电磁感应electromagneticinduction奥斯特电流磁效应.pptVIP

* 第三章 电磁感应 electromagnetic induction 奥斯特 电流磁效应 对称性 磁的电效应？ 反映了物质世界对称的 §1 法拉第电磁感应定律 一.电磁感应现象 美 0 10 20 30 40 G 磁铁与线圈相对运动时的电磁感应现象 0 10 20 30 40 G S N 金属棒在磁场中作切割磁力线运动时 的电磁感应现象 电池 BATTERY 0 10 20 30 40 G 回路1 回路2 当回路1中的电流变化时， 在回路2中出现感应电流。 二. 规律 1. 法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小 2. 楞次定律 Lenz law 闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发 的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的 具体体现。 3. 法拉第电磁感应定律 约定 ? 首先任定回路的绕行方向 规定电动势方向与绕行方向一致时为正 ? 当磁力线方向与绕行方向成右手螺旋时 规定磁通量为正 分四种情况讨论： d d t ＞ 0 Φ ＞ 0 1.若 ， Φ ε i ＜ 0 由定律得 ε i 与L方向相反。 ε ＞ i 0 由定律得 ε i 与L方向相同。 d d t ＜ 0 Φ ＞ 0 2.若 ， Φ n Φ L 绕 行 方 向 绕 行 方 向 n Φ L ε i ε i 若有N 匝导线 ε i = d d t Φ N ψ d = d t Φ = ψ N 磁通链数 感应电流: = R 1 d d t Φ d Φ = N d t ( ) d d t Φ Φ ＜ 0， ＞ 0 3. ＜ d d t Φ Φ ＜ 0， 0 4. ε I R i = i 例：直导线通交流电 置于磁导率为? 的介质中 求：与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势 解：设当I ? 0时，电流方向如图 已知 其中 I0 和? 是大于零的常数 设回路L方向如图 建坐标系如图 在任意坐标处取一面元 交变的电动势 0 把感应电动势分为两种基本形式 ? 动生电动势 motional emf ? 感生电动势 induced emf 下面 从场的角度研究电磁感应 电磁感应对应的场是电场 ?它可使静止电荷运动 　 研究的问题是： 动生电动势的非静电场？ 感生电动势的非静电场？性质？ §2 动生电动势 一. 典型装置 1.中学：单位时间内切割磁力线的条数 由楞次定律定方向 均匀磁场 导线 ab在磁场中运动 电动势怎么计算？ 2. 法拉第电磁感应定律 建坐标如图 均匀磁场 设回路L方向如图 负号说明电动势方向与所设方向相反 3. 由电动势与非静电场强的积分关系 非静电力－－洛仑兹力 0 ? 适用于一切产生电动势的回路 例1 在空间均匀的磁场中 讨论 ? 适用于切割磁力线的导体 ? 设 导线ab绕Z轴以? 匀速旋转 导线ab与Z轴夹角为? 求：导线ab中的电动势 解：建坐标如图 在坐标 处取 该段导线运动速度垂直纸面向内 运动半径为 0 方向从 a ? b 1. 选择 方向； dl 2. 确定 的方向； v × B 3. 确定 dl 所在处的 及 v B ； = v B d l cos 0 0 = v B L ＜ 0 B v × 例2 直金属杆在均匀磁 场中作切割磁力线运动。 求：动生电动势。 v × B 4. 确定 dl 与 的夹角； 与 i d l 方向相同 ， e i = v B d l e v + + + + + + + + + + + + + B dl i e . d i = v × B ( ) d l d l e 5. 确定 d i i 及 e e