随时间变化的电磁场
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IC
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•dS
特点：
①场矢量随时间变化 ；
1
②电场和磁场不可分割地联系在一起 。
五、随时间变化的电磁场
麦克斯韦方程
§5.1 电磁感应现象与电磁感应定律
§5.2 电磁感应现象的物理实质
§5.3 互感与自感
§5.4 LR电路中的暂态过程 磁场的能量
§5.5 位移电流及其物理实质
§5.6 麦克斯韦方程组 电磁波
十 年 磨 一 剑
Michael Faraday
Joseph Henry
直到1831年，法拉第才找到了正确的实验方法：
4
磁的电效应只发生在某种东西正在变动的时刻。
法拉第 Faraday，Michael （P167-168）
（1791～1867）
英国物理学家，化学家。
1791年9 月22日生于一个英国工人 家庭，父亲是一个铁匠。十三岁时 ，他到一家装订和出售书籍的铺子 里当学徒。1813年在伦敦皇家研究 院任院长戴维的助手。
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B
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Φm<0时，所得的结论仍 然是ε与dΦm/dt异号。
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▲ 三、法拉第电磁感应定律（P165—167）
规定：
回路的绕行正方向与回路圈围面积的正法线方向成右手螺旋。 即：感应电动势的正方向与磁通的正方向 （常取磁感线方向）
成右手螺旋。
§5.7 电磁场的能量
2
§5 . 1 电磁感应现象与电磁感应定律 一、基本的电磁感应现象 二、感应电动势的大小和方向 三、法拉第电磁感应定律
3
历 史 （P162）
奥斯特(1820年)发现：电流具有磁效应。 由对称性人们会问：磁是否会有电效应？ 电磁感应现象从实验上回答了这个问题 ，反映了物质 世界的对称美。
R 发生变化。
一、基本的电磁感应现象 （P162-163）
第一类
第二类
RG
××××××××
××××××××
B
××××××××
产生电磁感应现象的共同原因：
通过闭合导线回路所圈围面积的磁通量Φm随时间发生了变化。
▲ 电磁感应现象的本质：
磁通量的变化在回路中产生感应电动势。
法拉第的研究发现：在相同条件下，不同金属导体中的感应电流与导体的导 电能力成正比。
法拉第 Faraday，Michael
（1791～1867）
法拉第热心科普工作，每年圣诞节都特别对儿童 作一系列科学演讲。他的科普讲座深入浅出，配以 丰富的演示实验，深受欢迎 。
法拉第专心从事科学研究，许多大学欲赠予名誉学位，均遭拒 绝。他不愿主持伦敦的皇家研究院和皇家学会，也谢绝封爵。他 1867年 8 月25日卒于维多利亚，逝世前拒绝安葬在威斯敏斯特教 堂牛顿墓旁边 。法拉第著有《电学实验研究》、《化学和物理学 实验研究》等著作。
dm
dt
单位（SI制）： ε：伏特（V） Φm：韦伯（Wb） SI制中，k=1
由此他意识到感应电流是由与导体性质无关的电动势产生的，他相信即1使0 不 形成闭合回路也会有电动势。
二、感应电动势的大小和方向（P164—165）
1、大小 （P204）
德国的纽曼和韦伯在建立电磁感应定律的表达式方面进行了富 有成效的工作，他们得出结论：
对于任一给定的回路，其中感应电动势的大小正比 于回路所圈围面积的磁通量的变化率。
真空中的场方程
静止电荷的电场
本章主要讨论随时间变化的电场和磁场
与稳恒电流的磁场
麦克斯韦方程
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特点：
①场矢量不随时间发生变化； ②电场和磁场彼此独立。
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法拉第 Faraday，Michael
（1791～1867）
法拉第被公认为最伟大的“自然哲学家”之一。在他留 下来的笔记中，有这么一段话：“至于天才及其威力，可 能是存在的，我也相信是存在的，但是，我长期以来为我 们实验室寻找天才却从未找到过。不过我看到了许多人， 如果他们真能严格要求自己，我想他们已成为有成就的实 验哲学家了。"
12
三、法拉第电磁感应定律（P165—167）
分析：
规定了回路的绕行方向，就可用正和负表示两种不同方向的电动势。 磁通量Φm的正、负不但与磁场方向有关，还与回路圈围面积的正法线方向的 取向有关。
