电磁感应现象法拉第电磁感应定律.ppt

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1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 1一、电磁感应一、电磁感应1.1.电磁感应现象电磁感应现象引引：1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，人们就开始了其逆效应的研究。人们就开始了其逆效应的研究。1831年八月英国物理学家年八月英国物理学家M.Faraday发现了电磁感发现了电磁感应现象并总结出电磁感应定律，大大推动了电磁理论应现象并总结出电磁感应定律，大大推动了电磁理论的发展。的发展。电磁感应定律的发现，不但找到了磁生电的规律，电磁感应定律的发现，不但找到了磁生电的规律，更重要的是它揭示了电和磁的联系，为电磁理论奠定了更重要的是它揭示了电和磁

2、的联系，为电磁理论奠定了基础。并且开辟了人类使用电能的道路。成为电磁理论基础。并且开辟了人类使用电能的道路。成为电磁理论发展的第一个重要的里程碑。发展的第一个重要的里程碑。当回路磁通发生变化时在回路中产生电流的现象当回路磁通发生变化时在回路中产生电流的现象称为称为电磁感应现象电磁感应现象。产生的电流叫感应电流。产生的电流叫感应电流。2几个实验几个实验B变变NSB S变KB变变B变 wn03I感 I感1834年楞次提出判断感应电流的方法，年楞次提出判断感应电流的方法，叙述：叙述：闭合回路中感应电流的方向总是使得它所激发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

3、。的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。2.2.楞次定律楞次定律感应电流方向的判断方法感应电流方向的判断方法:回路中回路中m 是增加还是减少；是增加还是减少；由楞次定律确定由楞次定律确定 B感 方向；方向；.由右手定则判定由右手定则判定 I感 方向。方向。这个原因包括引起磁通量变化的相对运动或回路的形变。这个原因包括引起磁通量变化的相对运动或回路的形变。4二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律1.1.电源的电动势电源的电动势电源：电源：将其它形式的能量转变为将其它形式的能量转变为电能的装置。电能的装

4、置。在电源内部存在一非静电力，在电源内部存在一非静电力，该非静电力将正电荷从电势低的电该非静电力将正电荷从电势低的电源负极移动到电势高的正极。源负极移动到电势高的正极。负载负载AB电源电源 在电源内把单位正电荷从负极在电源内把单位正电荷从负极移到正极的过程中非静电力所作的移到正极的过程中非静电力所作的功。功。定义：电源电动势定义：电源电动势 设在电源内把正电荷设在电源内把正电荷dq从负极移从负极移到正极的过程中非静电力所作的功到正极的过程中非静电力所作的功dA。5外来场对电荷外来场对电荷dq的非静电力就是：的非静电力就是：电源电动势电源电动势单位：伏特。单位：伏特。它描写了电源将其它形式能量转

5、变成电能的能力。它描写了电源将其它形式能量转变成电能的能力。在电源内在电源内,电荷电荷dq由负极移到正由负极移到正极极时非静电力所作的时非静电力所作的功为功为：电动势是标量电动势是标量,但含正负。但含正负。利用场的观点，可以把非静电力的作用看成是一利用场的观点，可以把非静电力的作用看成是一种非静电力场的作用，并把这种场称为外来场。以种非静电力场的作用，并把这种场称为外来场。以 来表示外来场的强度。来表示外来场的强度。6规定：规定：电动势的正方向：电动势的正方向：自负极经电源内部指向正极的方向。自负极经电源内部指向正极的方向。注意电动势与电势的区别：注意电动势与电势的区别：电动势是和非静电力的功

6、联系在一起的，它完全取电动势是和非静电力的功联系在一起的，它完全取决于电源本身的性质与外电路无关；决于电源本身的性质与外电路无关；电势是和静电力的功联系在一起的，它的分布与外电势是和静电力的功联系在一起的，它的分布与外电路的情况有关。电路的情况有关。2.2.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 当回路磁通发生变化时在回路中会产生当回路磁通发生变化时在回路中会产生电磁感应电磁感应现象现象。产生的电流叫感应电流。产生的电流叫感应电流。回路中有电流，意味着回路中有电动势，这个电回路中有电流，意味着回路中有电动势，这个电动势是由磁通量的变化引起的，故叫感应电动势。动势是由磁通量的变化引起的，故叫感应电

7、动势。感应电动势比感应电流更能反映电磁感应的现象的本质。感应电动势比感应电流更能反映电磁感应的现象的本质。7在在 SI 制中制中 k=1写成等式：写成等式：单位单位:伏特（伏特（1V=1Wb/s）1.内容：内容：导体回路中的感应电动势的大小与穿过导体导体回路中的感应电动势的大小与穿过导体回路的磁通量的变化率成正比回路的磁通量的变化率成正比.电磁感应现象应理解为：电磁感应现象应理解为：当穿过导体回路的磁通量发当穿过导体回路的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电动势生变化时，回路中就产生感应电动势。法拉第总结了感应电动势与磁通量变化之间的关系，法拉第总结了感应电动势与磁通量变化之间的关系，得到了法

8、拉第电磁感应定律。得到了法拉第电磁感应定律。负号表示感应电动势总负号表示感应电动势总是反抗磁通量的变化是反抗磁通量的变化 与回路与回路 L绕向相反绕向相反;与回路与回路L绕向同向绕向同向;电动势方向电动势方向:确定回路的绕行方向，确定回路的绕行方向，8磁通链数（磁链）磁通链数（磁链）:若有若有N匝线圈，它们彼此串联，总电动势等于各匝线匝线圈，它们彼此串联，总电动势等于各匝线圈所产生的电动势之和。圈所产生的电动势之和。若每匝磁通量相同：若每匝磁通量相同：感应电流与感应电流与m随时间变化率有关。随时间变化率有关。2.2.感应电流、感应电量感应电流、感应电量回路中的感应电流回路中的感应电流 I感：设

9、每匝的磁通量为设每匝的磁通量为 1、2、3 ，则有：，则有：9感应电量为：感应电量为：感应电量只与回路中磁通量的变化量有关，与磁感应电量只与回路中磁通量的变化量有关，与磁通量变化的快慢无关。通量变化的快慢无关。因为感应电流又可表示为：因为感应电流又可表示为：1.选择回路的绕行方向，确定回路中的磁感应强度选择回路的绕行方向，确定回路中的磁感应强度 B；2.由由求回路中的磁通量求回路中的磁通量m；3.由由求出求出；4.由由的正负判定其方向的正负判定其方向3.3.应用法拉第电磁感应定律解题的方法应用法拉第电磁感应定律解题的方法10LabI例例1：在通有电流为在通有电流为 I=I0cost 的长直载流导线旁，的长直载流导线旁，放置一矩形回路，如图所示，回路以速度放置一矩形回路，如图所示，回路以速度v 水平向右运水平向右运动，求回路中的感应电动势。动，求回路中的感应电动势。解：解：建立坐标系，建立坐标系，如图所示取一窄带如图所示取一窄带dx，xdxxo 电流电流I产生的产生的磁感应强度为：磁感应强度为：11LIS例例2：长直螺线管绕有长直螺线管绕有N匝线圈，通有电流匝线圈，通有电流I 且且 （C为常数且大于零），求感应电动势。为常数且大于零），求感应电动势。B解：解：12