大學(xué)物理第三篇電磁感應(yīng)(法拉第電磁感應(yīng)定律)

1、第六章第六章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) electromagnetic inductionelectromagnetic induction奧斯特奧斯特 電流磁效應(yīng)電流磁效應(yīng)對稱性對稱性磁的電效應(yīng)？磁的電效應(yīng)？反映了物質(zhì)世界對稱的反映了物質(zhì)世界對稱的 1 1 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 Faraday law of Faraday law of 美美一一. . 現(xiàn)象現(xiàn)象 變化變化 本質(zhì)是電動(dòng)勢本質(zhì)是電動(dòng)勢electromotive force electromotive force (emf(emf) )BvvvRG左面三種情況左面三種情況均可使電流計(jì)均可使電流計(jì)指針擺動(dòng)指針擺動(dòng)第一類第一類

2、第二類第二類二二. . 規(guī)律規(guī)律1. 1. 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動(dòng)勢的大小感應(yīng)電動(dòng)勢的大小iddt2. 2. 楞次定律楞次定律 LenzLenz law law 閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激發(fā)閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。楞次定律楞次定律是能量守恒定律在是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象上的電磁感應(yīng)現(xiàn)象上的具體體現(xiàn)。具體體現(xiàn)。induction emfinduction emf3. 3. 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 配以某些約定的配以某些約定的 或考慮楞次定律的或考慮

3、楞次定律的 iddt 約定約定 首先首先任定任定回路的繞行方向回路的繞行方向規(guī)定規(guī)定電動(dòng)勢方向與繞行方向一致時(shí)為電動(dòng)勢方向與繞行方向一致時(shí)為正正 當(dāng)當(dāng)磁力線方向與繞行方向成右螺時(shí)磁力線方向與繞行方向成右螺時(shí)規(guī)定規(guī)定磁通量為磁通量為正正如均勻磁場如均勻磁場B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B均勻磁場均勻磁場0dtdB 若若繞行方向繞行方向取取如圖所示的回路方向如圖所示的回路方向按約定按約定SdtdB 000電動(dòng)勢的方向電動(dòng)勢的方向與所設(shè)繞行方向一致與所設(shè)繞行方向

4、一致L按約定按約定磁通量取負(fù)磁通量取負(fù)dtdi由由SdtdB正號正號說明說明iS兩種繞行方向得到的結(jié)果相同兩種繞行方向得到的結(jié)果相同 使用使用iddt 意味著約定意味著約定 磁鏈磁鏈 magnetic flux linkagemagnetic flux linkage對于對于N 匝串聯(lián)回路匝串聯(lián)回路 每匝中穿過的磁通分別為每匝中穿過的磁通分別為ii討論討論N，21則有則有Ni21dtddtddtdN21dtdi磁鏈磁鏈 例：直導(dǎo)線通交流電例：直導(dǎo)線通交流電 置于磁導(dǎo)率為置于磁導(dǎo)率為 的的介質(zhì)中介質(zhì)中求：與其共面的求：與其共面的N匝矩形回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢匝矩形回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢解：設(shè)當(dāng)解：設(shè)當(dāng)I

5、 I 0 0時(shí)，電流方向如圖時(shí)，電流方向如圖LINNBdSSladtIIsin0已知已知其中其中 I0 和和 是大于零的常數(shù)是大于零的常數(shù)設(shè)回路設(shè)回路L方向如圖方向如圖xo建坐標(biāo)系如圖建坐標(biāo)系如圖在任意坐標(biāo)處取一面元在任意坐標(biāo)處取一面元sdsdNN B dSSldxxINadd2N Ildad2lnNI ltdad02sinlndadtlNIrlncos200SBdsNdtdi交變的交變的電動(dòng)勢電動(dòng)勢LIladxosddadtlNIrilncos200t 2t普遍普遍0i ii000aBbiddt 適用于一切產(chǎn)生電動(dòng)勢的回適用于一切產(chǎn)生電動(dòng)勢的回路路例例 在空間均勻的磁場中在空間均勻的磁場中 BBz討論討論ibavB dl 適用于切割磁力線的導(dǎo)體適用于切割磁力線的導(dǎo)體iiddvBdliabL設(shè)設(shè)導(dǎo)線導(dǎo)線ab繞繞Z軸以軸以 勻速旋轉(zhuǎn)勻速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線導(dǎo)線ab與與Z軸夾角為軸夾角為 abzBL求：導(dǎo)線求：導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢中的電動(dòng)勢解：建坐標(biāo)如圖解：建坐標(biāo)如圖vBvBvBrBlBsincosvBdl Bldlsin2iiLdBldlsin2022sin2