第二十八講法拉第電磁感應(yīng)定律動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

第十二章電磁感應(yīng)(electromagneticinduction)電磁感應(yīng)定律基本概念：電動(dòng)勢(shì)、非靜電場(chǎng)。基本規(guī)律：法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律作業(yè)：練習(xí)17法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律練習(xí)18動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)教學(xué)基本要求

1

掌握并熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并判斷其方向。2理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。

英國(guó)物理學(xué)家法拉第從1821年開始經(jīng)過(guò)大約10年的實(shí)驗(yàn)研究，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并總結(jié)出電磁感應(yīng)定律。

這是電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的成就之一。它不僅為揭示電與磁之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，促進(jìn)了電磁場(chǎng)理論的形成和發(fā)展?！?2.1電磁感應(yīng)定律

法拉第

英國(guó)偉大的物理學(xué)家和化學(xué)家。他創(chuàng)造性地提出場(chǎng)的思想，磁場(chǎng)這一名稱是法拉第最早引入的。他是電磁理論的創(chuàng)始人之一，于1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，后又相繼發(fā)現(xiàn)電解定律，物質(zhì)的抗磁性和順磁性，以及光的偏振面在磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)。MichaelFaraday1791-1867一、電動(dòng)勢(shì)的概念：12.1法拉第電磁感應(yīng)定律電場(chǎng)（力）電荷1.形成電流條件：負(fù)載A電源B要維持電流恒定必須在A、B間有恒定電場(chǎng)，即在A、B間維持恒定的電勢(shì)差。必須依靠非靜電場(chǎng)力將正電荷從負(fù)極B移到正極A。

.靜電場(chǎng)不可能維持穩(wěn)恒電流靜

當(dāng)

，正電荷在靜電場(chǎng)

作用下，從正極A通過(guò)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)到負(fù)極B，并與負(fù)極B上的負(fù)電荷中和，結(jié)果A、B兩極間的電勢(shì)差為零，當(dāng)

時(shí)電流I=0。非靜電場(chǎng)力2.電源：能夠提供非靜電力的裝置。

在電源內(nèi)部的非靜電力將正電荷從電源的負(fù)極B移動(dòng)到電源的正極A。負(fù)載A電源B

在這一過(guò)程中，非靜電力要克服靜電場(chǎng)力作功，使正電荷的電勢(shì)能增高。電源:能把其它形式的能量（如化學(xué)能、熱能、機(jī)械能等）轉(zhuǎn)換成電能的裝置。非靜電場(chǎng)3、電源的電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)的定義：在電源內(nèi)部，把單位正電荷從負(fù)極移到正極的過(guò)程中，非靜電力所作的功。描述電源的非靜電場(chǎng)力做功本領(lǐng)的物理量叫電動(dòng)勢(shì)。在電源內(nèi)，電荷q由負(fù)極移到正極時(shí)非靜電力所作的功為：電源的電動(dòng)勢(shì)為：負(fù)載A電源B電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，但有方向。電源的電動(dòng)勢(shì)：負(fù)載A電源BFKq(1)規(guī)定：電動(dòng)勢(shì)的正方向：自負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極的方向，與的方向一致，也與電流的方向一致。（2）電動(dòng)勢(shì)是描述電路中非靜電力做功本領(lǐng)的物理量

與電勢(shì)差對(duì)比電勢(shì)差是描述靜電力做功本領(lǐng)的物理量(單位v)1，動(dòng)給生現(xiàn)艘象（忽磁場(chǎng)洋不變懲，導(dǎo)豪線切孟割磁嘴感應(yīng)捷線運(yùn)州動(dòng)）IvL二集電磁感行應(yīng)現(xiàn)蛋象2，感橫生現(xiàn)權(quán)象：架（導(dǎo)拆線不聲動(dòng)，估磁場(chǎng)蝕變化蝕）III由=BScos可見:

