电磁感应定律ppt课件.ppt

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1、18311831年法拉第发现：当一个年法拉第发现：当一个磁铁插进或拔出导体回路时，磁铁插进或拔出导体回路时，在回路中将出现感应电流。在回路中将出现感应电流。由此他总结了这一现象服从由此他总结了这一现象服从的规律：的规律： dtdBi)(SdBSB其中为什么要加负号？为什么要加负号？BSdS 物理机制物理机制 动生可以认为电荷受到磁场的洛伦兹力，因此动生可以认为电荷受到磁场的洛伦兹力，因此产生电动势；感生情况回路不动，应该是受到电产生电动势；感生情况回路不动，应该是受到电场力的作用。因为无外电动势，该电场不是由静场力的作用。因为无外电动势，该电场不是由静止电荷产生，因此称为感生电场（对电荷有作用

2、止电荷产生，因此称为感生电场（对电荷有作用力是电场的本质，因此它与静电场在这一点上无力是电场的本质，因此它与静电场在这一点上无本质差别）本质差别）电磁感应现象的实质：变化磁场激发电场电磁感应现象的实质：变化磁场激发电场LLl dEQl dF非非电源Liil dEtBEi1 1）它反映感生电场为有旋场（又称涡旋场）它反映感生电场为有旋场（又称涡旋场）, ,与静与静 电场本质不同。电场本质不同。2 2）它反映变化磁场与它激发的涡旋电场间的关系，）它反映变化磁场与它激发的涡旋电场间的关系，是电磁感应定律的微分形式。是电磁感应定律的微分形式。 SLiSdBdtdldE假定电荷分布激发的场为假定电荷分布

3、激发的场为 满足满足： SEt0SE 0StE 0,tBEEtSiEEE总电场为：总电场为：因此得到总电场满足的方程：因此得到总电场满足的方程：变化电场是有旋有源场，变化电场是有旋有源场，它不仅可以由电荷直接它不仅可以由电荷直接激发，也可以由变化磁激发，也可以由变化磁场激发。场激发。0iESSdE0变化磁场产变化磁场产生感生电场生感生电场 变化电场产变化电场产生磁场生磁场 ？ ？对于静磁场：对于静磁场： 与与 相一致相一致 0BJ0J对变化场它与电荷守恒发生矛盾对变化场它与电荷守恒发生矛盾0Jt 麦克斯韦假设存在位移电流麦克斯韦假设存在位移电流DJ0DJJDJJ总电流总电流：0DBJJ类类比？

4、比？ 000tEEEttt DJt 00DDEEJJtt 0DEJt麦克斯韦在多麦克斯韦在多方面考虑后取方面考虑后取它仅在产生它仅在产生磁场上与传磁场上与传导电流相同导电流相同tJJD000EBJt B 0JtB旋度旋度方程方程0B散度散度方程方程与变化磁场与变化磁场产生的感生产生的感生电场比较电场比较BEt 后人发现由后人发现由可直接导出上述结果可直接导出上述结果SSLSLSSdBQSdESdEdtdIldBSdtBldE0000000000BEtEJBtBE（2 2）线性偏微分方程，）线性偏微分方程， 满足叠加原理满足叠加原理 ,EB它们有它们有6 6个未知变量（个未知变量（ ）、）、8

5、8个个标量方程，因此有两个不独立。一般认为后两个方标量方程，因此有两个不独立。一般认为后两个方程为附加条件，它可由前两个方程导出。程为附加条件，它可由前两个方程导出。 ,xyzxyzE E E B B B00EB 000BJEt 00EEtt具体求解方程还要考虑具体求解方程还要考虑空间中的介质，导体以空间中的介质，导体以及各种边界上的条件。及各种边界上的条件。0000BEtEBtEB 在电荷、电流为零的空间（称为自由空间）在电荷、电流为零的空间（称为自由空间）2EEE 220020EEt 001C 222210EECt22002)()(tEBtEE电磁波电磁波（4 4）方程通过电磁感应定律加位

6、移电流假设导出，）方程通过电磁感应定律加位移电流假设导出，它们的正确性是由方程与实际情况相比较验证的。它们的正确性是由方程与实际情况相比较验证的。 电场与磁场之间的相互激发可以脱离电荷和电流而发生。电场与磁场的相互联系，相互激发，时间上周而复始，空间上交链重复，这一过程预示着波动是电磁场的基本运动形态。 他的这一预言在Maxwell去世后（1879年）不到10年的时间内，由德国科学家Hertz通过实验证实。从而证明了Maxwell的假设和推广的正确性。EQFfEJB洛伦兹假设变化电磁场上洛伦兹假设变化电磁场上述公式仍然成立，近代物述公式仍然成立，近代物理实验证实了该式的正确。理实验证实了该式的正确。 BvqEqF对于运动点电荷对于运动点电荷dVBJFd力密度力密度对于单个带电粒子对于单个带电粒子feEevB