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1. 法拉第电磁感应定律 第13章 电磁感应 一 电磁感应定律 穿过导体回路的磁通量发生变化，回路中就产生感应电动势。感应电动势的大小，与穿过导体回路的磁通量对时间的变化率成正比 2. 楞次定律 通过回路环绕方向，确定回路所在面的法线方向，赋予电动势ε与磁通量Φ的正负含义。（右手规则） 感应电流的方向，总是使其激发的磁场来阻止引起该电流的磁通量的变化。 感应电流的效果反抗引起感应电流的原因 第13章 电磁感应 二 动生电动势与感生电动势 1 动生电动势 motional electromotive force 洛仑兹力是导致动生电动势的非静电力. 方向：非静电场强的方向，或正电荷的洛仑兹力方向 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 均匀磁场 非均匀磁场 动生电动势 分 类 方 法 方法二 假想的导轨。。。。 作辅助线，闭合回路OACO，选择顺时针回路 负号表示方向沿AOCA。 OC、CA段没有动生电动势 2 感生电动势 induced electromotive force 由于磁场发生变化而激发电动势/电流（法拉第的主要贡献） 电磁感应 非静电力 洛仑兹力 感生电动势 动生电动势 非静电力 与导体的性质无关 敏锐的麦克斯韦：电磁场的新效应。假设： 变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场， 称为涡旋电场或感生电场。记作 或 非静电力 感生电动势 感生电场力 由法拉第电磁感应定律 由电动势的定义 大胆假设小心求证 有旋 场 电磁学基本方程之一: 静电场环路定理非稳恒条件下的推广 总电场 为什么假定是电场力,不是磁场力? (提示:与速度无关) 2） S 是以 L 为边界的任一曲面。 的法线方向与曲线 L的积分方向成右手螺旋关系 是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率 1） 变化磁场和感生电场的相互关系： 感生电场是由变化的磁场产生的。 不是积分回路线元上的磁感应强度的变化率 注: 与 构成右螺旋关系。 3） 感生电场电场线 由静止电荷产生 由变化磁场产生 线是“有头有尾”的， 是一组闭合曲线 起于正电荷而终于负电荷 线是“无头无尾”的 感生电场（涡旋电场） 静电场（库仑场） 具有电能、对电荷有作用力 具有电能、对电荷有作用力 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化 闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化 原因 由于S的变化引起回路中? m变化 非静电力来源 感生电场力 洛仑兹力 由于 的变化引起回路中? m变化 动生电动势/感生电动势绝对不同? 动生与感生~~~~~相对性 相对于线圈不动： 感生 相对于磁铁不动： 动生 取折中速度： 感生+动生 运动描述具有相对性，依赖参考系 一般一方不可能仅通过坐标变换归结为另一方 例：感生电场的计算 半径 R 的圆柱形空间，均匀磁场， 磁场的变化率 求：圆柱内外 分布。 逆时针 解：根据对称性分析，选择半径r的顺时针回路 在圆柱体外，由于B=0 上每点为0， 在 但在 内并非如此。 柱体内 上 故 方向：逆时针方向。反抗磁场的变化 棒上的感生电动势 引申：圆柱形区域内匀强磁场，距离h处放一横棒l 方向如图. 求： 分析感生电场对称性，确定空间电场分布 方法：1：感生电动势定义 2：电磁感应定律 已知： h 方法1 正，D端电势高, 方向：C----D 方法2 涡电流 1　热效应：高频感应炉冶炼金属、合金；家用电磁炉；变压器铁芯（分片）。 导体 交 流 电 源 涡流线 土法炼钢铁 机械效应：电磁阻尼稳定仪表指针；磁力制动（无摩擦损耗，与速度相关——过山车）；感应式电动机; 3　交流电，导线趋肤效应；辫线，镀银 闭合回路中磁通量发生变化，产生感应电流。 引起变化的原因不同。 自身电流发生变化，产生感应电动势——自感　　　其它电流发生变化，产生感应电动势——互感 效率低 -昨夜失眠 ^_^ -同桌老说话 第13章 电磁感应 三 自感应／互感应（分类） 1 自感 自身电流、回路的形状、或回路周围的磁介质发生变化时，在回路中产生感应电动势的现象。 １ ２ ３ 闭合：渐亮（阻碍增大） 打开：短暂强光（阻碍减小） （能量来源？） 楞次定律 Ｌ越大，感生电动势越大。 L——自感系数，单位：亨利（H） 比例系数：回路几何形状、尺寸，周围介质的磁导率 L定义１： Ｌ定义2 L的存在总是阻碍电流的变化(反抗电流的变化，而不是反抗电流本身)。 应用：稳流。害：大自感放电：电车电网；电力系统加阻减流 自感的计算步骤： S l 例 长直螺线管的自感（近似无限长）。