無(wú)論、、

任何一個(gè)量變化都會(huì)使回路磁通量變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。有感深應(yīng)電肺動(dòng)勢(shì)三、楞次偷定律感應(yīng)約電流清的方仗向可離以由冶楞次借定律待來(lái)判智斷。18賭33年楞次指出電磁毯感應(yīng)鍋的根姓本原惰因在拐于回概路中兔磁通閘量的參變化感應(yīng)電廚流產(chǎn)艇生的錘磁通奧量總心是反徹抗回辮路中比原磁險(xiǎn)通量拜的變巡壽化—干—楞贈(zèng)次定騾律1、判斷梅感應(yīng)散電流口的方蓬向：a）確烘定原弟磁場(chǎng)神方向沫（電血源電驗(yàn)流）d）由右手蒜定則價(jià)判定感應(yīng)電快流的變方向b）磁砍通是且增加芬還是便減少C）由楞防次定熱律確池定感應(yīng)電禿流產(chǎn)央生的劫磁場(chǎng)鴉方向NS用楞菊次定情律判就斷感帖應(yīng)電鵝流方迷向NS楞次酷定律嗚是能犁量守?cái)⒑愣úm律的包一種腹表現(xiàn)臥。機(jī)械能焦耳熱2、“反抗發(fā)”的搞實(shí)質(zhì)攜是能姓量守恒當(dāng)導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路產(chǎn)生感應(yīng)電流,載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，,方向與相反，要移動(dòng)ab，外力反抗對(duì)導(dǎo)體ab做功，

，回路獲得能量，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電流通過(guò)回路時(shí)放出的熱能。感應(yīng)電威流產(chǎn)借生的默磁通姜量總袖是反抗回路溉中原伴磁通象量的資變化墊——替楞次譜定律bLaxI不論食什么昂原因影使通過(guò)閉合濫回路的磁通森量發(fā)次生變芒化時(shí)，回路中有感應(yīng)電文動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，其大們小正比于通過(guò)創(chuàng)該回貸路的磁通捏量對(duì)時(shí)惡間變俊化率的負(fù)劍值。四、法拉穩(wěn)第電磁感怕應(yīng)定抗律國(guó)際蹤蝶單位花制k=警1其中說(shuō)明室：1）“–”號(hào)是楞次定律的反映，即

產(chǎn)生的

，

阻止原磁通變化——楞次定律的反映。與回路方向反同與回路方向相同與回路方向反同與回路方向相同約定：回路所圍平面的法線

應(yīng)與回路的繞行方向

成右手螺旋關(guān)系。楞次御定律：符號(hào)搭法則：2.確定磁通彼量的宅時(shí)間淡變化秋率的花正負(fù)舒。3.確定感應(yīng)納電動(dòng)花勢(shì)的奮正負(fù)京。L與回路L繞向相反；與回路L繞向相同。確定感應(yīng)但電動(dòng)嗽勢(shì)的缸方向的步驟：1.選回勵(lì)路的頃繞行丘方向騰與穿摧過(guò)回舟路的去磁場(chǎng)方笨向呈逮右手世螺旋鉤關(guān)系,且穿沾過(guò)線弊圈的莊磁通遇量為合正。（或由楞次定律確定的方向）符號(hào)饞法則稱為磁通鐮鏈(臭ma左gn慰et沃ic向f退lu找x質(zhì)li全nk催ag馳e撒)2）若閉海合回輔路由N匝密穿繞線視圈串鉆聯(lián)而殘成，葉總電槐動(dòng)勢(shì)撞等于叛各匝砍線圈裝所產(chǎn)喝生的姐電動(dòng)披勢(shì)之套和。說(shuō)明蛛：1匝：N匝：3）若閉帳合回?cái)[路的球電阻笨為R，則畢感應(yīng)享電流渾為：感應(yīng)黃電量傻只與源回路攻中磁值通量背的變筐化量盆有關(guān)勿，與捐磁通陵量變醫(yī)化的價(jià)快慢每無(wú)關(guān)展。4）在時(shí)間內(nèi)，通過(guò)回路任一截面的感應(yīng)電量為：說(shuō)明產(chǎn)：說(shuō)明奪：5）磁通對(duì)子閉合響回路棗才有獎(jiǎng)意義（可以用旅假象帖導(dǎo)線與真危實(shí)導(dǎo)抱線構(gòu)迎成閉合風(fēng)回路。）4）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比感應(yīng)電流I更本質(zhì)地反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（有可以無(wú)I）用法畫拉第膜電磁靠感應(yīng)男定律蛾解題眾的步緣瑞驟如畫下：（1）求：t時(shí)刻穿過(guò)回路所為面積略的磁通王量（新取正吹值）?。海?）求導(dǎo)構(gòu)：(3炕)用楞次忽定律或符號(hào)余法則判定逮感應(yīng)告電動(dòng)孫勢(shì)的嘉方向祖。解：設(shè)在t=創(chuàng)0時(shí)，線圈平面的正法線方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度

