大学物理电磁感应定律教学文稿.ppt

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1、第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律大学物理电磁感应定律第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律 1812 1812年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实验次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实验室当助理研究员。这年底，作为助手和仆人，他随戴维到室当助理研究员。这年底，作为助手和仆人，他随戴维到欧洲大陆考察漫游，结识了不少知名科学家，如安培、伏欧洲大陆考察漫游，结识了不少知名科学家，如安培、伏打等，这进一步扩大了他的眼界

2、。打等，这进一步扩大了他的眼界。18151815年春回到伦敦后，年春回到伦敦后，在戴维的支持和指导下作了好多化学方面的研究工作。在戴维的支持和指导下作了好多化学方面的研究工作。18211821年开始担任实验室主任，一直到年开始担任实验室主任，一直到18651865年。年。18241824年，被年，被推选为皇家学会会员。次年法拉第正式成为皇家学院教授。推选为皇家学会会员。次年法拉第正式成为皇家学院教授。18511851年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被他坚决年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被他坚决推辞掉了。推辞掉了。18671867年年8 8月月2525日，他坐在书房的椅子上安祥地日

3、，他坐在书房的椅子上安祥地离开了人世。离开了人世。遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻了名字和遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻了名字和生死年月。生死年月。第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律2.2.主要工作主要工作 1821 1821年法拉第读到了奥斯特的描述他发现电年法拉第读到了奥斯特的描述他发现电流磁效应的论文关于磁针上的电碰撞的实验。流磁效应的论文关于磁针上的电碰撞的实验。该文给了他很大的启发，使他开始研究电磁现象。该文给了他很大的启发，使他开始研究电磁现象。经过十年的实验研究（中间曾因研究合金和光学经过十年的实验研究（中间曾因研究合金和光学玻璃等而中断过）

4、，在玻璃等而中断过），在18311831年，他终于发现了年，他终于发现了电电磁感应现象磁感应现象。1833 1833年，法拉第发现了年，法拉第发现了电解定律电解定律，18371837年发年发现了电解质对电容的影响，引入了电容率概念。现了电解质对电容的影响，引入了电容率概念。18451845年发现了磁光效应，后又发现物质可分为顺年发现了磁光效应，后又发现物质可分为顺磁质和抗磁质等。磁质和抗磁质等。第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律一一 电磁感应现象电磁感应现象第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律结论：结论：结论：结论：

5、当穿过当穿过闭合闭合回路的磁通量发生变化时，不回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因导致的，回路中有管这种变化是由什么原因导致的，回路中有电流产生。电流产生。电磁感应现象中产生的电流称为电磁感应现象中产生的电流称为感应电流感应电流，相应的电动势称为相应的电动势称为感应电动势感应电动势。涡电流跳圈涡电流跳圈第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律 当当穿过闭合回路所围穿过闭合回路所围面积的磁通量面积的磁通量发生变化时，发生变化时，回路中会产生感应电动势，回路中会产生感应电动势，且且感应电动势正比于磁通感应电动势正比于磁通量对时间变化率的量对时间变化率的

6、负值负值.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伯韦伯伏特伏特第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律大小：大小：方向：方向：由式中的由式中的负号负号（或（或楞楞次定律）判断。次定律）判断。1.先选定回路正方向先选定回路正方向2.由此确定回路所包围面积由此确定回路所包围面积的正法线方向的正法线方向3.若若4.其方向沿回路正方向其方向沿回路正方向步骤：步骤：第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律 感应电动势的方向感应电动势的方向N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）选逆时针为正选逆时针为

7、正第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律N与回路取向相与回路取向相同同（与回路成与回路成右右螺旋）螺旋）选顺时针为正选顺时针为正第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律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 磁通磁链磁通磁链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，感应电流为时间内，流过回路的电荷时间内，流过回路的电荷当线圈有当线圈有 N 匝时匝时第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律（磁通计的设计原理在此。）（磁通计的设计原理在此。）表明表明q仅与

8、磁通量的变化量成正比，而与磁仅与磁通量的变化量成正比，而与磁通量的变化快慢无关通量的变化快慢无关 主要用于对各种永磁体感主要用于对各种永磁体感应磁通值的测定，便于掌握应磁通值的测定，便于掌握磁钢或磁瓦的整体磁性能。磁钢或磁瓦的整体磁性能。第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律的方向与的方向与 的方向一致的方向一致当当 N 极移近线圈时：极移近线圈时：感应电动势的方向与绕行方向相反。感应电动势的方向与绕行方向相反。S SN NN NS S感应电流产生的磁场感应电流产生的磁场阻碍阻碍磁铁的磁铁的运动运动，反抗反抗原磁通量的原磁通量的变化变化。第十章第十章 电磁感

9、应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律当当 N 极远离线圈时：极远离线圈时：的方向与的方向与 的方向一致的方向一致 感应电动势的方向与绕行方向一致。感应电动势的方向与绕行方向一致。S SN NS SN N感应电流产生的磁场感应电流产生的磁场阻碍阻碍磁铁的磁铁的运动运动，反抗反抗原磁通量的原磁通量的变化变化。第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律NS三三 楞次定律楞次定律法拉第定律中的法拉第定律中的“负号负号”是楞次定律的数学表示：是楞次定律的数学表示：感应电流的效果总是反抗感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。引起感应电流的原因。第十章第

10、十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律感应电流的感应电流的效果效果反抗引起感应电流的反抗引起感应电流的原因原因导线运动导线运动感应电流感应电流阻碍阻碍产生产生磁通量变化磁通量变化感应电流感应电流产生产生阻碍阻碍第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律NSNS用楞次定律判断感应电流方向引起感应电流的原因：磁通量增加引起感应电流的原因：磁通量增加引起感应电流的原因：磁通量增加引起感应电流的原因：磁通量增加感应电流的效果：阻碍磁通量增加感应电流的效果：阻碍磁通量增加感应电流的效果：阻碍磁通量增加感应电流的效果：阻碍磁通量增加第十章第十章

11、电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律例：如图，在直导线中突然通以电流，例：如图，在直导线中突然通以电流，则线圈如何运动？则线圈如何运动？答案：向远处离去，但不转动。答案：向远处离去，但不转动。第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律+楞次定律楞次定律 闭合回路中感应电流的方向，总是使得它闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克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服安培力做功转化为焦耳

12、热.机械能机械能焦耳热焦耳热 楞次定律的本质楞次定律的本质楞次定律的本质楞次定律的本质楞次定律的本质楞次定律的本质是能量守恒定律是能量守恒定律是能量守恒定律是能量守恒定律是能量守恒定律是能量守恒定律第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律 例例 在匀强磁场中在匀强磁场中,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.若线圈以角速度若线圈以角速度 作匀速转动作匀速转动.求求线圈线圈 中的感应电动势中的感应电动势.四四 电磁感应定律的应用电磁感应定律的应用第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律解解 设

13、设 时时,则则已知已知求求令令则则与与 同向同向第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律 可见可见,在匀强磁场中匀在匀强磁场中匀速转动的线圈内的感应电速转动的线圈内的感应电电流是时间的正弦函数电流是时间的正弦函数.这这种电流称种电流称交流电交流电.交流发电机的基本原理交流发电机的基本原理第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律例例:无限长直导线无限长直导线共面矩形线圈共面矩形线圈求求:已知已知:解解:第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律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。思思 考考第十章第十章 电磁感应电磁感应10-1 10-1 电磁感应定律电磁感应定律此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