电磁学第11章 变化的磁场和变化的电场ch11 1

法拉第（MichaelFaraday,1791-1867），伟大的英国物理学家和化学家.他创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的.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.第11章变化的磁场和变化的电场11.1电磁感应11.2感应电动势11.3自感和互感11.4磁场能量11.5麦克斯韦电磁场理论简介一电磁感应现象

11.1电磁感应chsling二.电动势

11.1电磁感应chsling+–静电力使正电荷从高电位到低电位；非静电力使正电荷从低电位到高电位。*提供非静电力的装置就是电源:把能量转换为电能的装置。电动势:把单位正电荷从负极经内电路搬至正极电源非静电力所做的功。电源

11.1电磁感应chsling1.反映电源将其它形式的能量转化为电能本领的大小；2.电动势是标量，规定的方向由负极板经内电路指向正极板，即正电荷运动的方向；3.电源电动势表征电源本身性质，与外电路是否接通无关。

11.1电磁感应chsling当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值.二电磁感应定律国际单位制韦伯伏特

11.1电磁感应chsling1）闭合回路由

N

匝密绕线圈组成磁通匝数（磁链）2）若闭合回路的电阻为R，感应电流为时间内，流过回路的电荷

11.1电磁感应chsling感应电动势的方向N与回路取向相反（与回路成右螺旋）

11.1电磁感应chslingN当线圈有N

匝时与回路取向相同

11.1电磁感应chslingNS三楞次定律闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）.

11.1电磁感应chslingNSNS用楞次定律判断感应电流方向

11.1电磁感应chsling

楞次定律是能量守恒定律的一种表现

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.机械能焦耳热

楞次定律闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因.++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

11.1电磁感应chsling

例在匀强磁场中,置有面积为S的可绕轴转动的N匝线圈.若线圈以角速度

作匀速转动.求线圈中的感应电动势.

11.1电磁感应chsling已知求解设时,与同向,则令则

11.1电磁感应chsling可见,在匀强磁场中匀速转动的线圈内的感应电电流是时间的正弦函数.这种电流称交流电.

11.1电磁感应chsling引起磁通量变化的原因

1）稳恒磁场中的导体运动,或者回路面积变化、取向变化等动生电动势2）导体不动，磁场变化感生电动势电动势+-I闭合电路的总电动势:非静电的电场强度.

11.2感应电动势chsling+++++++++++++++++++++++++++++++++++OP设杆长为

一动生电动势动生电动势的非静电力场来源洛伦兹力---++平衡时

11.2感应电动势chsling说明

11.2感应电动势chsling1.动生电动势是由磁场对导体中载流子的洛伦兹力引起的；2.动生电动势计算的两种方法：a.

公式法：b.动生电动势等于单位时间内导体切割磁力线的数目。解例1一长为的铜棒在磁感强度为的均匀磁场中,以角速度在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端转动，求铜棒两端的感应电动势.+++++++++++++++++++++++++++++++++++oP（点P

的电势高于点O

的电势）

11.2感应电动势chsling方向O

P例在空间均匀的磁场中

设导线ab绕Z轴以

匀速旋转导线ab与Z轴夹角为求导线ab中的电动势解建坐标如图lO方向从a

b例2一导线矩形框的平面与磁感强度为的均匀磁场相垂直.在此矩形框上,有一质量为长为的可移动的细导体棒;矩形框还接有一个电阻,其值较之导线的电阻值要大得很多.若开始时,细导体棒以速度沿如图所示的矩形框运动,试求棒的速率随时间变化的函数关系.

解如图建立坐标棒所受安培力方向沿轴反向++++++

11.2感应电动势chsling棒中且由方向沿轴反向棒的运动方程为则计算得棒的速率随时间变化的函数关系为++++++

11.2感应电动势chsling二感生电动势产生感生电动势的非静电场感生电场麦克斯韦尔假设不论有无导体或导体回路，变化的磁场都将在其周围空间产生具有闭合电场线的感生电场.闭合回路中的感生电动势

11.2感应电动势chsling

11.2感应电动势chsling说明1.感生电动势是有旋电场力作为非静电力导致产生的；2.S是以闭合路径L为周界的平面或曲面；计算方法：非闭合导体可通过辅助线构成闭合回路再进行计算。练习：P1671.1(3)答案：a练习：P1671.1(4)答案：曲线acb、直线ab感生电场和静电场的对比

场源静电荷变化的磁场(磁生电)环流静电场为保守场感生电场为非保守场静电场为有源场通量感生电场为无源场(闭合电场线)

11.2感应电动势chsling

(2)感生电场与