应用物理(电子信息) 6.1电磁感应定律

N NBS cost
N
en
o' B
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d NBS sint
dt
ω
令
m NBS
o
则 m sint
iR
6.1 电磁感应定律
第6章 电磁感应 电磁场
m sint
i
m
R
sin
t
Im
sin t
Im
m
R
N
en
o' B
可见,在匀强磁场中匀
ω
速转动的线圈内的感应电
电流是时间的正弦函数.这 种电流称交流电.
6.1 电磁感应定律
一 电磁感应现象
第6章 电磁感应 电磁场
6.1 电磁感应定律
二 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.
第6章 电磁感应 电磁场
i
k
dΦ dt
国际单位制
i
Φ
伏特
韦伯 k 1
6.1 电磁感应定律
6.1 电磁感应定律
例 在匀强磁场中, 置有面积为 S 的可绕 轴转动的N 匝线圈 .
若线圈以角速度
作匀速转动. 求线圈 中的感应电动势.
ω
第6章 电磁感应 电磁场
N
en
o' B
iR
o
6.1 电磁感应定律
第6章 电磁感应 电磁场
已知 S , N , 求
解
设
t
0
时,
en与 B 同向 , 则 t
第6章 电磁感应 电磁场
1）闭合回路由 N 匝密绕线圈组成
i
d
dt
磁通匝数（磁链） NΦ
2）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
Ii
1 R
dΦ dt
t t2 t1 时间内，流过回路的电荷
q
t2 Idt 1
t1
R
Φ2 Φ1
dΦ
1 R
(Φ1
Φ2 )
6.1 电磁感应定律
感应电动势的方向
第6章 电磁感应 电磁场
楞次定律 闭合的导线回路中所出现的感应电
流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁
感应的原因.
楞次定律是能量 守恒定律的一种表现
机械能
焦耳热
B+
+
+
++
+ + + Fm+
++
++
+
I
+
i
+ + +
++
v+ +
++
++++++++
++++++++
维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克 服安培力做功转化为焦耳热.
楞次定律可表述为 ： 闭合回路中感应电
流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止 引起感应电流的磁通量的变化．
楞次定律也可简练地表述为 ： 感应电流 的效果，总是反抗引起感应电流的原因。
6.1 电磁感应定律
用 楞
B
次
定
I
律
判
S
断
感
应
N
电
流
方
向
第6章 电磁感应 电磁场
B
I
v
N
Sv
6.1 电磁感应定律
o
iR
i
dΦ dt
第6章 电磁感应 电磁场
B
dΦ Φ(t dt) Φ(t)
Φ 0（ B与回路成右螺旋） N
dΦ 0 dt
i 0
i 与回路取向相反
6.1 电磁感应定律
i
dΦ dt
Φ 0
dΦ 0 dt
i 0
i 与回路取向相同
当线圈有 N 匝时
第6章 电磁感应 电磁场
B
N
i
N
dΦ dt
6.1 电磁感应定律
i
dΦ dt
三 楞次定律 闭合的导线回路中所
出现的感应电流，总是使 它自己所激发的磁场反抗 任何引发电磁感应的原因 （反抗相对运动、磁场变 化或线圈变形等）.
第6章 电磁感应 电磁场
B
N
F
v
S
6.1 电磁感应定律
三 楞次定律
第6章 电磁感应 电磁场
楞次定律 1833年, 楞次 在概括了大量实验 事实的基础上,总结出一条判断感应电流方向 的规律，称为楞次定律( Lenz law )。
6.1 电磁感应定律
第6章 电磁感应 电磁场
法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学 家和化学家.他创造性地提出场的 思想，磁场这一名称是法拉第最 早引入的.他是电磁理论的创始人 之一，于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，以及光的 偏振面在磁场中的旋转.