電磁感應(yīng)定律

關(guān)于電磁感應(yīng)定律第1頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§11-1電磁感應(yīng)的基本規(guī)律一電磁感應(yīng)現(xiàn)象1電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)一閉合回路所包圍的面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就產(chǎn)生電流，這種電流被稱(chēng)為感應(yīng)電流，這一現(xiàn)象被稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象NS第2頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2楞次定律

回路中感應(yīng)電流的方向，總是使感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場(chǎng)來(lái)阻止或補(bǔ)償引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。NS

二法拉第電磁感應(yīng)定律導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路的磁通量的變化率成正比式中k是比例常數(shù)，在(SI)制中k=1NS

第3頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因——楞次定律++是通過(guò)回路的磁通量，代表的意義？與有何區(qū)別？（2）*只要閉合導(dǎo)體回路磁通量發(fā)生變化就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。第4頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）N匝線圈串聯(lián)時(shí)的法拉第電磁感應(yīng)定律N匝相同線圈串聯(lián)組成回路,若通過(guò)每個(gè)線圈的磁通量相同B若閉合回路中電阻為R產(chǎn)生的感應(yīng)電荷稱(chēng)為線圈的磁通鏈數(shù)第5頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用例11-1直導(dǎo)線通交流電置于磁導(dǎo)率為

的介質(zhì)中,已知:求：與其共面的矩形回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)其中

I0和

是大于零的常數(shù)解：alx第6頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)中，有一運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體線框，導(dǎo)體線框與載流導(dǎo)線共面，求線框運(yùn)動(dòng)到距導(dǎo)線距離為l0時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。解通過(guò)面積元的磁通量（方向順時(shí)針?lè)较颍├?1-2第7頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電動(dòng)勢(shì)電源將單位正電荷從電源負(fù)極推向電源正極的過(guò)程中，非靜電力所作的功定義

表征了電源非靜電力作功本領(lǐng)的大小反映電源將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小非靜電性場(chǎng)強(qiáng)??對(duì)閉合電路第8頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§11-2

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)兩種不同機(jī)制

相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室參照系，若磁場(chǎng)不變，而導(dǎo)體回路運(yùn)動(dòng)（切割磁場(chǎng)線）—?jiǎng)由妱?dòng)勢(shì)相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室參照系，若導(dǎo)體回路靜止，磁場(chǎng)隨時(shí)間變化—感生電動(dòng)勢(shì)一.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)電子受洛倫茲力——非靜電力??+-直導(dǎo)線在均勻場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，三者相互垂直。第9頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）非靜電場(chǎng)強(qiáng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的一般情況

2）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)B+-?結(jié)論：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)是洛倫茲力,

洛倫茲力是形成動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力。第10頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例11.3在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B

中，長(zhǎng)R

的銅棒繞其一端

O在垂直于

B

的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為

OR求棒上的電動(dòng)勢(shì)解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)dl方向二動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算第11頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例11-4如圖金屬桿AB以速度v

平行于長(zhǎng)直載流導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I.

求：金屬桿AB中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。解：第12頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)：P10311-3,4,5第13頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§11-3

感生電動(dòng)勢(shì)渦旋電場(chǎng)感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）一感生電動(dòng)勢(shì)

*麥克斯韋的假設(shè)：

變化磁場(chǎng)在其周?chē)ぐl(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)就稱(chēng)為感生電場(chǎng)第14頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)一個(gè)半徑為R的長(zhǎng)直載流螺線管，內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度為，若為大于零的恒量。求管內(nèi)、外的感應(yīng)電場(chǎng)。例11-6求軸對(duì)稱(chēng)分布的變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)解：第15頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月求管外的感應(yīng)電場(chǎng)。第16頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例11-7

一被限制在半徑為R

的無(wú)限長(zhǎng)圓柱內(nèi)的均勻磁場(chǎng)B，B

均勻增加，B

的方向如圖所示。求導(dǎo)體棒ON、CD的感生電動(dòng)勢(shì)解方法一(用感生電場(chǎng)計(jì)算):方法二(用法拉第電磁感應(yīng)定律):(補(bǔ)順時(shí)針回路ODCO)第17頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§11-4

自感與互感一自感I(t)B(t)

F(t)自感系數(shù)L—自感系數(shù)與線圈大小、形狀、周?chē)橘|(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)；與線圈是否通電流無(wú)關(guān)線圈反抗電流變化的能力,一種電慣性的表現(xiàn)IB第18頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)式中的負(fù)號(hào)表示自感電流反抗線圈中電流變化(2)L越大對(duì)同樣的電流變化自感電流就越大即回路中電流越難改變3、自感電動(dòng)勢(shì)IB第19頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、自感系數(shù)的計(jì)算假設(shè)電路中流有電流I,IB

