高二物理競賽電磁感應(yīng)課件

電磁感應(yīng)第17章電磁感應(yīng)17.1電磁感應(yīng)定律17.2動(dòng)生電動(dòng)勢17.3感生電動(dòng)勢和感應(yīng)電場17.5互感應(yīng)（自學(xué)）17.4自感應(yīng)17.6磁場的能量17.7麥克斯韋方程組17.0電動(dòng)勢電源、非靜電力+–如圖，在導(dǎo)體中有穩(wěn)恒電流流動(dòng)就不能單靠靜電場，必須有非靜電力把正電荷從負(fù)極板搬到正極板才能在導(dǎo)體兩端維持有穩(wěn)恒的電勢差，在導(dǎo)體中才有穩(wěn)恒的電場及穩(wěn)恒的電流。

提供非靜電力的裝置就是電源，如化學(xué)電池、硅（硒）太陽能電池，發(fā)電機(jī)等。實(shí)際上電源是把其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。靜電力欲使正電荷從高電位到低電位。非靜電力欲使正電荷從低電位到高電位。靜電場不可能提供電路中消耗的能量（電荷繞回路一周電場力做的功為零）17.0電動(dòng)勢電動(dòng)勢

定義:描述電源非靜電力作功能力大小的量，就是電源電動(dòng)勢。電源內(nèi)部電流從負(fù)極板到正極板叫內(nèi)電路。電源外部電流從正極板到負(fù)極板叫外電路。+–把單位正電荷從負(fù)極板經(jīng)內(nèi)電路搬至正極板，電源非靜電力做的功。為了便于計(jì)算，規(guī)定的方向由負(fù)極板經(jīng)內(nèi)電路指向正極板，即正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（電流的方向！）。+–單位：焦耳/庫侖=（伏特）越大表示電源將其它形式能量轉(zhuǎn)換為電能的本領(lǐng)越大。其大小與電源結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外電路無關(guān)。電動(dòng)勢內(nèi)電路非靜電力因?yàn)殡娫赐獠繘]有非靜電力，所以可寫為：一.電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流與N-S的極性、速度有關(guān)與有無磁介質(zhì)、速度、電源極性有關(guān)與有無磁介質(zhì)、開關(guān)速度、電源極性有關(guān)17.1電磁感應(yīng)定律實(shí)驗(yàn)表明：穿過導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，此現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。感應(yīng)電流與的大小、方向，及截面積變化大小有關(guān)。感應(yīng)電流與的大小、方向，及線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度大小方向有關(guān)。共同因素：穿過導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。二.電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律

其中為回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢（為回路中載流子提供能量）在上述諸種現(xiàn)象中，回路中的感應(yīng)電流也是一種帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)，但這里的定向運(yùn)動(dòng)并不是靜電場力作用于帶電粒子而形成的。因?yàn)樵陔姶鸥袘?yīng)的實(shí)驗(yàn)中并沒有靜止的電荷作為靜電場的場源，感應(yīng)電流應(yīng)該是回路中的一種非靜電力對(duì)帶電粒子作用的結(jié)果。我們也用電動(dòng)勢來描述這種非靜電力。換一種說法就是：當(dāng)穿過導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在回路中產(chǎn)生了電動(dòng)勢，此電動(dòng)勢即為感應(yīng)電流產(chǎn)生的原因。“集總”、“分布”1）任一回路中：其中B,,S有一個(gè)量發(fā)生變化,回路中就有存在。2）“–”表示感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，和都是標(biāo)量，方向只是相對(duì)回路的繞行方向而言。如下所示：與假定方向相反若,則<0若,同向則>0則>0若||,同向說明:反向若||,則<0三.楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的定律。感應(yīng)電動(dòng)勢總具有這樣方向，即：使它產(chǎn)生的感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁場去阻礙引起該感應(yīng)電動(dòng)勢的磁通量的變化.應(yīng)用此定律時(shí)應(yīng)注意（判斷感應(yīng)電動(dòng)勢方向的方法）：1）磁場方向及分布；定律：2）發(fā)生什么變化？3）確定感應(yīng)電流激發(fā)磁場的方向；4）由右手定則從激發(fā)B方向來判斷感應(yīng)電流或的方向。一般由d/dt

的大??；由楞次定律

的方向。B變S不變B不變S變感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。這個(gè)原因包括引起磁通量變化的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或回路的形變。

保證了電磁現(xiàn)象中的能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的正確，并且也確定了電磁“永動(dòng)機(jī)”是不可能的。

正是外界克服阻力作功，將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成回路中的電能注：楞次定律中“阻礙”與法拉第定律中“–”號(hào)對(duì)應(yīng)。NS若沒有負(fù)號(hào)“–”或不是反抗將是什么情形？

過程將自動(dòng)進(jìn)行，磁鐵動(dòng)能增加的同時(shí)，感應(yīng)電流增加，而i，又導(dǎo)致

i…而不須外界提供任何能量。電磁永動(dòng)機(jī)

事實(shí)上，不可能存在這種能產(chǎn)生如此無境止電流增長的能源！四.電磁感應(yīng)定律的一般形式若回路由N匝線圈組成：

若1=2=···=N=，則=N，叫做磁鏈

=－Nd/dt。其中=1+2+···+N，回路中相應(yīng)的感應(yīng)電流：全磁通

單位：Wb（韋伯）的變化方式：法拉第電磁感應(yīng)定律：

是回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢導(dǎo)體回路不動(dòng)，B變化~~感生電動(dòng)勢導(dǎo)體回路運(yùn)動(dòng)，B不變~~動(dòng)生電動(dòng)勢17.2動(dòng)生電動(dòng)勢產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢的機(jī)制(1)等效非靜電場Ek：導(dǎo)線ab在外磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab內(nèi)自由電子受到磁場力作用：類比靜電場：定義非靜電場：方向正電荷受力方向。(2)動(dòng)生電動(dòng)勢定義：大小+-f2uv(3)誰為回路提供電能？的出現(xiàn)是什么力作功呢？電子同時(shí)參與兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)：方向，隨導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)；方向,在導(dǎo)體內(nèi)漂移形成電流。電子受到的總洛侖茲力：——洛侖茲力不作功。VF即：顯然：f1作正功。

f2作負(fù)功。