5.1法拉第电磁感应定律.ppt

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1、第五章 时变电磁场5.1 法拉第电磁感应定律Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律主要内容v感应电动势（感生电动势、动生电动势）v法拉第电磁感应定律（重点）学习目的v掌握感应电动势的求解v掌握静电场与时变电场的区别Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律1、感应电动势：、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势。问题问题1 1：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？：感应电动势和感应

2、电流之间存在什么关系？问题问题2 2：影响感应电动势大小的因素？：影响感应电动势大小的因素？问题问题3 3：磁通量大，磁通量变化一定大吗？：磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁磁通量变化大，磁 通量的变化率一定大吗？通量的变化率一定大吗？Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律1、感应电动势：、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势。问题问题1 1：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？电路闭合时有感应电动势，感应电流。电路闭合时有感应电动势，感应电流

3、。电路断开时有感应电动势，但无感应电流。电路断开时有感应电动势，但无感应电流。Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律1、感应电动势、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势。问题问题1 1：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？问题问题2 2：影响感应电动势大小的因素？：影响感应电动势大小的因素？感应电动势大小与磁通量的变化快慢有关。感应电动势大小与磁通量的变化快慢有关。Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律1、感应电动势

4、：、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势感应电动势。问题问题1 1：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？：感应电动势和感应电流之间存在什么关系？问题问题2 2：影响感应电动势大小的因素？：影响感应电动势大小的因素？问题问题3 3：磁通量大，磁通量变化一定大吗？：磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁磁通量变化大，磁 通量的变化率一定大吗？通量的变化率一定大吗？磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的

5、变化大，磁通量的变化率也不一定大。磁通量的变化率也不一定大。Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律物理意义与电磁感应的关系磁通量穿过回路的磁力线条数无关磁通量变化穿过回路的磁通量的变化量感应电动势产生的条件磁通量变化率穿过回路的磁通量的变化快慢决定感应电动势的大小Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律说明：（1）规定的正方向与磁通方向构成右旋关系；（2）感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化。定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。这一电路的磁通量变

6、化率成正比。2、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 当磁通增加增加时，感应电动势的实际方向与磁通方向构成左旋左旋关系；反之，当磁通减减少少时，电动势的实际方向与磁通方向构成右右旋旋关系。Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律（1）感生电动势）感生电动势 条件：条件：令回路不动，磁场变化。IChap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律I（2）动生电动势）动生电动势条件：条件：令磁场不变，回路运动。一般情况下：Chap.5 时变电磁场时变

7、电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 感应电场强度沿线圈回路的闭合线积分等于线圈中的感应电动势，即 设空间还存在静电场Ec,则总电场Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律则 斯托克斯定理由此可得法拉第电磁感应定律的积分形式法拉第电磁感应定律的微分形式Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律若不考虑导体回路的运动，则法拉第电磁感应定律为Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律总结：总结：（1）变化的磁场将激发产生电场即感应电场（涡旋电场）。（2）与静电场(库仑

8、场)相比，感应电场为有旋场，其旋涡源为变化的磁场。（3）电场的源或为电荷，或为变化的磁场。Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律【例1】一个hw的单匝矩形线圈放在时变磁场 中，开始时线圈的法向 与y轴夹角为，如图所示，求：（1）线圈静止时的感应电动势；（2）线圈以角速度绕x轴旋转时的感应电动势。解：（1）线圈静止时，只有感生 电动势Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律（2）线圈旋转时，感应电动势为感生电动势和动生电动势之和。此时线圈的法向为时间的函数。Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 内容小结内容小结感应电动势法拉第电磁感应定律的积分形式法拉第电磁感应定律的微分形式若不考虑导体回路的运动，则法拉第电磁感应定律的微积分形式为Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律作业：作业：P160 5-5Chap.5 时变电磁场时变电磁场 5.2 位移电流位移电流