ch12-1電磁感應(yīng)定律-2動生感生電動勢課件

1、庫侖（17361806）奧斯特（17771851）ch12第十二章 電磁感應(yīng)12-1 電磁感應(yīng)定律一、電磁學(xué)的發(fā)展靜電磁場電流1820奧斯特（電生磁）法拉第電磁感應(yīng)（磁生電）技術(shù)上立即誕生了電流計和電磁鐵;理論上連通了電和磁發(fā)電機(jī)麥克斯韋電磁理論現(xiàn)代信息技術(shù)大發(fā)展安培（17751836）法拉第（17911867）楞次（18041865） 麥克斯韋（18311879）（庫侖）安培庫侖（17361806）奧斯特（17771851）ch1ch12二、法拉第電磁感應(yīng)定律1.基本實驗現(xiàn)象運動的磁鐵產(chǎn)生電流運動的線圈產(chǎn)生電流變化的電流產(chǎn)生電流運動的導(dǎo)線產(chǎn)生電流結(jié)論：通過一個閉合回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生

2、變化時，回路中就有感應(yīng)電流或感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。感應(yīng)電流感應(yīng)電動勢ch12二、法拉第電磁感應(yīng)定律1.基本實驗現(xiàn)象運動的磁鐵產(chǎn)生ch122.法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容：導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動勢 的大小，與穿過導(dǎo)體回路的磁通量的變化率d/dt 成正比 單位：V 或Wb/S若增加d/dt 0 0若減小d/dt 0若增加d/dt 0若減小d/dt 0 0負(fù)號表示感應(yīng)電動勢總是反抗磁通的變化關(guān)于 的正負(fù)ch122.法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容：導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動勢 ch123.討論磁通匝鏈數(shù)或磁鏈若每匝磁通量相同有關(guān)感應(yīng)電流對于多匝回路ch123.討論磁通匝鏈數(shù)或磁鏈若每匝磁通量相同有關(guān)感應(yīng)電c

3、h12三、楞次定律兩種表述： 閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化(增大或減小)。 感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，導(dǎo)體中由于出現(xiàn)感應(yīng)電流而受到的磁場力（安培力）必然阻礙此導(dǎo)體的運動。AV（F外）IF安培N SIch12三、楞次定律兩種表述：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，導(dǎo)體中由ch12 楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象上的具體體現(xiàn)。 能量守恒定律要求感應(yīng)電動勢的方向服從楞次定律AV（F外）IF安培N SIvFS Nch12 楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象上的具體體現(xiàn)。12-2 動生電動勢和感生電動勢ch12引起磁通

4、量變化的原因有兩種：1磁場不變，回路全部或局部在穩(wěn)恒磁場中運動動生電動勢2回路不動，磁場隨時間變化感生電動勢當(dāng)上述兩種情況同時存在時，則同時存在動生電動勢與感生電動勢。12-2 動生電動勢和感生電動勢ch12引起磁通量變化的原ch12一、動生電動勢abcdvIlB1. 動生電動勢公式v動生電動勢FvB洛倫茲（分）力電動勢非靜電力ch12一、動生電動勢abcdvIlB1. 動生電動勢公式vch122.動生電動勢產(chǎn)生過程中的能量轉(zhuǎn)換電流產(chǎn)生的焦耳熱從何而來？vFvuv+uFuFv+u洛倫茲力不作功Fv（非靜電力）對電子做正功（電能）Fu宏觀上表現(xiàn)為安培力，反抗外力做功外力作功洛倫茲力不提供能量，只

5、是傳遞能量ch122.動生電動勢產(chǎn)生過程中的能量轉(zhuǎn)換電流產(chǎn)生的焦耳熱從ch124.動生電動勢的計算 閉合導(dǎo)體回路 不閉合導(dǎo)體回路也可假想一條曲線與不閉合導(dǎo)體組成閉合回路，運用法拉第定律求解ch124.動生電動勢的計算 閉合導(dǎo)體回路 不閉合導(dǎo)體回路也ch12例題12.2在均勻恒定磁場B中，一根長為L的導(dǎo)體棒ab，在垂直于磁場的平面內(nèi)繞其一端作勻速轉(zhuǎn)動，角速度為. 試求這導(dǎo)體棒兩端的電勢差Uab . 解法一：v解法二：假想一條曲線與不閉合導(dǎo)體組成閉合回路，運用法拉第定律求解ch12例題12.2在均勻恒定磁場B中，一根長為L的導(dǎo)體ch12補(bǔ)充例題法拉第電機(jī)，設(shè)銅盤的半徑為 R，角速度為。求盤上沿半徑

