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第十一章变化的磁场和变化的电场

11－1电磁感应定律0111－2动生电动势和感生电动势0211－3自感和互感03第十一章变化的磁场和变化的电场0411－4磁场的能量0511－5电感和电容电路的暂态过程0611－6位移电流0711－7麦克斯韦方程08

法拉第用过的螺绕环MichaelFaraday(1791–1867)法拉第伟大的英国物理学家和化学家,于1831年发现了电磁感应现象.他创造性的提出场的思想,磁场这一名称就是法拉第最早引入的,他是电磁理论的创始人之一.

11－1电磁感应定律一、电磁感应现象1831年法拉第首次发现,载流线圈中电流发生变化时,处在附近的闭合回路中有感应电流产生.实验一当条形磁铁插入或拔出线圈回路时，在线圈回路中会产生电流；而当磁铁与线圈保持相对静止时，回路中不存在电流.

实验二当闭合回路和载流线圈间没有相对运动，但载流线圈中电流发生变化时，同样可在回路产生电流.实验三将闭合回路置于恒定磁场中，当导体棒在导体轨道上滑行时，回路内出现了电流.

电磁感应实验的结论不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的磁通量发生变化(增加或减少),回路中都会出现电流,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.二、楞次定律

楞次(1804—1865)楞次出生在德国的Dorpat.俄国物理学家和地球物理学家,1845年倡导组织了俄国地球物理学会.?1836年至1865年任圣彼得堡大学教授,兼任海军和师范等院校物理学教授.楞次定律回路中感应电流的流向,总是使感应电流激发的穿过该回路的磁通量,反抗回路中原磁通量的变化.楞次定律的实质能量守恒(例如速V导线切割磁感线)

三、感应电动势感应电动势就是直接由电磁感应现象所引起的电动势.法拉第电磁感应定律不论任何原因,当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时,在回路中都会出现感应电动势,而且感应电动势的大小总是与磁通量对时间的变化率成正比.单位:伏特(V)说明：1)N匝线圈,令磁通链数

电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与磁通量变化状况的关系,是楞次定律的数学表示.线圈绕行方向符号法则：对回路L任取一绕行方向.当回路中的磁感线方向与回路的绕行方向成右手螺旋关系时,磁通量为正(+),反之为负(-).回路中的感应电动势方向凡与绕行方向一致时为正(+),反之为负(-).

解:建立坐标系Ox如图例一长直导线通以电流(I0为常数).旁边有一个边长分别为l1和l2的矩形线圈abcd与长直电流共面,ab边距长直电流r.求线圈中的感应电动势.dcbaixOxdx

11－2动生电动势和感生电动势一、动生电动势(motionalelectromotiveforce)根据法拉第电磁感应定律:只要穿过回路的磁通量发生了变化,在回路中就会有感应电动势产生.B变?变S变感生电动势导体转动导体平动动生电动势由思考:非静电力场来源?洛伦兹力

-???????????????????????????????????abv-fmIi动生电动势导线元

说明:1)洛伦兹力的作用并不是提供能量,而是传递能量.2)未形成回路的导体在磁场中运动,有动生电动势但没有感应(动生)电流.3)导线切割磁感线时才产生动生电动势.动生电动势的计算1.定义求解：2.法拉第电磁感应定律求解：若回路不闭合,需增加辅助线使其闭合.计算时只计大小,方向由楞次定律决定.

例长为L的铜棒OA,绕其固定端O在均匀磁场中以角速度逆时针转动,铜棒与垂直,求动生电动势.解:方法一如图,取线元,其运动速度大小为+++++++++++