的方向相同例題1：交流發(fā)電機(jī)原理：有N

匝面積為S

的線圈，放在均勻磁場(chǎng)B中，可繞oo′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，若線圈以角速度

作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)似，穿乞過(guò)N匝線圈魂的磁穿通鏈愉數(shù)為θ=ωt則t

時(shí)刻，

與

之間的夾角由電撐磁感榮應(yīng)定羅律可膏得線攤?cè)χ谢⒌母锌瘧?yīng)電率動(dòng)勢(shì)飄為則可見洗，在輝勻強(qiáng)鞏磁場(chǎng)誕中勻曬速轉(zhuǎn)遇動(dòng)的刑線圈邁內(nèi)的嶺感應(yīng)翅電流溝是時(shí)列間的畜正弦講函數(shù)獅。這很種電鈔流稱交流斗電。例2：無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線中

，共面矩形線圈abcda。已知:，求:。解：建立患坐標(biāo)高系，悄電流I產(chǎn)生的磁感應(yīng)梅強(qiáng)度株為：如圖膚所示賭取一偽窄帶dx，與回乞路ab物cd裳a(bǔ)繞向相反。與回?fù)炻穉b刺cd貓a繞向相同;引起包磁通爬量變兄化的逝原因銜：12.2動(dòng)生氏電動(dòng)掃勢(shì)和新感生肺電動(dòng)忠勢(shì)一.分類柱：1）導(dǎo)體不動(dòng)，磁場(chǎng)變化

感生電動(dòng)勢(shì)

2）磁場(chǎng)不變，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),（回路面積變化

、

取向

變化等）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)1、動(dòng)涌生電鋼動(dòng)勢(shì)醒產(chǎn)生寇的原婆因二、動(dòng)生壺電動(dòng)厭勢(shì)（Mo正ti活on索al話E戶mf）動(dòng)生挨電動(dòng)雜勢(shì)是島由于境導(dǎo)體經(jīng)或?qū)ё耋w回轉(zhuǎn)路在老恒定樓磁場(chǎng)買中運(yùn)由動(dòng)而科產(chǎn)生鏡的。例1：勻強(qiáng)億磁場(chǎng)煤中，譯導(dǎo)線ab可在導(dǎo)仆軌上旱滑動(dòng)獸，求：回路趣中感窮應(yīng)電煮動(dòng)勢(shì)驗(yàn)。解：t時(shí)刻Gt時(shí)刻與回征路L繞向相反。方向：由ba或由污楞次闊定律復(fù)確定鞭的方向xxo導(dǎo)線ab內(nèi)每棍個(gè)自蓮由電緊子都蟲受到股洛侖葡茲力腦：洛侖處茲力少驅(qū)使徐電子網(wǎng)沿導(dǎo)最線由a向b移動(dòng)片。由于翁洛侖滑茲力議的作咱用使b端出普現(xiàn)過(guò)繁剩負(fù)棗電荷害，a端出昨現(xiàn)過(guò)疫剩正憶電荷輝。+++++2、微觀解鞭釋：搶（產(chǎn)餅生動(dòng)會(huì)生電灘動(dòng)勢(shì)喇的原污因）電子吩同時(shí)伍受到揭電場(chǎng)歇力作性用平衡蔑時(shí)此時(shí)狹電荷沒積累友停止游，ab兩端形成穩(wěn)患定的澡電勢(shì)差。呈從上可知梢：洛侖茲力是使在噴磁場(chǎng)鋪中運(yùn)悄動(dòng)的爆導(dǎo)體兩臨端產(chǎn)生電晌勢(shì)差喜的根融本原艇因。洛侖魔茲力是非靜電力。結(jié)論處：產(chǎn)生估動(dòng)生朽電動(dòng)炮勢(shì)的挨非靜電亡力是洛侖著茲力方向ab由于電荷在兩端的積累在導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)+++++如同黨一節(jié)臟電源非靜匙電場(chǎng)您強(qiáng)：由電責(zé)動(dòng)勢(shì)災(zāi)定義踐：動(dòng)生電色動(dòng)勢(shì)定義:作為旨電源濟(jì)的這賤段運(yùn)捎動(dòng)導(dǎo)菌體桿論，其眨中的非靜抵電力就是洛侖竟茲力。非靜脊電力戀：++3、動(dòng)生閣電動(dòng)勢(shì)：一段導(dǎo)線ab一導(dǎo)線回路說(shuō)明森：動(dòng)生貪電動(dòng)遣勢(shì)產(chǎn)駁生的畜條件是“雨物體駁切割跟磁力驢線運(yùn)滋動(dòng)”物理呢意義：揭示找動(dòng)生每電動(dòng)鹽勢(shì)是單位腐正電荷通筍過(guò)運(yùn)激動(dòng)導(dǎo)嘩線段孟（電橫源）底時(shí)洛捎倫茲研力做市的功棋。若

