大学物理 电磁感应(08B级打印版).ppt

* * 电源电动势的定义（补充）： R 单位正电荷绕闭合回路一周时，电源中的非静电力所作的功。 回路绕行方向与电动势正方向一致。 一段电路 开路电源的端压与电动势之间的关系 A B 电 磁 感 应 第一节 电磁感应定律 1.电磁感应的基本现象 一.法拉第电磁感应定律 2.法拉第电磁感应定律 叙述:导体回路中的感应电动势与穿过该导体回路的磁通量的变化率的负值成正比。 负号表示感应电流的磁通总是力图阻碍原磁通的变化 关于电动势 的正方向（或回路绕行方向）与回路正法向 的规定：电动势的正方向与回路正法向之间满足右手螺旋关系。 解得： O X v 例：如图，求导体回路中的感应电动势。 L 逆时针 磁通匝链数(或总慈通): 讨论：（1）若有N 匝线圈，令每匝的磁通量为? 1、 ? 2 、 ? 3 ? 若每匝磁通量相同，则 则法拉第电磁感应定律为 (2)感应电量 （3）感应电动势比感应电流更为本质 1、楞次定律的第一种表述：感应电流的磁通总是力图阻碍原磁通的变化。 二、楞次定律（1834年） N S v F F 例：如图，在直导线中突然通以 电流，则线圈如何运动？ 答案：向远处离去，不转动。 2、楞次定律的第二种表述：导体在磁场中由于运动而出现的感应电流所受到的安培力必然阻碍此导体的运动。 v F 感应电流的后果总是与引起感应电流的原因相对抗。 电磁阻尼摆（付科摆） S N 楞次定律实际上是能量 守恒规律在电磁感应现象中的反映 N S 例：发电机的基本原理 O q N O w R i 解： t 第二节 动生电动势与感生电动势 一. 动生电动势 1. 动生电动势公式 v F 提供动生电动势的非静电力是洛仑兹力 v L 例1：求动生电动势。 A B 解： =VBL 导体在匀强磁场中平动，则动生电动势 如： A B 例2：如图，导体棒oa在匀强磁场中绕O点以角速度 在垂直于磁场的平面内转动，求： 及 或者用法拉第 电磁感应定律 解题思路： 例3：法拉第电机，设铜盘的半径为R，角速度为?。求盘心O点与盘边缘间的电势差。 o 结论 例4：如图，金属棒AB在图示平面内绕端点A作匀角速转动，当棒转到与直导线垂直的时刻，求金属棒AB两端的电势差UAB I a A B L 解题思路： O X 洛仑兹力对电子做功的代数和为零。 对电子做正功 反抗外力做功 洛仑兹力的作用并不提供能量，而只是传递能量，即外力克服洛仑兹力的一个分量 所做的功，通过另一个分量 转换为动生电流的能量。实质上表示能量的转换和守恒。 发电机的工作原理就是靠洛仑兹力将机械能转换为电能。 对动生电动势的再讨论 1.迈克斯韦的感生电场假设：变化的磁场要在周围空间激发感生电场（涡旋电场） 二.感生电动势 2、感生电场的环流 S面是 L曲线所包围的面，L的绕行方向与 S面的法线方向成右手螺旋关系。 例：将磁铁插入非金属环中，环内有无感生电动势？有无感应电流？ 而无感生电流。 解：有感生电场存在，有感生电动势存在; 即使不存在导体回路，变化的磁场在其周围空间也激发感生电场，它提供一种非静电力能产生感生电动势　。 涡旋电场与静电场相比 相同处： 对电荷都有作用力； 若有导体存在都能形成电流。 不相同处： 　　　　　涡旋电场不是由电荷激发，而是 由变化磁场激发； 涡旋电场电力线不是有头有尾，而是闭合曲线。 3、一段导线的感生电动势 4、螺线管磁场（圆柱形磁场）变化引起的感生电B R r 内部 外部： O r B R 例1：求无限长螺线管内横截面上直线段MN的感生电动势（已知 ) 解题思路： N M L O h 例2：比较两根直棒上的电动势的大小。 解： 例3：B值减小，画出导线框中的电流方向 第三节 电子感应加速器 涡电流 电子枪 靶 N S 一、电子感应加速器 B t 感生电场方向 小型：几十万eV; 大型：几百MeV; 参考：赵凯华 陈熙谋 电磁学下册 二． 涡 电 流 高频感应炉：冶炼难熔金属及特种合金 铁芯 交 流 电 源 涡流线 电磁阻尼摆 利 第四节 自感应与互感应 符号表示自感电动势力图阻碍原电流变化 L由自身性质决定,而与电流无关。 2、自感系数 （自感系数L可与电容器的电容C相对应） 若为N匝线圈，将上述公式中的磁通改为总磁通，即： L的单位：亨利（H） 1、自感现象 一.自感应 3、自感现象的实验演示 自感电路中电流滋长情况 自感电路中电流衰减情况 A B A 电磁惯性 * * * * *