电磁感应与暂态过程

0
2
方向 OA 0的方向由O A
o UOA U AO OA
A
动生电动势
方法2：t 0作辅助线OA dt时刻.在OA处
dS 1 L2dt
2
L 顺 nˆ
d BdS 1 L2Bdt
2
d 1 L2B
dt 2
d 1 L2B
dt 2
0 d0 dt
0 逆
在OA处 由O A 用楞次定律来判断
0 与L反向
第七章 电磁感应和暂态过程
７.２动生电动势 ７.２.１动生电动势 ７.２.２动生电动势的计算 ７.２.３交流发电机原理
电磁感应定律
7.2 动生电动势
d d(B S)
dt
dt
dS 动 B dt
动生电动势的定义 闭合回路的整体或局部在稳定磁场中运动 而产生的电动势
电磁感应定律
说明：
① 由 实 验 可 知 磁 通 的 变化 原 因
B不变 S变
S不 变 B S不
B变
变 变(是S与B的
夹
角)
② 以 感 应 电 动 势 为 依 据， 有感不 一 定
有感
7.1.2 楞次定律
电磁感应定律
确定感应电流的方向
1.两种表述
表述1：感应电流的磁通量总是阻碍引起感 应电流的磁通量的变化。
d dt d dt
0 0
0 0
与L绕 向 同 向 与L绕 向 反 向
(2)举例：B t增大
电磁感应定律
B
t减
小
逆nˆ：＝着由B、B左L到d逆s右时0 针
d 0, 0,与L反 向
dt
0 d 0 dt
0 与L同 向
电磁感应定律
B
大
0 d 0 dt
0 与L同向
B
小
0 d0 dt
拔出 小
与同 向
电磁感应定律
7.1.3 法拉第电磁感应定律 1.定律形式:
d ""号反映的方向
dt
2.方 向 的 确 定
(1)确定原则 选回路 在回路上选绕行的正方向
回 路 法 线 方 向 的 确 定: n与L绕 向 满 足 右 旋
电磁感应定律
确 定的 正 负:
确
定
d dt
的
正
负若 若
电磁感应定律
④洛仑兹力不做功 能量传递
v
f
a
u
f
合V v u
f
v
0
F f f
f
u
0
f
(
e
)v
B
f
(e
)u
B
F V
f
f
v u
0
F (e)V B
电磁感应定律
f
u
f
v
0
f u
f
v
f
u
正
功
f
v
负
功
结 论 ： 外 力 克 服f 做 功 ， 由f 做 功 转 化 为 感 应 电 流 能量
DC
BA
2vBcos 2 Bcost Bs cost
2
B
S
BS cos(
)
BS sin
2
d BS costdt
d BS cost
dt
动生电动势
""与L反 向 ：0 2 的 正 负 在 变
要 使 线 圈 转 动 外 力 作 功机 械 能
在 外 磁 场 中 产 生 电 能
dt
d
0 0与L同
向
在b a导 线 上
f
(e)v
B
电
子
受
力a
的 b
方
向
由b
a
aa
EK
f
e
v
B
ba
k
Ek d
(v B) d
a
(v
B)
d
b
bb
电磁感应定律
②
d
(v
B) d
d
v
B
d
③ 动存 在 于 动 导 线 上
v 0 静导
0
v Bvv// BB
v
B
0
v
0
2.涡旋电场
非静电力——感应电场（涡旋电场）力 是变化的磁场在其周围空间激发的电场
感生电动势 涡旋电场
3.涡旋电场（感应电场）的性质
感
E
d
d dt
d dt
B dS
E旋d
B t
dS
有旋场
场源是变化的磁场, 场对电荷有力的作用
第七章 电磁感应和暂态过程
７.３感生电动势 涡旋电场
７.３.１感生电动势 涡旋电场 ７.３.２感生电动势的计算 ７.３.３电子感应加速器
感生电动势 涡旋电场
7.3 感生电动势 涡旋电场 7.3.1 感生电动势 涡旋电场 1.感生电动势
定义：当线圈不动而磁场变化时，线圈的 磁通发生变化而引起的感应电动势。
机械能
电能
电阻耗热
热能
7.2.2 动生电动势的计算
(1)
(v
B) d
(2) d
dt
例 题7.1
已 知 ：OA L
顺 时 针B
求 OA UOA
动生电动势
动生电动势
解 ： 方 法1
距O点处线元线速度v 方向 OA
线 元d的 ：d
(v
B)
d
vBd
Bd
导线OA的：
d
Bd
1B2
表述2：感应电流的效果总是反抗引起它的 原因。
2.实验演示 [实验7－1(a)]
电磁感应定律
小磁棒插入A感应电流逆时针，产生N 原N （B增大） （不让B增大）
电磁感应定律
小 磁 棒 拔 出A感 应 电 流 顺 时 针 ， 产 生N
原N （B减 小 ）
（ 不 让B减 小 ）
插入 大
与反 向
7.1.1 电磁感应现象
１.实验演示
实验演示(a)
小磁棒
G
插入A内 偏转(逆)
静止A内 不动
拔出A内 偏转(顺)
电磁感应定律
实验演示(b)
小载流线圈 插入A
静止于A内 拔出
G 偏转 不动 偏转
电磁感应定律
实验演示(c)
小载流线圈
G
K合上
偏转
K合上（开） 不动
打开
偏转
电磁感应定律
电磁感应定律
2、电磁感应现象 感 应 电 流：穿过一闭合回路磁通发生变化 时回路中产生的电流。 感应电动势：回路中由于磁通变化引起的 电动势。 电磁感应现象：当回路中磁通变化而产生 感应电动势的现象。
7.2.3 交流发电机原理
动生电动势
动生电动势（将机械能转化成电能）
动生电动势
(v
B)
d
D
vB sin(
)d
vBcos
CD
C
2
B(v
B)
d
l
vB sin(
)d
AB
A
0
2
vB sin(
)
vBcos
2
(v
B)
d
0
BC
(v
B)
d
0 DA
动生电动势

DCBA
第七章 电磁感应和暂态过程
第七章 电磁感应和暂态过程
7.1 电磁感应定律 7.2 动生电动势 7.3 感生电动势 涡旋电场 7.4 自感和互感 7.5 涡电流 7.6 暂态过程 7.7 磁能
第七章 电磁感应和暂态过程
７.１电磁感应定律
７.１.１电磁感应定律 ７.１.２楞次定律 ７.１.３法拉第电磁感应定律
dB 感 S dt
感生电动势的定义:
电磁感应定律
闭合回路不动，磁场随时间变化而产生的电
动势
7.2.1 动生电动势
动生电动势的微观本质
电磁感应定律
Ek d
f
qv
B
v
B
d
洛
仑
兹
力
Ek
f
v
B
q
q e
ab v
(e) v
电磁感应定律
0
说 明 ：① d 取L、nˆ