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第一章 静电场 导线切割磁感线的情形 例.交流发电机的原理 例2.直导线在非均匀磁场中 例3.如图所示，长直导线AC中 2.感生电动势 3. 空间的总电场 4. 感生电动势与动生电动势 2. 自感电动势 例2. 二. 磁场能量密度 * 第五篇 电磁学 第二章 稳恒电流的磁场 第三章 电磁感应 第四章 电磁场和电磁波 G A 3.1 电磁感应定律 一. 电磁感应现象 法拉第于1831年 8月29日发现了电磁感应现象 表明电磁感应现象的实验： 1.一 通电线圈电流的变化使另一线圈产生电流. + B _ K 电键K闭合和断开的瞬间线圈A中电流计指针发生偏转 A G 2. 闭合电路的一部分切割磁感线也产生感应电流. 3. 闭合线圈在磁场中平动和转动或者改变面积时,闭合线圈中产生感应电流. 4. 磁铁运动引起感应电流 磁铁与线圈有相对运动时，电流计的指针发生偏转 A G S N S N G 结论： 当穿过一个闭合导体回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由于什么 如果回路由N匝密绕线圈组成，且穿过每匝线圈的磁通量都等于Φ.则磁通匝数(也称磁链) 计算在时间间隔Δt=t2-t1内，由于电磁感应流过回路的电荷 取k=1 ?i ?i 三. 楞次定律 1833年11月,俄国物理学家楞次发现了所谓楞次定律: 二 .电磁感应定律 叫做感应电动势. 原因引起的，回路中就有电流。 这种现象叫做电磁感应现象. 电磁感应定律 常称为法拉第电磁感应定律： 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时,不论这种变化是什么原因引起的,回路中都会建立起感应电动势,且此感应电动势正比于磁通量对时间的变化率的负值. ?i 回路中所出现的电流叫做感应电流.回路中的电动势 由楞次定律判定感应电动势(或感应电流)的方向: εi 0 εi N B 回路绕行方向 n 1.先规定回路的正方向; 2. 确定? 的正负; φ 0, 3. 确定d? 的正负; dφ0, 4.确定?i的正负. (确定回路法线的正向) ( B与n 相同取正) (B变大d?为正) v ?i 0 时， ?i 与回路绕行方向相同；反之相反. 楞次定律：闭合回路中的感应电流的方向,总是企图使感应电流本身所产生的通过回路面积的磁通量,去抵偿引起感应电流的磁通量的改变. 为方便讨论,作有关规定: 1.回路的绕行方向L与回路的正法线n 的方向关系:遵守右手螺旋定则. L n 2.电动势方向与回路绕行方向的关系: 楞次定律的讨论: × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 选取逆时针为回路方向 Q R P O v P? O? v L 则Φ＜0， 穿过此回路的磁通为负值. 导线OP 向右运动, 由法拉第定律: εi 0， 回路绕行方向 Φ 0, N B n d? 0, ?i 0 v 可见感应电流产生的磁场穿过回路面积的磁通量，总是抵消原磁通量的变化—楞次定律。 法拉第定律中的负号反映这种抵抗。 由法拉第定律: ?i 与回路反方向. 又例: εi 令 ?m = NBS? 上式为: 感应电流: = Imsin ?t ? t n B ? O? O ? R i N ? = ?m sin ?t 即εi方向与回路的绕行方向相同,也为逆时针. 由楞次定律:磁通向里增加→感应电流产生的磁场阻碍其增加 →磁场方向向外→感应电流(电动势)逆时针. 实质上楞次定律是能量守恒定律的一种表现. 设t=0时,线圈法矢n与磁场 B方向相同. t 时刻, 夹角 ? = ?t 穿过N匝线圈的磁链 ? = N? = NBS cos ?t ? × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × Q R P O P? O? v ii 由法拉第定律: ? O x | ?i | 而 S = OP x = l x | ?i | 2. 动生电动势 动生电动势可由洛伦兹力给出解释,并得出表达式. 3-2 动生电动势和感生电动势 故感应电动势由回路所围面积的磁通量所决定. 通常把由于磁感强度变化引起的感应电动势称为:感生电动势. 把由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应 磁通量由: 磁感强度、回路面积以及面积在磁场中的取向决定. 电动势称为: 动生电动势. 由法拉第定律: ? 而 一.动生电动势 1. 直导线在均匀磁场中切割磁感线(复习) 洛伦兹力Fm为非静电力，相应有非静电场Ek. 由电动势的定义: ?i 对直导线: ?i 例1 一根长度为L的铜棒,在磁感强度为B的均匀磁场中,以角速度ω在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端? 作匀速转