第17章-电磁感应PPT课件

感应电动势的表达式（作为 AB 边到长直导线的距离 x 的函数）；②
已知 I=5 A，v=3 m/s，l =20 cm，a=10 cm，求 x=10 cm 时线圈中的感
应电动势的大小和方向。
1
x B dS
xa 0I ldr
x 2 r
0Il 2
n x a 0Il x 2
n
1
a x
计算动生电动势的两种方法：
1.
i
(v B) dl
L
在匀强磁场中, 直导体以恒定速率垂直
所产生的动生电动势 i Blv
于磁场方向运动时
,
2. 构造闭合回路，求总磁 通量,
法拉第电磁感应定律 i
d m dt
第十七章 电磁感应
d i
源自文库B
dx i
vB sin 900
i
dx i
vBdx 0 Iv dx 2x
i
C
d i
A
dl
d
0 Iv 2x
dx
0 Iv 2
d ln
d
l
9.2 106V
由于 i 0, 所以动生电动势的方向 为C指向A，A端电势高
第十七章 电磁感应
解：(1) 用动生电动势计算公式求解
d i v B dl vBdl lBdl
第十七章 电磁感应
S
N
V
电磁感应的基本规律
V
k
G
G
G
法拉第的实验可以归纳为两类：一、当磁铁与线圈有相对运动时，线圈中会 产生电流；二、两个靠得很近并保持相对静止的线圈，当一个线圈中的电流 发生变化时，在它附近的另一个线圈中也会产生电流。
第十七章 电磁感应
1、电磁感应现象(17-1)
S
N
V
V
k
1、当磁铁棒N极移近线圈时，穿过 回路的磁通量增加；
2、按照愣次定律，感应电流产生 的通过回路面积的磁通量应与原磁 通反向，
3、根据右手螺旋定则，线圈中感 应电流的流向如图所示，以阻止原 磁通的增加。
第十七章 电磁感应
v
1、当磁铁棒N极离开线圈时，穿过
N
S 回路的磁通量减少；
2、按照愣次定律，感应电流产生
2）动生电动势与感生电动势 (作业5-7)
电源与电动势动生电动势与洛仑兹力感生电动势与感生电场
3）自感与互感 (作业8-9)
自感现象与自感系数互感现象与互感系数
第十七章 电磁感应
动生电动势与感生电动势
1、电源与电动势(15-2)
外电路
非静电力 静电力
内电路
非静电场强
静电场 电源：强提供非静电力的装置
法拉第电磁感应定律告诉我们，不管什么原因，只要回路中的磁通量 发生变化，回路中就有感应电动势产生。实际上，使回路中磁通量发生变化 的方式是多种多样的。但是，最基本的方式只有两种。
i
d m dt
d BS
dt
B
dS dt
dB dt
S
感应电动势
动生电动势
感生电动势
1.
B不变，导体或导体回路
2x
d m
B dS
BdS
0 Il 2x
dx
m
d m
S
0 Il 2
d a dx dx
0 Il 2
ln d
a d
i
dm dt
0l 2
ln
d
d
a
dI dt
0l 2
ln
d
d
a
I0 cost
【例题】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 V 向右运动（如图所示），求：① 线圈中
成正比。
i
d m dt
“—”号反映感应电动势的方向与磁通量变化之间的关系。
3、楞次定律（判断感应电流的方向）(17-2) 闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场去阻
碍引起感应电流的原磁通量的变化。
第十七章 电磁感应
v
N
S
i
S
N
由于磁铁棒对线圈的相对运 动，使通过线圈面积的磁通 量发生变化。
i
dm dt
0 Il 2
x
x
a
a x2
dx dt
IB
C
lv
xa
A
D
0Ilav
2 x x a
2
i
4 107 5 0.2 0.1 3
2 0.1 0.1 0.1
3 106 V
第十七章 电磁感应
本章主要涉及三个方面的问题： 1）电磁感应的基本规律 (作业1-4)
电磁感应现象法拉第电磁感应定律楞次定律
第十七章 电磁感应
内电路
（正电荷由负极→正极，非静电 力 Fk 作功）
R
外电路
（正电荷由正极→负极，静电力
Fe 作功）
非静电力作功的过程就是将能 量转化为电势能的过程。电源 所具有的转换能量的本领可用 电动势来描述：
W非 Fk dl q EK dl
内
i
W非 q
EK dl
第十七章 电磁感应
G
G
G
不论何种原因使通过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，
回路中便有电流产生，这种现象称为电磁感应现象，回路中所产
生的电流称为感应电流。回路中的电动势称为感应电动势。
第十七章 电磁感应
2、法拉第电磁感应定律(17-2)
不论何种原因，使通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与磁通量对时间的变化率的负值
第十七章 电磁感应
本章主要涉及三个方面的问题： 1）电磁感应的基本规律 (作业1-4)
电磁感应现象法拉第电磁感应定律楞次定律
2）动生电动势与感生电动势 (作业5-7)
电源与电动势动生电动势与洛仑兹力感生电动势与感生电场
3）自感与互感 (作业8-9)
自感现象与自感系数互感现象与互感系数
注：教材上 17－4、17－6、17－8、17－10小节不作要求。
•
Fm e(v B)
••
• 在磁场中运动的导体棒相当于电源，a
为负极，b 为正极。
•
• E K
Fm e
(v B)
• d i
(v B) dl
b
i a E K dl
b (v B) dl
a
• •
• a • • • f•m •
v
• • • ••• •b • •
第十七章 电磁感应
切割磁力线运动
动生电动势
动
2. 导体或导体回路不动， B变化 感生电动势感
第十七章 电磁感应
2、动生电动势及其起因 (17-3)
• • • a • • • • • f•m •
v
• • • • • ••••• • • •b • •
第十七章 电磁感应
动生电动势的起因：洛伦兹力提供非静电力
• 产生动生电动势的非静电力是洛伦磁力
i
的通过回路面积的磁通量应与原磁
N
S
通同向； 3、线圈中感应电流的流向如图所
示，以阻止原磁通的减少。
【例题】一矩形回路第与一十无七限长章载流电直导磁线感共面应，矩形回路的一个边
与长直导线平行，它到导线的距离为d，导线中的电流
为 I I 0 sin t ，如图所示，求回路中的感应电动势。
dS ldx B 0 I