，再計(jì)算

L=/I例11-8求單層密繞長(zhǎng)直螺線管的自感已知l、N、S、解:

設(shè)回路中通有電流IL僅與回路、介質(zhì)有關(guān)I第20頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二互感互感電動(dòng)勢(shì)互感系數(shù)線圈1內(nèi)電流的變化，引起線圈2內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)12第21頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月18.05.2023

例11-11

在磁導(dǎo)率為的均勻無(wú)限大的磁介質(zhì)中，一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線與一寬、長(zhǎng)分別為b

和l

的矩形線圈共面，直導(dǎo)線與矩形線圈的一側(cè)平行，且相距為.求二者的互感系數(shù).解設(shè)長(zhǎng)直導(dǎo)線通電流第22頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§11-5

磁場(chǎng)能量與磁場(chǎng)能量密度一磁場(chǎng)能量磁場(chǎng)能量密度第23頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解根據(jù)安培環(huán)路定理,螺繞環(huán)內(nèi)取體積元例11-12一由N

匝線圈繞成的螺繞環(huán)，通有電流

I

，其中充有均勻磁介質(zhì)求磁場(chǎng)能量Wm第24頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

麥克斯韋假設(shè)

電場(chǎng)中某一點(diǎn)位移電流密度等于該點(diǎn)電位移矢量對(duì)時(shí)間的變化率.

位移電流密度

位移電流§11-6

位移電流第25頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）全電流是連續(xù)的；（2）位移電流和傳導(dǎo)電流一樣激發(fā)磁場(chǎng)；（3）傳導(dǎo)電流產(chǎn)生焦耳熱，位移電流不產(chǎn)生焦耳熱.++++----

全電流注意：傳導(dǎo)電流密度位移電流密度安培環(huán)路定理第26頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3

麥克斯韋方程組的積分形式

（Maxwellequations）麥克斯韋方程組電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)是有源場(chǎng)變化磁場(chǎng)可以激發(fā)渦旋電場(chǎng)傳導(dǎo)電流和變化電場(chǎng)可以激發(fā)磁場(chǎng)磁感線是閉合的第27頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、法拉第電磁感應(yīng)定律二、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)第十一章小結(jié)方向判斷：楞次定律產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是洛侖茲力.計(jì)算方法與所選回路正方向相同。與所選回路正方向相反。第28頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、感生電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電場(chǎng)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是感應(yīng)電場(chǎng)力.感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法該式說(shuō)明：變化的磁場(chǎng)激發(fā)感應(yīng)電場(chǎng)

的方向和的方向成左手旋關(guān)系該式可計(jì)算高度對(duì)稱(chēng)分布的感應(yīng)電場(chǎng)第29頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、自感應(yīng)、互感應(yīng)εL的方向總是阻礙原電流的變化M、L的單位：H線圈周?chē)鷽](méi)有鐵磁質(zhì)時(shí)其自感系數(shù)是常數(shù)，僅取決于線圈自身的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)。互感線圈周?chē)鷽](méi)有鐵磁質(zhì)時(shí)其互感系數(shù)是常數(shù)，僅取決于線圈的結(jié)構(gòu)、相對(duì)位置和磁介質(zhì)。第30頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自感磁能:五、磁場(chǎng)的能量磁場(chǎng)能量密度:磁場(chǎng)的能量:第31頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論兩個(gè)基本假設(shè)感應(yīng)電場(chǎng)：位移電流：變化的磁場(chǎng)激發(fā)感應(yīng)電場(chǎng)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生位移電流位移電流和傳導(dǎo)電流以相同的規(guī)律激發(fā)磁場(chǎng)第32頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．用線圈的自感系數(shù)L來(lái)表示載流線圈磁場(chǎng)的能量公式（A）只適用于無(wú)限長(zhǎng)密繞螺線管；（B）只適用單匝線圈；（C）只適用一個(gè)匝數(shù)很多，且密繞的螺線環(huán)；（D）適用于自感系數(shù)L一定的任意線圈。[]D一、選擇題第33頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.一銅條置于均勻磁場(chǎng)中，銅條中電子流的方向如圖所示，試問(wèn)下述哪一種情況將會(huì)發(fā)生？Bab（A）在銅條上ab兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢(shì)差，且Ua>Ub，（B）在銅條上ab兩點(diǎn)產(chǎn)生一小電勢(shì)差，且Ua<Ub，（C）在銅條上產(chǎn)生渦流，（D）電子受到洛倫茲力而減速。[]AF洛ab第34頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.一矩型線框長(zhǎng)為

a寬為

b，置于均勻磁場(chǎng)中，線框饒00’軸，以勻角速度旋轉(zhuǎn)（如圖所示），設(shè)t=0時(shí)，線框平面處于紙面內(nèi)，則任一時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：