若规定：回路的绕行正方向与回路圈围面积的正法线方向成右手螺旋关系。
即：感应电动势的正方向与磁通的正方向成右手螺旋关系。 （常取磁感线方向）
5
法拉第 Faraday，Michael
（1791～1867）
1831年起，法拉第进行了一系列实验，发现电磁感应现象。这 一发现为变压器和发电机的出现奠定了基础。为阐述这些发现， 他先后提出了磁力线和电力线的概念。1832年法拉第发表了《不 同来源的电的同一性》一文，用实验证明不同形式的电 ，如摩擦 电、感应电及温差电，其本质都是一样的 。
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一、基本的电磁感应现象 （P162-163）
第一类
G
闭合导线回路固定 不动，所在处的磁
场随时间Βιβλιοθήκη Baidu化 。
第二类 ××××××××
B
××××××××
×G×××××××
××××××××
×××××××× 闭合导线回路或其一 部分运动，磁场恒定 不变。
磁场可以是磁铁产生的，也可以是电流产生的。
磁场变化的原因可能是产生磁场的磁铁或载流线圈 的位置发生变化，也可能是电流的大小或分布9情况
1833 ～ 1834年，他发现了两条电解定律，这是电化学的开创 性工作。从1834年起，法拉第对伏打电池、静电、电容和电介质 的性质进行了大量实验研究。为了纪念他在静电学方面的工作， 电容的SI单位称为法拉。
1845年8 月，法拉第发现原来没有旋光性的重玻璃在强磁场作 用下产生旋光性，使偏振光的偏振面发生偏转。磁致旋光效应后 来称为法拉第效应。同年发现大多数物质具有抗磁性。 6
dm
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二、感应电动势的大小和方向（P164—165）
2、方向 ——楞次定律
闭合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。
是能量转换与守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。
（P164图5.1—4 ）
实验现象： 接通线圈中电流的瞬间，铝环被斥离线圈； 切断线圈中电流的瞬间，铝环被吸向线圈。
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特点：
①场矢量随时间变化 ；
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②电场和磁场不可分割地联系在一起 。
五、随时间变化的电磁场
麦克斯韦方程
§5.1 电磁感应现象与电磁感应定律
§5.2 电磁感应现象的物理实质
§5.3 互感与自感
§5.4 LR电路中的暂态过程 磁场的能量
§5.5 位移电流及其物理实质
§5.6 麦克斯韦方程组 电磁波
十 年 磨 一 剑
Michael Faraday
Joseph Henry
直到1831年，法拉第才找到了正确的实验方法：
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磁的电效应只发生在某种东西正在变动的时刻。
法拉第 Faraday，Michael （P167-168）
（1791～1867）
英国物理学家，化学家。
1791年9 月22日生于一个英国工人 家庭，父亲是一个铁匠。十三岁时 ，他到一家装订和出售书籍的铺子 里当学徒。1813年在伦敦皇家研究 院任院长戴维的助手。
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▲ 三、法拉第电磁感应定律（P165—167）
规定：
回路的绕行正方向与回路圈围面积的正法线方向成右手螺旋。 即：感应电动势的正方向与磁通的正方向 （常取磁感线方向）
成右手螺旋。
§5.7 电磁场的能量
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§5 . 1 电磁感应现象与电磁感应定律 一、基本的电磁感应现象 二、感应电动势的大小和方向 三、法拉第电磁感应定律
3
历 史 （P162）
奥斯特(1820年)发现：电流具有磁效应。 由对称性人们会问：磁是否会有电效应？ 电磁感应现象从实验上回答了这个问题 ，反映了物质 世界的对称美。
R 发生变化。
一、基本的电磁感应现象 （P162-163）
第一类
第二类
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产生电磁感应现象的共同原因：
通过闭合导线回路所圈围面积的磁通量Φm随时间发生了变化。
▲ 电磁感应现象的本质：
