15-电磁感应-1.ppt

1 Apoemtoyou Itrytodomybesteachday inmyworkandmyplay IfIalwaysdomybest Ineedn tworryaboutatest ITry 2 第16章变化的电磁场 3 16 1电磁感应定律 Faraday slawofelectromagneticinduction 一 电磁感应现象 1831年 4 5 6 7 8 当穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时 回路中就产生电流 这种现象叫电磁感应现象 二 楞次定律 1834年 闭合回路中的感应电流有确定的方向 总是企图使它产生的通过回路所包围面积的磁通量 反抗引起感应电流的原磁通量的改变 改变 感应电流 反抗 的含义 增则反 减则同 其本质是有感应电动势存在 这种电流叫感应电流 9 相对运动 磁场变化 线圈变形等 简述为 效果反抗原因 是一种负反馈 是能量守恒定律的一种表现 楞次定律也可表述为 感应电流有确定的方向 总是企图使它产生的磁场反抗引起感应电流的原因 楞次定律实质 10 三 法拉第电磁感应定律 电动势比电流更本质 1 定律内容 11 约定 与绕行方向成右螺关系 则回路的绕行方向 是楞次定律的数学表示 先任选回路绕行方向 回路的正法线方向 为电动势的正方向 感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比 在SI制中写成等式为 12 先选绕行方向 如图 俯视为逆时针方向 正法线方向竖直向上 磁铁向上运动 例 判断图中磁铁向上运动时感应电动势的方向 用法拉第电磁感应定律确定的结果与楞次定律所确定的完全符合 电动势方向为顺时针 结论 若磁铁向下运动呢 13 2 回路包含多匝线圈时的情况 N匝线圈串联 磁链 magneticfluxlinkage 令 于是有 3 感应电流 inductioncurrent R 回路电阻 14 在t1 t2内通过导线任一截面的感应电量为 测q可得到 此即磁通计的原理 四 感应电动势的分类 回路动 动生电动势 动 磁场变 感生电动势 感 感应电流的方向与感应电动势的方向一致 15 以匀强磁场中平面回路为例 有3种简单情况 感生电动势 动生电动势 动生电动势 磁场变 导线运动或回路变形 回路转动 这种划分只有相对意义 动生与感生也可同时存在 16 例 一半径为r2的电荷线密度为 的均匀带电圆环 里边有一个半径为r1总电阻为R的导体环 两环共面同心r2 r1 当大圆环以变角速度 t 绕垂直于环面的中心轴旋转时 求小环中的感应电流 其方向如何 以逆时针为小环回路正方向 17 18 没电流 有电流 16 2动生电动势 motionalemf 一 运动导线的动生电动势 导线 回路 运动 切割磁感线 动生电动势从哪里来 1 动生电动势的产生 19 方向用楞次定律或右手定则判断 右手定则 手掌迎磁场 拇指沿运动方向 四指所指即 方向 平衡时 导线ab相当于一个电源 a端为负极 b端为正极 导线ab内部 I a b 20 2 动生电动势过程中的能量转化 外力做正功输入机械能 安培力做负功吸收它 同时感应电动势在回路中做正功又以电能形式输出这个份额的能量 洛伦兹力的作用并不提供能量 而只是传递能量 21 3 动生电动势的一般表达式 电源电动势 内 非静电场强 对动生电动势 对一段运动导线 对一小段 线段元 的方向为结果取正值的积分方向 22 方向 a b 与积分方向相反 23 例 一长直导线中通电流I 有一长为l的金属棒与导线垂直共面 当棒以速度v平行于长直导线匀速运动时 求棒产生的动生电动势 解 24 例 求均匀金属棒在均匀磁场中旋转 转轴 产生的 取微元dl 速率v l 它产生的动生电动势为 整个金属棒产生的动生电动势为 方向 O A 右手定则判断也可 转轴 均匀 25 均匀金属棒在均匀磁场中旋转 转轴 产生的 dt内棒转过d 扫过的面积为 dt内磁通量的改变量为 26 若金属棒与轴不 情形如何 方向 O A 若棒与轴