大学物理第八章第1讲.pptVIP

* 8-1 电磁感应的基本定律 8-2 动生电动势和感生电动势 一、电动势 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 电源 非静电场场强 ? 非静电力 电动势 电动势表示将单位正电荷从负极推向正极，非静电力所做的功 说明 电动势的物理意义 8.1 电磁感应的基本规律 法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学家和化学家.他创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的.他是电磁理论的创始人之一，于1831年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转. 二 电磁感应现象 由上面的实验看出: 无论是闭合回路（或线圈）保持不动，而使闭合回路（或线圈）中的磁场发生变化；或者是磁场保持不变，而使闭合回路（或线圈）在磁场中运动，都可在闭合回路（或线圈)中引起电流。尽管方式不同，但有一个共同点，就是通过线圈或闭合回路的磁通量发生了变化。 穿过一个闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中就有电流，这种现象叫电磁感应现象现象。这种电流叫感应电流，形成感应电流的电动势叫感应电动势。 当穿过闭合回路所围 面积的磁通量发生变化时， 回路中会产生感应电动势， 且感应电动势正比于磁通 量对时间变化率的负值. 三 电磁感应定律 韦伯 伏特 1）闭合回路由 N 匝密绕线圈组成 磁通匝数（磁链） 2）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为 时间内，由于电磁感应流过回路的电荷 设 时，通过回路的磁通量为 设 时，通过回路的磁通量为 比较两式可以看出，感应电流与回路的磁通量的变化率有关，变化率大，感应电流强；但感应电荷只与回路磁通量的变化量有关。 有关法拉第电磁感应定律应注意： （1）感应电动势的大小取决于磁通量随时间的变化率，与 本身的大小无关。 （2）感应电动势 比感应电流 更为本质 有感应电流，必定有感应电动势，而有感应电动势，不一定有感应电流。 四 楞次定律 感应电动势的方向 （1）任选一绕行方向为闭合回路的正方向，由右手法则，定出回路平面单位法向矢量 （2）确定穿过回路的通量 及其 （3）由 确定 的正负 若 ，则 的方向与绕行方向相反 （4）若 ，则 的方向与绕 行方向一致 与回路取向相同 N S （ 与回路成右螺旋） N S （ 与回路成右螺旋） 与回路取向相反 N S 闭合的导线回路中所 出现的感应电流，总是使 它自己所激发的磁场反抗 任何引发电磁感应的原因 （反抗相对运动、磁场变 化或线圈变形等）. 楞次定律: 楞次定律是能量守恒定律的一种表现 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 机械能 焦耳热 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. 楞次定律 闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因. 例1 在匀强磁场中, 置有面积为 S 的可绕 轴转动的N 匝线圈 . 若线圈以角速度 作匀速转动. 求线圈 中的感应电动势. 解 设 时, 与 同向 , 则 令 则 已知 求 可见,在匀强磁场中匀速转动的线圈内的感应电电流是时间的正弦函数.这种电流称交流电. 例2直导线通交流电 置于磁导率为? 的介质中,已知: 求：与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势 其中 I0 和? 是大于零的常数 解： a d 8-2 动生电动势和感生电动势 法拉第电磁感应定律告诉我们，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中会建立起感应电动势。 由磁通量的定义： 磁通量由 、 、以及 的取向有关，当三者中的一个发生变化时，磁通量就会发生变化。 根据引起磁通量变化的原因把电动势分为: 2）感生电动势 导体不动，磁场变化 1）动生电动势 稳恒磁场中的导体运动 , 或者回路面积变化、取向变化等 一 动生电动势 动生电动势的非静电力场来源 洛伦兹力 导线长 ，在均匀磁场 中，