gu-磁学-2-7.ppt

例5 一长直导线通有电流I，旁边有一与它共面的长方形线圈ABCD以垂直于长导线方向的速度向右运动，求：（1）线圈中感应电动势的表示式（作为AB边到长直导线的距离x的函数）；（2）已知I=5A，v=3m/s，L=20cm，a=10cm，求x=10cm时线圈中感应电动势的大小与方向。 L A B C D v x I a dr 解法一 法拉第电磁感应定律求解 取顺时针为回路正方向 法拉第电磁感应定律： 方向顺时针 解法二 动生电动势求解 L A B C D v x I a 方向顺时针 (2) 例、导线ab弯成如图形状，半径r=0.10m，B=0.50T ,转速n=3600转/分。电路总电阻为1000?。求：感应电动势和感应电流以及最大感应电动势和最大感应电流。 解： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? r a b 由于磁场发生变化而激发的电动势 电磁感应 非静电力 洛仑兹力(磁场力) 感生电动势 动生电动势 非静电力 §16.3 感生电动势和感生电场 一、感生电动势 1861年麦克斯韦提出感生电场的假设： 变化的磁场要在周围空间激发电场 称为：感生电场、涡旋电场 来源于磁场的变化 感生电动势的非静电力： 感生电场力 不管有无导体：变化的磁场都要激发感生电场 存在导体：电场力对电荷作功产生电动势 导体闭合：电荷的定向运动形成感应电流 法拉第电磁感应定律： 感生电动势：感生电场力移动单位电荷做功 电磁场的基本方程： 负号表示 与 成左螺旋。 总结 2）S和L的关系 S 是以 L 为边界的任一曲面。 的法线方向应选得与曲线 L的积分方向成右手螺旋关系 曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率 1） 感生电场是由 产生的。 变化的磁场 4）感生电场的环流不等于零，为 场 与 构成 关系。 3） 左旋 非保守 感生电场与静电场的比较： 静电场： 感生电场： 静止电荷激发 变化磁场激发 不同点 电力线不闭合 电力线闭合 涡旋场 有源场 保守场 非保守场 有势场 非势场 相同点 对电荷有作用力 起于正电荷而终于负电荷 感生电动势的计算 （2）法拉第电磁感应定律求解 导体不闭合作辅助线构成闭合回路 （1）电动势定义求解 若导体不闭合 适用于 已知或容易求出 解： 例1一长直导线通以电流 ， 旁边有一个共面的矩形线圈abcd。求：线圈中的感应电动势。 o d c b a r x i x dx 例2 局限于半径 R 的圆柱形空间内分布有均匀磁场， 方向如图。磁场的变化率 求：圆柱内、外的 分布。 方向： 逆时针方向 0 ? ? t B 讨论 与 L 积分方向切向同向 与 L 积分方向切向相反 在圆柱体外，由于B=0 上 于是 上 故 方向：逆时针方向 * 已讨论：静电场、稳恒磁场的基本性质和规律 1831年法拉第发现电磁感应现象： 1864年麦克斯韦提出： 揭示了变化的电场和磁场之间的联系 电 磁 磁 电 涡旋电场和位移电流假设，完整的电磁场理论 1820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。 电磁感应现象--当穿过一个闭合导体回路的磁通发生变化时在导体回路中产生感应电动势的现象。其电流叫感应电流。 电磁感应现象 闭合导体回路中产生的感应电动势的大小，与穿过导体回路所限定的面积的磁通量对时间的变化率成正比。 感应电动势的方向 楞次定律 感应电动势大小 16.1法拉第电磁感应定律 感应电动势的方向 L 规定：回路中磁力线的方向与L正方向有右手螺旋关系时 F为正；否则为负。 F增大时 e F减小时 e (1)利用 来判断 (2)用楞次定律定判断 感应电流的效果反抗引起感应电流的原因 导线运动 感应电流 阻碍 产生 磁通量变化 感应电流 产生 阻碍 感应电动势总具有这样的方向，即它产生的感应电流在回路中产生的磁场总是阻碍引起感应电动势的磁通量的变化。 —楞次定律 a b c d v B I 楞次定律是能量守恒和转换的必然结果。 F 判断感应电流的