13-1电磁感应(带演示).ppt

1、第十三章 电磁感应 电磁场,电 流,磁 场,电磁感应,感应电流,1831年法拉第,问题的提出,掌握计算感应电动势的几种基本方法。 理解动生电动势、感生电动势的非静电力本质。 了解位移电流、麦克斯韦方程组、电磁波。,学习要求,（下一页）,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,13-1 电磁感应定律,一.电磁感应现象,11-3 电磁感应定律,一.

2、电磁感应现象,（下一页）,当回路 1中电流发生变化时，在回路 2中出现感应电动势。,（下一页）,当通过一个闭合导体回路所包围面积内的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。这称为电磁感应现象。,结论：,线圈内磁场变化,导线或线圈在磁场中运动,两类实验现象,（下一页）,二. 楞次定律 (判断感应电流方向) 1833年,感应电流的效果反抗引起感应电流的原因,导线运动,感应电流,磁通量变化,感应电流,（下一页）,感应电流所产生的通过回路面积的磁通量，总是反抗引起感应电流的磁通量的变化。,判断感应电流的方向：,1、判明穿过闭合回路内原磁场 的方向；,2、根据原磁通量的变化 ,按照楞次定律的要求确定感

3、 应电流的磁场的方向；,3、按右手法则由感应电流磁场的 方向来确定感应电流的方向。,（下一页）,楞次定律,能量守恒与转换定律在电磁感应中的体现,若违背楞次定律,?,（下一页）,三. 法拉第电磁感应定律,电动势,形成,产生,（下一页）,法拉第电磁感应定律,通过回路面积内的磁通量发生变化时，回路中产,生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比。,在SI制中比例系数为1,库仑定律 毕-沙定律 电磁感应定律,电磁学理论的三大基础,（下一页）,大小,令,感应电流,注意,（下一页）,构成一个右旋符号系统。,和 L 构成右旋作为 正方向。,（下一页）,根据这一符号系统可以 由楞次定律确定感应,分四种情况讨论

4、：,1、,（下一页）,2、,由定律得,（下一页）,感应电流,感应电动势,感应电量,由,空间,的分布,（下一页）,磁通计,例13-1 有一长直螺线管，在管的中部放置一个与它同轴线、面积S=6cm2 、共绕有N=10匝、总电阻R=10 的小线圈图 (a)。开始时螺线管内的恒定磁场为B0=0.05T，切断电源后管内磁场按指数规律B=B0e-t/下降到零，式中=0.01s 。求在小线圈内产生的最大感应电动势max及通过小线圈截面的感生电荷量,在小线圈内产生的总感应电动势为,图a,解： 通过单匝小线圈的磁通量为,由于通过小线圈面积的磁通量按指数规律变化，小线圈中的感应电动势也按指数规律下降(图 (b)

5、，在t=0的瞬时感应电动势最大，把已知量代入得,在t=0 和t=这段时间内，通过小线圈截面的感生电荷量为,例题13.2 一长直导线中通有交变电流I=I0sint，式中I表示瞬时电流，I0是电流振幅， 是角频率， I0 和都是常量。在长直导线旁平行放置一矩形线圈，线圈面积与直导线在同一平面内 。已知线圈长为l，宽为 b，线圈近直线的一边离直导线的距离为 d（图）。求任一瞬时线圈中的感应电动势。,解: 在某一瞬时，距直导线为x 处的磁感应强度为,选顺时针的转向作为矩形线圈的绕行正方向，则通过图中阴影面积dS=ldx的磁通量为,在该瞬时t，通过整个线圈所围面积的磁通量为,由于电流随时间变化，通过线圈面积的磁通量也随时间变化，故线圈内的感应电动势为:,从上式可知，线圈内的感应电动势随时间按余弦规律变化，其方向也随余弦值的正负作逆时针、顺时针转向的变化。,顺,逆,顺,逆,（下一页）,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。,判断感应电流