>0，則

的方向與同向；若

<0，則的方向與反向。由的方向判斷。動(dòng)生電疑動(dòng)勢(shì)桶的方得向：或者2、法拉第制電磁疾感應(yīng)扯定律：求解明動(dòng)生眼電動(dòng)成勢(shì)的素兩種府方法抵：1、動(dòng)生電明動(dòng)勢(shì)的公式：設(shè)法報(bào)構(gòu)成先一種優(yōu)合理園的閉先合回框路步驟：2）確定和

的夾角3）確定與

的夾角1）首先追在導(dǎo)吐線上怠任取嘴一線汽元dl，5）由動(dòng)培生電旱動(dòng)勢(shì)費(fèi)定義謹(jǐn)求解芹。4）求導(dǎo)線元上的電動(dòng)勢(shì)6）動(dòng)生淘電動(dòng)寸勢(shì)的途方向榨：步驟：3)判定

方向例題1（教防材P2甚74例12記-3）：如圖，努長(zhǎng)為L(zhǎng)的銅炎棒在歸勻強(qiáng)態(tài)磁場(chǎng)貨中以薯角速瘦度ω繞o端轉(zhuǎn)動(dòng)。求（1）棒中感欺應(yīng)電臨動(dòng)勢(shì)幼的大癢小和扇方向；復(fù)（2）在商同一厭平面災(zāi)內(nèi)分仇別以O(shè)、A為兩籌端的簽任意窗彎曲辜的剛打性導(dǎo)辭線OD家A以同沙樣的臣角速想度ω繞O端逆徐時(shí)針全轉(zhuǎn)動(dòng)藝時(shí)，糾該導(dǎo)跟線上羞的動(dòng)墊生電完動(dòng)勢(shì)貸。解：碰（1）方法殼一取微婦元方向負(fù)號(hào)說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)方向與反向方法蠻二作輔附助線予，形印成閉起合回慮路OA汁CO方向完沿A→O因AC、CO段沒栗有動(dòng)怕生電哪動(dòng)勢(shì)回路資中的仆電動(dòng)赴勢(shì)：用假象不動(dòng)直導(dǎo)線AC、CO和真實(shí)導(dǎo)線OA構(gòu)成的事閉合睜回路.與回路方向反同。方向:大小:符號(hào)驅(qū)法則方法遍二作輔會(huì)助線柔，形貧成閉岔合回死路OA倆CO方向揀沿A→O因AC、CO段沒致有動(dòng)忽生電押動(dòng)勢(shì)回路搶中的田電動(dòng)池勢(shì)：大小:方向:楞次悟定律（2）由銅棒OA和彎曲擦的剛飯性導(dǎo)線AD終O組成櫻的閉鄙合回屢路OA斜DO在均就勻磁瞇場(chǎng)中門以角金速度ω繞O端逆回時(shí)針財(cái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)埋，穿誘過(guò)回歡路的徹磁通膨量不軌變，業(yè)回路寸的動(dòng)哥生電吐動(dòng)勢(shì)鍬為零及。方向個(gè)：由A端沿彎曲廚導(dǎo)線夾指向O+解：方法一：族定義++++++++++++++++++R方向：例：有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。已知：求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。例：有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。已知：求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。作輔花助線工，形殿成閉業(yè)合回枝路方向：解：方法二：燒法拉郊第電區(qū)磁感看應(yīng)定刪律+++++++++++++++++++R用假懲象直題導(dǎo)線ab和導(dǎo)陰線an矮b構(gòu)成