O普物_电磁场1.pptVIP

* 第 八 章 电磁场与麦氏方程组 （一） A. 电磁感应的基本定律 + + + + + A B + + + + + - - - - - 外电路：正电荷在静电场力的作用下从高电势向低电势运动。 内电路：正电荷在非静电力的作用下从低电势向高电势运动。 参见第六章第一节 + * 电动势 非静电力 为非静电场的场强 电源的电动势 在电源内将单位正电荷从负极移动到正极的过程中非静电力所作的功 回路中的电动势 S N 实验一 当磁铁插入或拔出线圈回路时，线圈回路中会产生电流，而当磁铁与线圈相对静止时，回路中无电流产生。 一、电磁感应现象 A. 电磁感应的基本定律 实验二 以通电线圈代替条形磁铁 A 当载流线圈 B 相对线圈 A 运动时，线圈 A 回路内会产生电流。 当载流线圈 B 相对线圈 A 静止时，若改变线圈 B 中的电流，线圈 A 回路中也会产生电流。 B R 实验三 v a b c d B 将闭合回路置于稳恒磁场 B 中，当导体棒在导体轨道上滑行时，回路内产生电流。 当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因导致的，回路中有电流产生。这一现象称为电磁感应现象. 电磁感应现象中产生的电流称为感应电流，相应的电动势称为感应电动势。 结论: *当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变化率成正比。 *式中的负号反映了感应电动势的方向，是楞次定律的数学表示。 二、法拉第电磁感应定律 电磁感应定律 符号法则 1. 先选定回路正方向L 3.回路中B与n相同方向,磁通量j为正(+);反之为负(-). 4.回路中感应电动势e与L相同方向为正(+),反之为负(-). 2.由右手螺旋法则确定回路 包围面积的正法线方向n. N 匝线圈的全磁通 感应电流 感应电动势 感应电量 *感应电流与磁通变化的快慢成正比 *感应电量与磁通变化的绝对值成正比 感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 ( “负号”是楞次定律的数学表示) 楞次定律 a b c d v B i f 楞次定律的本质是能量守恒定律 的方向与 的方向一致 当 N 极移近线圈时： 感应电动势的方向与绕行方向相反。感应电流产生的磁场阻碍磁铁的运动，反抗原磁通量的变化。 S N S N N S S N 当 N 极远离线圈时： S N S N 的方向与 的方向一致 感应电动势的方向与绕行方向一致。感应电流产生的磁场阻碍磁铁的运动，反抗原磁通量的变化。 例 导线 a b 弯成如图形状，半径 r = 0.10 m ， B = 0.50 T , 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 解： 例 一长直导线通以电流 ，旁边有一个共面的矩形线圈 a b c d 。求：线圈中的感应电动势。 o d c b a r x i x dx 根据磁通量变化的不同原因，把感应电动势分为两种情况加以讨论。 电磁感应 动生电动势 感生电动势 （涡旋电场） 自感电动势 互感电动势 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? b a v - f 运动导体内的电子受到洛仑兹力作用 i 非静电场： B. 动生电动势 例 一矩形导体线框，宽为 l ，与运动导体棒构成闭合回路。如果导体棒以速度 v 作匀速直线运动，求回路内的感应电动势。 解 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?