電磁感應(yīng)課件：電磁感應(yīng)定律

112.1電磁感應(yīng)定律21820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)生磁場以后，人們就開始了其逆效應(yīng)（磁場是不是也能產(chǎn)生電流）的研究。

英國物理學(xué)家法拉第從1821年開始經(jīng)過大約10年的實驗研究，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)化奠定實驗基礎(chǔ)，促進了電磁場理論的形成和發(fā)展，而且為人類廣泛利用電能開辟了道路，成為第二次工業(yè)和技術(shù)革命的開端。引言：3

法拉第

英國偉大的物理學(xué)家和化學(xué)家。他創(chuàng)造性地提出場的思想，磁場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中的旋轉(zhuǎn)。MichaelFaraday1791-18674一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

法拉第的實驗：磁鐵與線圈有相對運動時，線圈中產(chǎn)生了電流；線圈中電流變化，在它附近的其它線圈中也產(chǎn)生電流。5

當(dāng)穿過一個閉合導(dǎo)體回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，回路中就出現(xiàn)電流。這種電流叫感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

此時回路中產(chǎn)生了電動勢，這種電動勢叫感應(yīng)電動勢。6

當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，且感應(yīng)電動勢正比于磁通量對時間變化率的負值。二、電磁感應(yīng)定律國際單位制韋伯伏特7磁通鏈

(MagneticFluxLinkage)2）若閉合回路由

N

匝密繞線圈串聯(lián)而成，總電動勢等于各匝線圈所產(chǎn)生的電動勢之和。1）負號表示感應(yīng)電動勢的方向，即感應(yīng)電動勢總是與回路內(nèi)磁通量隨時間變化率的正負相反。說明：83）若閉合回路的電阻為R

，則感應(yīng)電流為：感應(yīng)電量只與回路中磁通量的變化量有關(guān)，與磁通量變化的快慢無關(guān)。通過回路任一截面的感應(yīng)電量為：說明：9

用法拉第電磁感應(yīng)定律確定電動勢的方向，通常遵循以下步驟:1）首先選定回路L的繞行方向。2）按照右手螺旋關(guān)系確定出回路的正法線方向。3）確定通過回路的磁通量的正負。4）確定磁通量的時間變化率的正負。5）最后確定感應(yīng)電動勢的正負。L

與回路

L繞向相反；

與回路L繞向相同。感應(yīng)電動勢的方向（符號法則）10與回路繞向相反（與回路成右螺旋）N感應(yīng)電動勢的方向11與回路繞向相同N感應(yīng)電動勢的方向12N繞行正方向N繞行正方向SN繞行正方向N繞行正方向13三、楞次定律

閉合的導(dǎo)體回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激發(fā)的磁場來反抗引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。也可表述為：感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。

引起磁通量變化的原因包括相對運動、磁場變化或線圈變形等。14NS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向NS15感應(yīng)電流方向的判斷方法:③

由右手定則判定I感

方向。①回路中是增加還是減少；

楞次定律是能量守恒定律的一種表現(xiàn)。機械能焦耳熱

維持滑桿運動必須有外力不斷作功，這符合能量守恒定律。②

由楞次定律確定B感

方向；++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++16對勻強磁場中的平面線圈：用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的步驟如下：（1）首先求出回路面積上的磁通量（取正值）：（2）求導(dǎo)：用楞次定律或符號法則判定感應(yīng)電動勢的方向。17例：兩個同心圓環(huán)，已知r1<<r2，大線圈中通有電流I

，當(dāng)小圓環(huán)繞直徑以

轉(zhuǎn)動時。求：小圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢解：大圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的磁場：通過小線圈的磁通量：感應(yīng)電動勢：18例：勻強磁場中，導(dǎo)線可在導(dǎo)軌上滑動，求：回路中感應(yīng)電動勢。解：在t時刻若方向：逆時針19解：例：無限長直導(dǎo)線中

，共面矩形線圈。已知:，求:。建坐標(biāo)，取面元ds20例：在無限長直載流導(dǎo)線的磁場中，有一運動的導(dǎo)體線框，導(dǎo)體線框與載流導(dǎo)線共面，求：線框中的感應(yīng)電動勢。解：通過面積元的磁通量（方向順時針方向）21例：在通有電流為I=I0cosωt的長直載流導(dǎo)線旁，放置一矩形回路，如圖所示，回路以速度v

水平向右運動，求：回路中的感應(yīng)電動勢。解：建立坐標(biāo)系，電流I的磁感應(yīng)強度為：如圖所示取一窄條帶dx，dxxoLbIax2223在無限長直載流導(dǎo)線旁有相同大小的四個矩形線圈，分別作如圖所示的運動。判斷回路中是否有感應(yīng)電流。思考24例：在勻強磁場中，置有面積為S的可繞軸轉(zhuǎn)動的N匝線圈。若線圈以角速度