第14章 电磁感应答辩PPT课件

. .均.匀磁. 场. B. .
.......
若取绕行方向，如图所示
.......
磁通量的变化方向与L成右手螺旋
关系，故为正
. . . . . L. .
即 d 0
dt
则
d
dt
0
与L的绕行方向相反
. .均.匀磁. 场.
B.
.
若取绕行方向，如图所示 磁通量的变化方向为负
.......
即 d 0
L
ds
l
d
da
dt
ox
把感应电动势分为两种基本形式
动生电动势 motional emf 感生电动势 induced emf
下面研究的问题是：产生动生电动势的非静电力？ 产生感生电动势的非静电力？性质？
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§14.2 动生电动势
1、典型装置：导线 电动势怎么计算？
ab在均匀磁场中作切割磁力线运动
dl
vBdl0
注意
d 适用于一切产生电动势的回路
dt
m
vBdl 适用于切割磁力线的导体
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洛仑兹力作功吗？
fmevB
电子随导 线的运动
fm evB,方向如图
fm euB
fm
fm euB,方向如图
功率： f m f m u v fm fm
e
u fm
速度
dt
02 r N0l I co ts ln dd a
交变的电动势
L
I
ds
l
da
ox
2
t
3 2
i 0 i
2
t
2
i
0
i
I 恒定，平面线 圈以速率v向右 运动，结果如 何？
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NBdS
S
vta
N
vt
I ldx 2 x
设t =0, x =0;则 t 时刻x = vt
N 2Illnv( t a)lnvt I
对于N 匝串联回路，每匝中穿过的磁通分别为
1， 2， ， N 则有 i 12 N
i
d
dt
i
i
磁
d1d2 dN
dt dt dt
链
5、纯电阻电路中的感应电流和感应电量
回路中的感应电流 I 1 d
R R dt
t时间通过的电量
qIdt1dd t1
t t Rdt R
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例1、在测定铁磁质的磁化
. . . ×. . . .
. . . . .L. .
dt
感应电流激发的磁场方向
与磁通的变化方向相反 . .均.匀磁. 场. B. .
若 dB dt
0
回路中磁通的变化方向与 磁场的方向相反 感应电流激发的磁场方向
.......
.
.......
与磁通的变化方向相反 . . . . .L. . 7
4、磁链 magnetic flux linkage
B 均匀磁场
Blv由楞次定律定方向
L
a
法拉第电磁感应定律
l
v
d d BS Bl dx O
dt dt
dt
b
x
a
设回路L方向如图 Blv
i
负号说明电动势方向与L方向相反
b
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2、形成动生电动势的机制
均匀磁场 B
导体内的自由电子随导体以
速率v运动，受到洛伦兹力： l
a v
fmevB
因此形成动生电动势非静电力
第14章 电磁感应
electromagnetic induction
§14.1 法拉第电磁感应定律 §14.2 动生电动势 §14.3 感生电动势和感生电场 §14.4 互感* §14.5 自感 §14.6 磁场的能量
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前言 历史背景：社会对电力的需求（1800年，伏
打电池，可以获得持续电流，代价昂贵）
2、负号—确定感应电动势的方向与磁通量的关系
首先任定回路的绕行方向(感应电动势的正方向), 磁通变化方向与绕行方向成右手螺旋时规定为正（或 规定回路平面法向 dS 与绕行方向成右手螺旋），若得 感应电动势大于零，则其方向与回路绕行方向相同。
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均匀磁场 B
dB 0
dt
判断回路L中感应电动势的方向
v
uv
f m ( u v ) fm (u v )
求：与其共面的N 匝矩形回路中的感应电动势
解：设当I 0时，电流方向如图
取回路L方向如图示 建立坐标系 在任意坐标x处取一面元 ds
NNBdS N Bds
L
I
ds
l
S
S
da
N
I
ldx NIll nda
d 2 x
2 d
da
o
x
N0Ilsi ntlnda
2
d
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2N 0Ilsin tlndda d
圆盘实验（1831年10月） 原始发电机
法拉第的 科学思想方法
确信各种运动形式的 相互联系和相互转化
力线和场的概念
亨利（美）与楞次（俄）的贡献
自感
楞次定律（能量守恒）
A 接电池组 接电流计
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§14.1 法拉第电磁感应定律
Faraday law of electromagnetic induction
b vB
－－洛仑兹力
dl
在电导场体”内，部其 可 场等 强效 为 视：E 为n存e在 v“B 非静
m E nd e lv B d l
e fm
a
v
m vBdl vBl ba
i
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b
结论 只有导线作横切磁力线运动，
才能产生动生电动势
均匀磁场 B
均匀磁场 B
v
v vB0 vB
一. 现象
v
×××××××× B
G
v ××××××××
××××××××
均可使电流计 ××××××××
v
指针摆动
××××××××
Φ 变化
R
本质是电动势
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二、法拉第电磁感应定律
感应电动势 d
dt
1、 d
dt
d d
Hale Waihona Puke Baidu BdS
感应电动势是由磁 dt dt S
B的变化—感生
通量的变化引起的
S的变化—动生
dt
则
d
dt
0
.......
. . . . . L. .
与L的绕行方向相同
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3. 楞次定律 Lenz law
闭合回路中感应电流的方向，总是
.
.均.匀磁. 场. B.
.
使它所激发的磁场来阻碍引起感应 . . . . . . .
电流的磁通量的变化。
回路中磁通的变化方向与
若 dB 0 磁场的方向一致
特性时，H 由励磁电流的大
小决定：
H
N1
I
2r
铁磁质
I
N1 匝
r
B 则由冲击电流计测定。 横截面积S
冲击电流计的作用是测量 0~t 时刻通过的电量q
N2 匝
设起始磁化状态：t0,B0
接冲击电流计
q1t
R0
1 RN2BS
R B q
N2S
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例2、直导线通交流电，置于磁导率为 的介质中。已
知 I I0sint ，其中I0 和 是大于零的常数。
奥斯特（1820年） 电流磁效应 安培、科拉顿、法拉第 磁的电效应？
强磁体
线圈通电流 铜环偏转
安培的实验：铜环偏转的原 因是铜环被磁化了
磁棒
G
科拉顿的实验：检流计放 在另一个房间
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法拉第（1821-1831年）
电与磁的相互作用，
B 接检流计
电 磁，磁 电
法拉第第一次成功的实验 （1831年8月29日）