动势 electromotive force(EMF) §18-1 电磁感应定律 一、 法拉第电磁感应定律 10 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 总结起来，可以分为两种情况： 11 2、法拉第电磁感应定律 (１）感应电动势的概念 ①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。 ②从电磁感应本身来说：电磁感应直接激励的是感应电动势。 如何定量计算感应电动势的大小？ 12 ( ２）法拉第电磁感应定律 ③若为N 匝线圈，则 式中=N 称作磁通匝链数，简称磁链。 ①在SI制中 K=1 ②式中的负号是楞次定律的数学表示 13 二、楞次定律 *：注意其“补偿”的是磁通的变化，而不是磁通本身。 １、定律内容： 　闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使得这感应电流在回路中所产生的磁通去补偿（或反抗）引起感应电流的磁通的变化。 14 2、感应电流方向的判断 3、楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。 确定外磁场方向→分析磁通量的增减△ m→运用“反抗磁通量的变化”判断感应电流磁场的方向→运用右手缧旋法则确定感应电流方向（即感应电动势方向）。 楞次定律的应用 法拉第的实验规律 • 16 17 解 18 交流电 19 §18-2 动生电动势 感生电动势 感应电动势的非静电力实质？ 表明对应于磁通变化的两种方式，其产生电动势的非静电力的实质是不同的。 一是磁场不变,回路的一部分相对磁场运动或回路面积发生变化致使回路中磁通量变化而产生的感应