大学物理第八章 电磁感应.ppt

§8.1 电磁感应定律 §8.2 动生电动势和感生电动势 8-7, 8-14, 8-18 作业 本章基本要求 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 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 §8.1 电磁感应定律 英国物理学家和化学家，电磁理论的创始人之一. 创造性地提出场的思想，最早引入磁场这一名称. 发现电磁感应现象(1831)，电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，及光的偏振面在磁场中的旋转. 法拉第 (Michael Faraday, 1791－1867) 电动势 electromotive force 整个回路都有非静电力 仅靠静电力不能维持电流 需非静电力把正电荷不断 从低电势处运到高电势处。 + - 电源 非静电场场强： 电动势? ：把单位正电荷从电源负极通过内电路移到正极，非静电力所作的功 U低 U高 一. 电磁感应现象 恒定磁场中运动的导体 运动的磁铁 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值 二. 电磁感应定律 国际单位制 韦 伯 伏 特 (1) 感应电动势的方向 与回路取向相反 N S 法线与回路成右螺旋的曲面 S 磁铁靠近线圈 右图中 算磁通量 S 选定回路正向， 取以回路为边界、 B 磁链 (2) 闭合回路由 N 匝密绕线圈组成 (3) 若闭合回路电阻为 R ，则感应电流为 N S 三. 楞次定律 闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因 (反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等) N S 用楞次定律判断感应电流方向 N S 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。外力克服安培力做功转化为焦耳热. 机械能 焦耳热 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × a b 例：在匀强磁场中, 面积为 S 的N 匝线圈绕轴以角速度 ? 匀速转动。求线圈中的感应电动势。 解： 设 t=0 时, 与 同向 定义 则 交流电 (2) 导体不动，磁场变化 §8.2 动生电动势和感生电动势 (1) 稳恒磁场中的导体运动 , 或者 回路面积变化、取向变化等 引起磁通量变化的原因： 动生电动势 感生电动势 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × O P 一. 动生电动势 动生电动势的非静电力是洛伦兹力 - - - ++ 平衡时 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × O P 计算混合积 围成的 体积 成右螺旋 解： 例1：在磁感强度为 B 的均匀磁场中，长为 L 的铜棒以角速度 ? 在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端 o 转动，求铜棒两端的感应电动势 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × o P 的方向 o ?P 例2：导线矩形框的平面与磁感强度为 B 的均匀磁场垂直。矩形框上有一质量 m、 长 l 的可移动的细导体棒 MN; 矩形框还接有电阻 R，其阻值远大于导线电阻。开始时，细导体棒以速率 v0 沿矩形框运动。试求棒的速率随时 间变化的函数关系 + + + + + + 方向沿 ox 轴反向 解：如图建立坐标 棒中 且由 M ?N + + + + + + 例 3：圆盘发电机。一半径为 R1 的铜薄圆盘放在磁感强度为 B 的均匀磁场中，盘面与磁场垂直。圆盘以角速率 ? 绕通过盘心、垂直的金属轴 O 转动 , 轴半径为 R2。 有两个