高中物理奥林匹克竞赛专题——电磁感应（共48张PPT）.pptVIP

第十章 电磁感应 §1 法拉第电磁感应定律 a b v c d dl x x I 3) c端电势高,积累正电荷 或用右手定则也可判断 方向: 例3：长为L的金属棒在均匀磁场中以匀角速度?绕点O转动,求eoa 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? o a ? o a dl v=r? 1)在动棒oa上任选dl: 2) a o 3) r O端电势高 若为半径R的导体圆盘，可视为无数导体棒一端在圆心，另一端在圆周上，即为并联，因此其电动势类似于一根导体棒绕其一端旋转产生的电动势。盘边与盘心的电势差 盘心o电势高 w o a 法拉第电机原理： P187例20.1 例 在空间均匀的磁场中 设 导线ab绕Z轴以? 匀速旋转 导线ab与Z轴夹角为? 求：导线ab中的电动势 方向从 a b ? 适用于一切产生电动势的回路 讨论 ? 适用于切割磁力线的导体 ? §3 感生电动势和感生电场 一、感生电动势 回路静止；由于磁场变化引起回路包围的磁通 变化时，在回路中产生的感应电动势。 B增大 - E ? I感 (图中设B随t增大) ?感 -e 如图导体回路，当B 随t增大时，形成?感、I感 Maxwell ：变化的磁场在其周围空间要激发一种电场。 Maxwell（1831----1879) 动生电动势： 非静电力 ? 洛仑兹力 感生电动势： 非静电力 ? ？ 二、感生电场 （涡旋电场） 感生电场 感生现象中，电荷受到的非静电力，是由变化的磁场在其周围空间激发一种电场提供的。这种电场叫感生电场（涡旋电场） 感生电场为非静电性场强，故： 1.感生电场 感生电场力 Maxwell：磁场变化时，不仅在导体回路中，而且在其周围空间任一点激发电场，感生电场沿任何闭合回路的线积分都满足下述关系： ? S 面是 L 曲线所包围的面，L的绕行方向与 S 面的 法线方向成右手螺旋关系。 一般情况下，空间电场强度为： 电场和磁场关系的一个普遍基本规律 * * * * * * §1 法拉第电磁感应规律 §2 动生电动势 §3 感生电动势和感生电场 §4 互感和自感 §5 磁场的能量 1820 奥斯特 电流磁效应 对称性 磁的电效应？ 法拉第电磁感应定律 丹麦物理学家 奥斯特(1777—1851) 一、电磁感应的基本现象 B变 N S K B变 B S变 B θ变 w n0 θ 规律： 线圈中的B、面积S、两者的夹角θ变化 都会使线圈中产生电流 电磁感应现象： 当通过一个闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不管这种变化是由于什么原因产生的，回路中就会有电流出现。 感应电动势： 由于回路的磁通量发生变化而引起的电动势。 将磁铁插入非金属环中，环内有 无感应电动势？有无感应电流? 有感应电动势存在，因R=?而无感应电流。 S V 变 感应电流I 感应电动势e 本质 二、 楞次定律 “闭合导体回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化” ? 当磁通量增加时，感应电流的场与原磁场相反 当磁通量减少时，感应电流的场与原磁场相同 ? 电动势方向的判定： ? ? ? 磁通量的变化 感应电流的 磁场方向 感应电流 的方向 电动势的方向 I1 v I S V ? 楞次定律的另一种表述： “感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因” “原因”即磁通变化的原因，“效果”即感应电流的场 三、法拉第电磁感应定律 感应电动势： 1.大小： 2.方向： 两种方法可以判断 方法1：由楞次定律判断感应电流I方向，再由I方向判断感应电动势ε的方向 方法2： 2）当磁力线方向与绕行方向成右螺时磁通量为正；反之为负。 3）由法拉第电磁感应定律求e 1）首先任意规定回路的绕行方向 4）若e?0，说明电动势方向与绕行方向一致；反之，相反。 如均匀磁场 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 均匀磁场 ?若绕行方向取如图所示的回路方向 ?磁力线方向与绕行方向成右螺，则磁通量为正， 0 求：回路中的电动势 ?由 即 ?负号说明电动势的方向 与所设的绕行方向相反 ?若绕行方向取如图所示的方向 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 均匀磁场 0 ?按约定，磁通量取负 ?由 ?正号说明电动势的方向与所设绕行方向一致 两种规定绕行方向得到的结果相同 S ? 对于由N 匝组成的线圈（串联回路） 则有 ——全磁通 每匝中穿过的磁通分别为： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?