第八章电磁感应定律讲解

二、 电动势
1.电源、非静电力
如图，在导体中有稳恒电流流动就不 能单靠静电场，必须有非静电力把正 电荷从负极板搬到正极板才能在导体 两端维持有稳恒的电势差，
FK
+–
* 提供非静电力的装置就是电源，
如化学电池、硅（硒）太阳能电
泵
池，发电机等。实际上电源是把
能量转换为电能的装置。
静电力欲使正电荷从高电位到低电位。
穿过导体回 路的磁通量
只要穿过导体回路的磁通量发生变化，该导体
回路中就会产生电流。
I
d
(BS)
d
(Φ)
dt
dt
由磁通量的变化所引起的回路电流称为感应电流。
在电路中有电流通过，说明这个电路中存在电动势，
由磁通量的变化所产生的电动势称为感应电动势。
电流与电动势相比，电动势具有更根本的性质。 当穿过导体回路的磁通量发生变化时，回路中必 定产生感应电动势。把由于磁通量变化产生感应电 动势的现象，统称为电磁感应现象。
水池
非静电力欲使正电荷从低电位到高电位。
电源：将其它形式的能量转变为电能的装置.
电源内部电流从负极板到正极板叫内电路。
电源外部电流从正极板到负极板叫外电路。 + –
内、外电路连接而形成闭合回路，在电源作用下，
电荷在闭合回路中不断流动，形成稳恒电流。 在内电路中同时存在静电力与非静电力，用 FK 表
+–
电动势是标量，为了处理问题 方便，通常规定电动势的指向是从 电源负极经内电路指向电源的正极。 在内电路，电动势的指向就是电势 升高的方向。
+–
* 越大表示电源将其它形式能量转换为 电能的本领越大。其大小与电源结构有关， 与外电路无关。
三、电磁感应定律定律
1、楞次定律
闭合回路的感应电流的方向，总是 企图使感应电流本身所产生的通过回路 面积的磁通量, 去补偿或者反抗引起感 应电流的磁通量的变化.
L内
二、安培环路定律的应用
可以方便的计算具有一定对称性的电流分 布的磁感应强度
要记的结论：
1. 密绕直螺线管内部的磁感应强度
B 0nI
单位长度上的 匝数
2. 密绕螺绕环内部的磁感应强度
B内
0
NI
2r
0nI
第八章 电磁感应 电磁场
8-1 电磁感应的基本定律 8-2 动生电动势
8-1 电磁感应的基本定律
l
dB
(2)无限长载流直导线
a
B 0I 2 a
L 1
P
（3） 一段圆弧电流圆心处的磁感应强度
Bo
0I 2R
2
(1)
R B0 x
Io
推
广
(2)
I R
o×
B0
0I
2R
B0
0I
4R
(3) I
R ×o
B0
0I
8R
复习4：
规定：I与L成右手螺旋时,
一、安培环路定律
I为正，反之为负
B dl L
0 Ii
线圈平面的法线 方向，与I方向
呈右手螺旋
复习3一：、毕奥-萨伐尔定律、磁场叠加原理
dB
0 4
Idl er r2
磁感强度叠加原理：
B
dB
0Idl er 4 r2
二、毕奥-萨伐尔定律应用
要记的结论：
I 2
(1) 长直载流直导线
注意:α 定义!
B
0 I（c
4πa
os1
c
os
）
2
Idl
r
dt
dt
那么t1 ～ t2 时间内通过导线上任一截面的感应电量大
示电荷q在电源中受到的非静电力
仿照静电场强，用 Ek Fk q 表示单位正电荷在电源中
所受非静电力，并将Ek 称为非静电性场强
在电源外部： Fk 0
EK 0
2、电动势
不同电源将一定量的正电荷从负极搬运到正极，非静 电力所做的功不同，为了描述电源非静电力做功的本 领。
定义电源电动势为：
将单位正电荷从电源的负极经过电源内部搬运到
复习1
一、磁感应强度 二、洛伦兹力
Fm qv B
B Fmax qv
三源自文库磁场的高斯定理
穿过闭合面的磁通量等于0.
S B dS 0
四、洛伦兹关系式
F
qE
qv
B
复习2
一、安培定律
磁场对电流元的作用力
dF Idl B
二、均匀磁场对载流线圈的作用力矩
定义磁矩 m NISen
M mB
英国物理学家和化学家， 电磁理论的创始人之一. 他创造性地提出场的思想， 最早引入磁场这一名称. 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， 及光的偏振面在磁场中的 旋转.
2、法拉第电磁感应定律
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.
k dΦ
dt
国际单位制 Φ
伏 特 k 1
韦伯
dΦ
dt
感应电动势的大小正比于通 过导体回路的磁通量的变化率.
dΦ
dt
N匝相同线圈时
d N d
dt
dt
磁通匝数（磁链） NΦ
若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
I N d
R
Rdt
d N d
实验表明，磁场相对于线圈或回路
S
改变大小或方向，会在回路中产生电
流，并且改变得越迅速，产生的电流
N
越大。
I
d
B
dt
2. 线圈或导体回路相对于磁场改变面积和取向
N
v
S
实验表明，导体回路相对于磁场改变面积和取向
会在回路中产生电流，并且改变得越迅速，产生的
电流越大。
I
d
S
I
dt d
B
dt
I d (B S ) dt
电源正极时电源中非静电力所作的功。
WK q
qEK dl
q
EK dl
又因为非静电力只在电源内部存在，所以
外电路 EK dl 0
Ek
EK dl
dl 0
Ek
dl
外电路
Ek dl
Ek dl
内电路
内电路
外电路
闭合电路
故电源电动势也等于将单位正电荷绕含有电源的 闭合电路移动一周，电源中非静电力所作的功， 或简单说，电源的电动势等于非静电性场强在闭 合电路上的环流。
预习要点 1. 领会电源电动势的定义及其物理意义，弄清
电动势指向的规定. 2. 领会楞次定律及其物理实质，注意应用楞次
定律判断感应电动势指向的方法. 3. 什么是法拉第电磁感应定律及其数学表达式.
一、电磁感应现象：
奥斯特
电流磁效应
对称性
磁的电效应？
两种情况：
1. 磁场相对于线圈或导体回路改变大小和方向
用楞次定律判断感应电流方向的方法:
①.回路中是增加还是减少
②.由楞次定律确定感 方向
③.由感确定 B感 方向
④.由右手定则判定 I感 方向(I感和感成右手螺旋关系)
原 感
v
S
NN
S
用 楞
B
次
定 律
I
v
判
S
断
感
应 电
N
流
方
向
B
I
N
S v
法拉第（Michael Faraday， 1791－1867）