第八章电磁感应定律精选文档.ppt

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1、第八章电磁感应定律本讲稿第一页，共三十一页一一 电磁感应现象电磁感应现象本讲稿第二页，共三十一页 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变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势正比于磁通量对时间变化率的负值.二二 电磁感应定律电磁感应定律国际单位制国际单位制韦韦 伯伯伏伏 特特本讲稿第三页，共三十一页（1）闭合回路由闭合回路由 N 匝密绕线圈组成匝密绕线圈组成 磁通匝数（磁链）磁通匝数（磁链）（2）若闭合回路的电阻为若闭合回路的电阻为 R，感应电流为，感应电流为本讲稿第四页，共三十一页

2、感应电动势的方向感应电动势的方向与回路取向相与回路取向相反反（与回路成与回路成右右螺旋）螺旋）NS本讲稿第五页，共三十一页NS三三 楞次定律楞次定律 闭合的导线回路闭合的导线回路中所出现的感应电流，中所出现的感应电流，总是使它自己所激发总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发的磁场反抗任何引发电磁感电磁感应的原因（反抗相对应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线运动、磁场变化或线圈变形等）圈变形等）.本讲稿第六页，共三十一页NS用楞次定律判断感应电流方向NS本讲稿第七页，共三十一页 楞次定律楞次定律 闭合的导线回路中所出现的感应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电

3、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磁感应的原因.本讲稿第八页，共三十一页 楞次定律是能量守恒定律的一种表现楞次定律是能量守恒定律的一种表现 维持滑杆运动维持滑杆运动必须外加一力，此必须外加一力，此过程为外力克服安过程为外力克服安培力做功转化为焦培力做功转化为焦耳热耳热.机械能机械能焦耳热焦耳热 本讲稿第九页，共三十一页 例例 在匀强磁场在匀强磁场中中,置有面积为置有面积为 S 的可绕的可绕 轴转动的轴转动的N 匝线圈匝线圈.若线圈以角若线圈以角速度速度 作匀速转动作匀速转动.求求线圈中的感应电线圈中的感应电动势动势.本讲稿第十页，共三十一页解解设设 时时,与与 同向同向,则

4、则令令则则本讲稿第十一页，共三十一页交流电交流电本讲稿第十二页，共三十一页 （1）稳恒磁场中的导体运动稳恒磁场中的导体运动,或者回或者回路面积变化、取向变化等路面积变化、取向变化等 动生电动势动生电动势 （2）导体不动，磁场变化导体不动，磁场变化 感生电动势感生电动势引起磁通量变化的原因引起磁通量变化的原因 本讲稿第十三页，共三十一页 电动势电动势+-I 闭合电路的总电动势闭合电路的总电动势 :非静电的电场强度非静电的电场强度.本讲稿第十四页，共三十一页 OP一一 动生电动势动生电动势动生电动势的动生电动势的非非静电力场来源静电力场来源 洛伦兹力洛伦兹力-+平衡时平衡时本讲稿第十五页，共三十一

5、页设杆长为设杆长为 OP-+本讲稿第十六页，共三十一页解解 例例1 一长为一长为 的铜棒在磁感强度为的铜棒在磁感强度为 的均匀磁场中的均匀磁场中,以角速度以角速度 在与磁场方向在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端垂直的平面上绕棒的一端转动，转动，求求铜棒两端的铜棒两端的感应电动势感应电动势.oP 方向方向 O P本讲稿第十七页，共三十一页 oP 方向方向 O P本讲稿第十八页，共三十一页 例例2 一导线矩形框的平面与磁感强度为一导线矩形框的平面与磁感强度为 的均匀磁场相垂直的均匀磁场相垂直.在此矩形框上在此矩形框上,有一质有一质量为量为 长为长为 的可移动的细导体棒的可移动的细导体棒 ;矩矩形框

6、还接有一个电阻形框还接有一个电阻 ,其值较之导线的电其值较之导线的电阻值要大得很多阻值要大得很多.若若开始时开始时,细导体棒以速度细导体棒以速度 沿如图所示的矩形框沿如图所示的矩形框运动运动,试求棒的速率随时试求棒的速率随时间变化的函数关系间变化的函数关系.+本讲稿第十九页，共三十一页方向沿方向沿 轴反向轴反向解解 如图建立坐标如图建立坐标棒中棒中且由且由+则则本讲稿第二十页，共三十一页二二 感生电动势感生电动势 产生感生电动势的产生感生电动势的 非静电场非静电场 感生电场感生电场 麦克斯韦尔假设麦克斯韦尔假设 变化的磁场在其周围空变化的磁场在其周围空间激发一种电场间激发一种电场感生电场感生电

7、场 .本讲稿第二十一页，共三十一页闭合回路中的感生电动势闭合回路中的感生电动势本讲稿第二十二页，共三十一页感生感生电场电场静静电场电场非非保守场保守场保守场保守场由变化的磁场由变化的磁场产生产生由电荷产生由电荷产生感生电场和静电场的感生电场和静电场的对比对比本讲稿第二十三页，共三十一页一一 自感电动势自感电动势 自感自感（1）自感系数自感系数 若线圈有若线圈有 N 匝，匝，磁通匝数磁通匝数 无铁磁质时无铁磁质时,自感仅与线圈形自感仅与线圈形状、磁介质及状、磁介质及N 有关有关.注意注意自感自感 本讲稿第二十四页，共三十一页（2）自感电动势自感电动势 当当时，时，自感自感本讲稿第二十五页，共三十

8、一页二二 互感电动势互感电动势 互感互感 在在 电流回路中所产生的磁通量电流回路中所产生的磁通量 在在 电流回路电流回路 中所产生的磁通量中所产生的磁通量 本讲稿第二十六页，共三十一页（1）互感系数互感系数 注意注意 互感仅与两个线圈形状、大小、匝互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围的数、相对位置以及周围的磁介质有关磁介质有关.本讲稿第二十七页，共三十一页经典电磁理论的奠基人经典电磁理论的奠基人,气气体动理论创始人之一体动理论创始人之一.提出了提出了有旋场和位移电流的概念有旋场和位移电流的概念,建立了经典电磁理论建立了经典电磁理论,并预言并预言了以光速传播的电磁波的存在了以光速传

9、播的电磁波的存在.在气体动理论方面在气体动理论方面,提出了气提出了气体分子按速率分布的统计规律体分子按速率分布的统计规律.麦克斯韦麦克斯韦（1831-1879）英国物理学家）英国物理学家本讲稿第二十八页，共三十一页 1865 年麦克斯韦在总结前人工作的年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，他的主基础上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了要贡献是提出了“有旋电场有旋电场”和和“位移电位移电流流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度（即并计算出电磁波的速度（即光速光速）.(真空真空中中 )本讲稿第二十九页，共三十一页二二 电磁场电磁场 麦克斯韦电磁场方程的麦克斯韦电磁场方程的三三 积分形式积分形式 磁场高斯定理磁场高斯定理 安培环路定理安培环路定理 静电场环流定理静电场环流定理 静电场高斯定理静电场高斯定理本讲稿第三十页，共三十一页方方程程的的积积分分形形式式麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场（1）有旋电场有旋电场麦克斯韦假设麦克斯韦假设（2）位移电流位移电流本讲稿第三十一页，共三十一页