6、方向產(chǎn)生的電動勢AB法拉第電機(jī)可視為無數(shù)銅棒一端在圓心，另一端在圓周上，即為并聯(lián)，因此其電動勢類似于一根銅棒繞其一端旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電動勢OARO法拉第圓盤發(fā)電機(jī)雖然簡單，有人說它像一只簡陋可笑的兒童玩具，產(chǎn)生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光。但這是世界上第一臺發(fā)電機(jī)，是它首先向人類揭開了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。后來，人們在此基礎(chǔ)上，將蹄形永久磁鐵改為能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場的電磁鐵，用多股導(dǎo)線繞制的線框代替紫銅圓盤，電刷也進(jìn)行了改進(jìn)，就制成了功率較大的可供實用的發(fā)電機(jī)。目前，即使功率為100萬千瓦的特大發(fā)電機(jī)，也是根據(jù)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的基本原理電磁感應(yīng)制成的。ch12補(bǔ)充例題法拉第電機(jī)，設(shè)銅盤的半徑為 R，角

7、速度為ch12例題12.3交流發(fā)電機(jī)的基本原理兩種計算方法機(jī)械能 電能ch12例題12.3交流發(fā)電機(jī)的基本原理兩種計算方法機(jī)械ch12三峽電站是世界最大的水電站，設(shè)計安裝26臺70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組。其中，左岸電站14臺機(jī)組，均已投產(chǎn)發(fā)電；右岸電站12臺機(jī)組中有8臺全國產(chǎn)化機(jī)組。已于2008年10月30日正式并網(wǎng)發(fā)電。ch12三峽電站是世界最大的水電站，設(shè)計安裝26臺70萬千瓦ch12三峽左岸電站9號水輪發(fā)電機(jī)組（70萬千瓦）轉(zhuǎn)輪 水輪機(jī)總重3350噸，發(fā)電機(jī)總重3800噸，整個機(jī)組累加重量為7150噸。ch12三峽左岸電站9號水輪發(fā)電機(jī)組（70萬千瓦）轉(zhuǎn)輪 水輪ch12二、感生電動勢N SI

8、由于磁場的變化而在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢非靜電力？1.感生電場（Maxwell）變化的磁場在其周圍空間激發(fā)的一種能夠產(chǎn)生感生電動勢的電場，這種電場叫做感生電場Er，或渦旋電場。感生電動勢非靜電力K 感生電場Er感生電場、感生電動勢、感生電流方向一致ch12二、感生電動勢N SI由于磁場的變化而在回ch122.感生電場Er與庫侖電場Ec對電荷都有作用力若有導(dǎo)體存在都能形成電流渦旋電場不是由電荷激發(fā)，而是由變化磁場激發(fā)的渦旋電場電場線不是有頭有尾，是閉合曲線相同處：不相同處：電場概念推廣:對電荷（無論靜止或運動）有作用的場都是電場N SIch122.感生電場Er與庫侖電場Ec對電荷都

9、有作用力若有導(dǎo)ch123.電磁感應(yīng)定律的普遍形式4.感生電動勢、感生電場的計算ch123.電磁感應(yīng)定律的普遍形式4.感生電動勢、感生電場的ch12例題12.4半徑為R的圓柱形空間分布著均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間以恒定速率dB/dt變化，試求感生電場的分布。 根據(jù)磁場分布的軸對稱性和感生電場的電場線呈閉合曲線特點，可知回路上感生電場的電場線處在垂直于軸線的平面內(nèi)，它們是以軸為圓心的一系列同心圓，同一圓上任一點的感生電場的Ek大小相等，并且方向必然與回路相切 選取回路的正方向 判斷感生電場的方向ch12例題12.4半徑為R的圓柱形空間分布著均勻磁場，ch12例題12.5電子感應(yīng)加速器的基本原理原

10、理：在電磁鐵的兩磁極間放一個真空室，電磁鐵是由交流電來激磁的。 當(dāng)磁場發(fā)生變化時，兩極間任意閉合回路的磁通發(fā)生變化，激起感生電場，電子在感生電場的作用下被加速，電子在Lorentz力作用下將在環(huán)形室內(nèi)沿圓周軌道運動?？扑固豤h12例題12.5電子感應(yīng)加速器的基本原理原理：在電磁例題12.1渦電流的產(chǎn)生和應(yīng)用 ch12處在變化磁場中(或相對于磁場運動)的大塊導(dǎo)體內(nèi)部，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的流線呈閉合的渦旋狀，稱為渦電流或渦流。 金屬板高頻電磁爐溫度高，易于控制，無接觸加熱避免氧化和玷污例題12.1渦電流的產(chǎn)生和應(yīng)用 ch12處在變化磁場中(ch12電磁爐電磁阻尼根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因的，因此，鋁片的擺動會受到阻力而迅速停止 ch12電磁爐電磁阻尼根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的效果總是反抗引ch12渦流的防止交流電流交