第十章電磁感應(yīng)1課件

(ElectromagneticInduction)第十章電磁感應(yīng)磁懸浮列車1△§10.1法拉第電磁感應(yīng)定律

§10.2動生電動勢§10.3感生電動勢和感生電場△§10.4互感△§10.5自感△§10.6磁場能量本章目錄2△§10.1法拉第電磁感應(yīng)定律

(Faradayslawofelectromagneticinduction)一.感應(yīng)電動勢法拉第的實驗:共同因素：穿過導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。3法拉第于1831年總結(jié)出規(guī)律：感應(yīng)電動勢正方向約定：正向與回路映了楞次定律（Lenzlaw）。L導(dǎo)體回路L的正繞向成右手螺旋關(guān)系。在此約定下，式中的負(fù)號反41、任一回路中：其中B,,S有一個量發(fā)生變化,回路中就有的存在。說明:2)將磁通量的表達(dá)式對時間求一階導(dǎo)數(shù)即得感應(yīng)電動勢大小。計算感應(yīng)電動勢大小時注意：1)正確計算出磁通量①寫出②對回路所圍面積積分求出5切忌出現(xiàn)如下錯誤：③電動勢的“方向”是電源內(nèi)從負(fù)極到正極的方向，即電勢升高的方向。62、“–”表示感應(yīng)電動勢的方向，和都是標(biāo)量，方向只是相對回路的繞行方向而言。如下所示：與假定方向相反若,則i<0若,同向則i>07N匝線圈串聯(lián)：—

磁鏈（magneticfluxlinkage）若則令于是有3、電磁感應(yīng)定律的一般形式8二.感應(yīng)電流（inductioncurrent）

R—回路電阻。時間間隔

t1→t2內(nèi)，穿過回路導(dǎo)線截面的電量：q與過程進(jìn)行的速度無關(guān)。測q可以得到，這就是磁通計的原理。9三、楞次定律(LenzLaw)見書P321核心：阻礙原磁通的改變判斷感應(yīng)電流方向的定律。感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因感應(yīng)電流激發(fā)的磁場通量磁通量的變化（增加或減?。┤羧羧羧?/p>

10例1

相距為d，兩根平行長直導(dǎo)線1、2放在真空中，每根導(dǎo)線載有電流求：⑴兩導(dǎo)線所在平面內(nèi)與導(dǎo)線1相距為a

的一點A處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。11（3）如果，則在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（2）通過圖中斜線所示線圈所圍面積的磁通量。12（4）如果這個導(dǎo)線框不是靜止，而是以勻速度向右運(yùn)動的話，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢又為多少？V13解：⑴14（2）15（3）如果，則在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小16（4）如果這個導(dǎo)線框不是靜止，而是以勻速度向右運(yùn)動的話，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢又為多少？注意：此時，不僅電流隨時間變化，、也隨時間變化。1718例2.長直導(dǎo)線通有電流I，在它附近放有一矩形導(dǎo)體回路.求：1）穿過回路中的；2）若I=kt（k=常）回路中i=？

3）若I=常數(shù)，回路以v向右運(yùn)動，i=？

4）若I=kt，且回路又以v向右運(yùn)動時，求i=？解：設(shè)回路繞行方向為順時針，1）2）

I=kt時，在t時刻，逆時針方向Ilr3）I=常數(shù)，t時刻，此時回路的磁通：順時針方向a+vtb+vt194）綜合2）、3），t時刻回路的磁通：此題若這樣考慮：而：則：這樣就有:2）3）4）錯在那里？20法拉第電磁感應(yīng)定律給出的感應(yīng)電動勢公式注意：適應(yīng)于任何原因產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（動生、感生、自感、互感）。應(yīng)用它無任何特殊條件。應(yīng)用它可求任何感應(yīng)電動勢的變化方式：導(dǎo)體回路不動，B變化~~感生電動勢導(dǎo)體回路運(yùn)動，B不變~~動生電動勢21一.動生電動勢回路動引起的動生電動勢動磁場變引起的感生電動勢感感應(yīng)電動勢§10.2動生電動勢（motionalemf）1定義在穩(wěn)恒磁場（大小、方向均不隨時間變化）中運(yùn)動的導(dǎo)線內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的特例）222動生電動勢公式應(yīng)用條件：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小、方向都不能隨時間變化；但可以隨空間（場點位置）而變23注意：是運(yùn)動導(dǎo)線上任意一點的速度大小B

是同一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

是同一點速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向之間的夾角是方向與運(yùn)動導(dǎo)線dl的方向之間的夾角24v3誰為回路提供電能？動的出現(xiàn)是什么力作功呢？電子同時參與兩個方向的運(yùn)動：方向，方向，電子受到的總洛侖茲力：——洛侖茲力不作功。f1f2uVF即：顯然：f1作正功。

f2作負(fù)功。要使棒ab保持v運(yùn)動，則必有外力作功：即：25動生電動勢是洛侖茲力沿導(dǎo)線方向作功所致。設(shè)為電荷q沿導(dǎo)線定向移動的速度，為電荷q隨導(dǎo)線線元移動的速度，+quVBdlq受的洛侖磁力為由此形成的非靜電性場強(qiáng)為：0分析：263、動生電動勢中的非靜電場力：洛侖磁力注意：1、運(yùn)動的那一段導(dǎo)體是動生電動勢（電源）的內(nèi)部2、動生電動勢只存在于運(yùn)動的那一段導(dǎo)體中274應(yīng)用動生電動勢公式的解題步驟第一：在運(yùn)動導(dǎo)線上任取有向線元，確定

該線元的速度大小、方向；磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向。并同時作圖第二：計算的大小確定的方向，畫在圖上，用表示。28第五：沿運(yùn)動導(dǎo)線的長度積分得到第三：在圖上確定與之間的夾角。第四：寫出第六：確定方向29在一段導(dǎo)線中的動生電動勢：則則ababab30[例3]：如圖示，繞O軸轉(zhuǎn)，角速度為。求：解：lOAVdl金屬桿31例4

一圓形均勻剛性線圈，總電阻為R，半徑為r，在穩(wěn)恒均勻磁場中以勻角速度繞其軸OO'轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)自與平行時（如圖所示），求：（1）(弧等于1/4圓周。)

（2）(弧等于1/8圓周。)

321、在運(yùn)動導(dǎo)線上任取有向線元2、確定該線元的速度大小、方向3、確定同一點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向4、計算的大小5、確定的方向，畫在圖上，用表示。336、在圖上確定與之間的夾角此題中，7、寫出34法拉第電磁感應(yīng)定律動生電動勢35方向：伸開右手，手掌迎著磁場（磁力線）的方向，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動的速度方向，則：其余四指所指的就是導(dǎo)線中動生電動勢方向（正極方向）（正極方向由的方向決定）作業(yè)：P343~345

10.1

10.336二.能量關(guān)系電功率：安培力功率：即