磁通量的变化在回路中产生感应电动势。
法拉第的研究发现：在相同条件下，不同金属导体中的感应电流与导体的导 电能力成正比。
法拉第 Faraday，Michael
（1791～1867）
法拉第热心科普工作，每年圣诞节都特别对儿童 作一系列科学演讲。他的科普讲座深入浅出，配以 丰富的演示实验，深受欢迎 。
法拉第专心从事科学研究，许多大学欲赠予名誉学位，均遭拒 绝。他不愿主持伦敦的皇家研究院和皇家学会，也谢绝封爵。他 1867年 8 月25日卒于维多利亚，逝世前拒绝安葬在威斯敏斯特教 堂牛顿墓旁边 。法拉第著有《电学实验研究》、《化学和物理学 实验研究》等著作。
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单位（SI制）： ε：伏特（V） Φm：韦伯（Wb） SI制中，k=1
由此他意识到感应电流是由与导体性质无关的电动势产生的，他相信即1使0 不 形成闭合回路也会有电动势。
二、感应电动势的大小和方向（P164—165）
1、大小 （P204）
德国的纽曼和韦伯在建立电磁感应定律的表达式方面进行了富 有成效的工作，他们得出结论：
对于任一给定的回路，其中感应电动势的大小正比 于回路所圈围面积的磁通量的变化率。
真空中的场方程
静止电荷的电场
本章主要讨论随时间变化的电场和磁场
与稳恒电流的磁场
麦克斯韦方程
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①场矢量不随时间发生变化； ②电场和磁场彼此独立。
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法拉第 Faraday，Michael
（1791～1867）
法拉第被公认为最伟大的“自然哲学家”之一。在他留 下来的笔记中，有这么一段话：“至于天才及其威力，可 能是存在的，我也相信是存在的，但是，我长期以来为我 们实验室寻找天才却从未找到过。不过我看到了许多人， 如果他们真能严格要求自己，我想他们已成为有成就的实 验哲学家了。"
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三、法拉第电磁感应定律（P165—167）
分析：
规定了回路的绕行方向，就可用正和负表示两种不同方向的电动势。 磁通量Φm的正、负不但与磁场方向有关，还与回路圈围面积的正法线方向的 取向有关。
若规定：回路的绕行正方向与回路圈围面积的正法线方向成右手螺旋关系。
即：感应电动势的正方向与磁通的正方向成右手螺旋关系。 （常取磁感线方向）
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法拉第 Faraday，Michael
（1791～1867）
1831年起，法拉第进行了一系列实验，发现电磁感应现象。这 一发现为变压器和发电机的出现奠定了基础。为阐述这些发现， 他先后提出了磁力线和电力线的概念。1832年法拉第发表了《不 同来源的电的同一性》一文，用实验证明不同形式的电 ，如摩擦 电、感应电及温差电，其本质都是一样的 。
8
一、基本的电磁感应现象 （P162-163）
第一类
G
闭合导线回路固定 不动，所在处的磁
场随时间Βιβλιοθήκη Baidu化 。
第二类 ××××××××
B
××××××××
×G×××××××
××××××××
×××××××× 闭合导线回路或其一 部分运动，磁场恒定 不变。
磁场可以是磁铁产生的，也可以是电流产生的。
磁场变化的原因可能是产生磁场的磁铁或载流线圈 的位置发生变化，也可能是电流的大小或分布9情况
1833 ～ 1834年，他发现了两条电解定律，这是电化学的开创 性工作。从1834年起，法拉第对伏打电池、静电、电容和电介质 的性质进行了大量实验研究。为了纪念他在静电学方面的工作， 电容的SI单位称为法拉。
1845年8 月，法拉第发现原来没有旋光性的重玻璃在强磁场作 用下产生旋光性，使偏振光的偏振面发生偏转。磁致旋光效应后 来称为法拉第效应。同年发现大多数物质具有抗磁性。 6
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二、感应电动势的大小和方向（P164—165）
2、方向 ——楞次定律
闭合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。
是能量转换与守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。
（P164图5.1—4 ）
实验现象： 接通线圈中电流的瞬间，铝环被斥离线圈； 切断线圈中电流的瞬间，铝环被吸向线圈。