变化的磁场和变化的电场1.ppt

1,变化的磁场和变化的电场,第十章 变化的磁场和变化的电场,法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学家和化学家. 他是电磁理论的创始人之一，于1831年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转.,2,变化的磁场和变化的电场,第十章 变化的磁场和变化的电场,10.1 电磁感应的基本规律,10.2 感应电动势,10.3 自感和互感,10.4 磁场能量,10.5 麦克斯韦电磁理论简介,3,变化的磁场和变化的电场,电动势的概念,电源,将单位正电荷从负极经过电源内部搬到正极，非静电力所作的功。,定义：,表征了电源非静电力作功本领的大小,非静电性场强,对闭合电路,反映电源将其它形式的能量转化为电 能本领的大小,SI：J/C=V,单位正电荷所受非静电力,4,变化的磁场和变化的电场,10.1 电磁感应的基本规律,一、电磁感应现象,法拉第的实验：,磁铁与线圈有相对运动，线圈中产生电流,一线圈电流变化，在附近其它线圈中产生电流,电磁感应实验的结论,当穿过一个闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路中就出现感应电流电磁感应现象,变,变,产生电磁感应,5,变化的磁场和变化的电场,二、法拉第定律,当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中产生感应电动势，它的大小与穿过回路的磁通量变化率成正比。即：,1. 负号的意义：,讨论,在一定正方向规定下，指出i的方向。,6,变化的磁场和变化的电场,2. 若回路是 N 匝密绕线圈,3. 若闭合回路中电阻为R,4. 测感应电量qi, 磁通链数，即线圈总的磁通量。,若t内，回路包围的磁通量的增量为21，则通过回路截面的感应电量：,7,变化的磁场和变化的电场,三、楞次定律,闭合回路中感应电流有确定的方向，它所产生的磁场总是阻碍(反抗)回路中原来磁通量的变化。,楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的体现。,维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热.,感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。,8,变化的磁场和变化的电场,2）磁场恒定，回路或其一部分运动,10.2 感应电动势,引起磁通量变化的原因,1）磁场变化，导体不动,感生电动势,动生电动势,3）磁场变化，回路或其一部分运动,9,变化的磁场和变化的电场,一、动生电动势,（由a到b）,产生的原因：, 非静电力,1.,非静电场,动生电动势,2.,非静电力作功的位移元,a,b,10,变化的磁场和变化的电场,讨论,(1) 注意矢量之间的关系,(2) 对于运动导线回路，电动势存在于整个回路,(电磁感应定律),11,变化的磁场和变化的电场,(3) 感应电动势做功，,洛伦兹力不做功？,洛伦兹力做功为零,(4) 电动势和电势差,动态平衡时，,12,变化的磁场和变化的电场,求动生电动势的一般步骤：,（1）规定一积分路线的方向 L,（2）任取,线元，,方向,以及,的正负,（3）利用,计算电动势,说明电动势的方向与积分路线方向相同,说明电动势的方向与积分路线方向相反,考察该处,13,变化的磁场和变化的电场,例,在匀强磁场 B 中，长 R 的铜棒绕其一端 O 在垂直于 B 的,平面内转动，角速度为 ,O,R,求 棒上的电动势,解:,方法一 (动生电动势):,dl,方法二(法拉第电磁感应定律):,在 dt 时间内导体棒切割磁场线,（方向由楞次定律确定）,14,变化的磁场和变化的电场,例,在半径为R 的圆形截面区域内有匀强磁场 B ，一直导线,垂直于磁场方向以速度 v 扫过磁场区。,求 当导线距区域中心轴垂直距离为 r 时的动生电动势,解:,方法一 ：动生电动势,方法二 ：法拉第电磁感应定律,在 dt 时间内导体棒切割磁场线,15,变化的磁场和变化的电场,例,非均匀磁场,ab处磁场均匀,方向：,（顺时针）,在r处取一位移元dr,方向：,16,变化的磁场和变化的电场,在r处取一位移元