物理学(马文蔚)8-1

1、第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场电电 流流磁磁 场场电磁感应电磁感应感应电流感应电流 1831年法拉第年法拉第闭合回路闭合回路变化变化m 实验实验产生产生产产 生生?问题的提出问题的提出8-1 8-1 电磁感应定律电磁感应定律英国物理学家和化学家，英国物理学家和化学家，电磁理论的创始人之一电磁理论的创始人之一. .他创造性地提出场的思想，他创造性地提出场的思想，最早引入磁场这一名称最早引入磁场这一名称. . 1831年发现电磁感应现象，年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，物质的抗磁性和顺磁性，及光的偏振面在磁场中的及光的偏振面在磁场

2、中的旋转旋转. .法拉第法拉第（Michael Faraday, 17911867）1. 电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象通过回路的通过回路的磁通量磁通量发生发生变化变化。产生电流的产生电流的共同点共同点是是感应现象的实质是感应现象的实质是感应电动势感应电动势; ; 感应电流只是感应电动势的具体表现感应电流只是感应电动势的具体表现. . 当闭合回路所包围的面积的磁通量发生变化时，回路当闭合回路所包围的面积的磁通量发生变化时，回路中就产生电流，这一现象被称为中就产生电流，这一现象被称为电磁感应现象。电磁感应现象。相应的电动势则称为相应的电动势则称为感应电动势感应电动势。回路中所产

3、生的电流称为回路中所产生的电流称为感应电流感应电流。注意注意? I )(a)(b)(c)(d在无限长直载流导线旁有相同大小的四个在无限长直载流导线旁有相同大小的四个矩形线圈，分别作如图所示的运动。矩形线圈，分别作如图所示的运动。判断回路中是否有感应电流。判断回路中是否有感应电流。0 0 0 0 思思 考考闭合回路中感应电流具有确定的方向，闭合回路中感应电流具有确定的方向，它总是使感应电流所产生的穿过回路的磁它总是使感应电流所产生的穿过回路的磁通量，去通量，去补偿补偿或者或者反抗反抗引起感应电流的引起感应电流的磁磁通量的变化通量的变化。NSNS楞楞 次次2 楞次定律（楞次定律（判断感应电流方向判

4、断感应电流方向）NBS NSB 用楞次定律判断感应电流方向用楞次定律判断感应电流方向II3 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 导体回路中感应电动势导体回路中感应电动势 i 的大小与穿过回路的磁通量的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比的变化率成正比tidd (1)(1)该式仅对回路成立该式仅对回路成立。(2)(2)负号的意义负号的意义:N匝密绕线圈的法拉第电磁感应定律匝密绕线圈的法拉第电磁感应定律N B 磁通链磁通链表示感应电动势总是反抗磁通量的变化表示感应电动势总是反抗磁通量的变化负号是楞次定律具体表现负号是楞次定律具体表现. .ttNidddd Nn绕行正方向绕行正方向0 0dd tN

5、0 i 0 0dd tn绕行正方向绕行正方向0 i 电动势电动势顺顺时针方向时针方向电动势电动势逆逆时针方向时针方向SS确定电动势方向的步骤：确定电动势方向的步骤：2. 确定确定 的正负；的正负； 3. 确定确定 的正负；的正负；tdd 4. 确定确定 的正负，的正负， 与绕行方向相同；与绕行方向相同；，0 与绕行方向相反。与绕行方向相反。，0 1. 选定回路选定回路L 绕行方向，以确定绕行方向，以确定 的方向；的方向；n 负号表示感应电动势的方向与绕行回路方向相反，即沿负号表示感应电动势的方向与绕行回路方向相反，即沿回路的逆时针方向。回路的逆时针方向。XoBS 例例1. 矩形导体框的矩形导体

6、框的ab边可以平行滑动，长为边可以平行滑动，长为l 。整个回路放在磁。整个回路放在磁感强度为感强度为B B、方向与其平面垂直的均匀磁场中。若导线、方向与其平面垂直的均匀磁场中。若导线ab以恒定以恒定的速率的速率v向右运动，向右运动，求求闭合回路的感应电动势。闭合回路的感应电动势。 abvB解解:dBlx 取顺时针的绕行回路：取顺时针的绕行回路：回路的感应电动势为回路的感应电动势为: :tidd txBldd Bl Rl例例2.长直导线通有电流长直导线通有电流I=I0sint，在它附近放有一，在它附近放有一 矩形导体回路矩形导体回路. 求求回路中回路中 i=？ 解解:abIldrr设回路绕行方向为顺时针，设回路绕行方向为顺时针， baldrB baldrrtI 2sin00abtlIln2sin00 dtdi abtlIln2cos00 rIB 20 电动势电动势 i是非静电力作功是非静电力作功!导体回路不动，导体回路不动，B变化