大學(xué)物理第十一章電磁感應(yīng)第1部分

電磁感應(yīng)第十一章一、電動勢§11.1法拉第電磁感應(yīng)定律非靜電力電源提供非靜電力意義：把單位正電荷經(jīng)電源內(nèi)部由負(fù)極移向正極過程中，非靜電力所作的功。把電荷q由負(fù)極移向正極(經(jīng)電源內(nèi)部)非靜電力作功電動勢對閉合回路二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

楞次定律閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。感應(yīng)電動勢：回路中由于磁通量的變化而引起的驅(qū)動感應(yīng)電流的電動勢1、法拉第電磁感應(yīng)定律三、法拉第電磁感應(yīng)定律

磁鏈2、磁鏈若線圈回路有N匝，通過每匝的磁通量為則總感應(yīng)電動勢為若通過每匝的磁通量相同，則3、感應(yīng)電流方向與相同感應(yīng)電量例1：一長直導(dǎo)線通入電流I，距其a處有一矩形線圈，長度為L1，寬度為L2，在t=0時(shí)，線圈以速度V水平向右做勻速直線運(yùn)動，如圖。求t時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動勢。分析：載流導(dǎo)線Ox解：dxx如圖取平行于電流的一長條面積元，其上通過面積元的磁通量為Oxdxx通過線圈的磁通量為則§11.2動生電動勢動生電動勢：S變化感生電動勢：B變化一.

動生電動勢則da上動生電動勢為電子的洛侖茲力為非靜電力－洛侖茲力的分力求動生電動勢的一般步驟：(1)規(guī)定積分路線的方向，即方向(2)任取線元，考察該處方向以及的正負(fù)(3)利用計(jì)算電動勢則電動勢的方向與積分路線方向相同則電動勢的方向與積分路線方向相反dla.

適用于一切產(chǎn)生電動勢的回路討論b.適用于切割磁力線的導(dǎo)體求動生電動勢-兩種方法方向：由daOx閉合線圈的磁通量方法一：取由d到a方向的線元dl方法二：法拉第定律例1在空間均勻的磁場中設(shè)導(dǎo)線ab繞Z軸以

勻速旋轉(zhuǎn)，與Z軸夾角為求：導(dǎo)線ab中的電動勢解：規(guī)定a到b為正方向，取線元>0方向從a到b利用r解法二：如圖作閉合環(huán)路，該回路中的磁通量不變，故總電動勢又故二.

動生電動勢的解釋非靜電力－洛侖茲力的分力vvV宏觀上起電源中非靜電力的作用，沿導(dǎo)線的積分表現(xiàn)為動生電動勢；宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)體受到的安培力；總的洛侖茲力與電荷的合速度垂直，不做功§11.3感生電動勢感生電動勢：磁感應(yīng)強(qiáng)度變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一、感生電動勢感生電場庫侖力洛侖茲力電荷受的力推廣的電場力：凡作用于靜止電荷上的力推廣的電場：凡能提供電場力的空間電場靜電場：遵循庫侖定律感生電場：變化磁場產(chǎn)生的電場感生電場是渦旋電場、非保守場二、感生電場的性質(zhì)對任意矢量場A，要看：A對任一閉合曲面的通量A沿任一閉合曲線的環(huán)流感生電場是無源場靜電場、感生電場、靜磁場的比較靜電場感生電場靜磁場渦旋場非保守場無源場有源場無旋場保守場渦旋場非保守場無源場三、感生電場的方向判斷方向判斷：楞次定律若電動勢、感生電場方向?yàn)轫槙r(shí)針方向若電動勢、感生電場方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向線元面元方向：選與B平行的方向?yàn)槊娣e正方向；與B呈右手螺旋為線元正方向；磁場為繞著中心軸的圓環(huán)感生電場為繞著中心軸的圓環(huán)四、感生電動勢的計(jì)算方法一：方法二：法拉第電磁感應(yīng)定律(1)求閉合線圈的感生電動勢(2)求一段導(dǎo)線的感生電動勢。例1空間均勻的磁場限制在半徑為R，求：分布的圓柱內(nèi)，且有的方向平行柱軸rO解：rO而故故R若若例2如圖中均勻磁場，且B以不變速率變化，求其中線段ab內(nèi)的感生電動勢解：楞次定律因?yàn)?0因此五、感生電場的應(yīng)用利用渦流：高頻加熱爐渦流：大塊金屬導(dǎo)體中的感應(yīng)電流。避免渦流：變壓器、電機(jī)一.自感現(xiàn)象自感系數(shù)K合上燈泡A亮K斷開A會突然亮一下，再慢慢滅§11.4自感和互感現(xiàn)象由自身電流發(fā)生變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象由自感引起的電動勢稱自感電動勢自感電動勢討論：非鐵芯的線圈有N匝，電流I

L：自感系數(shù)，單位：亨利H僅由線圈的大小、形狀、匝數(shù)、及介質(zhì)決定方向：楞次定律二、求自感系數(shù)的思路[例1]求一無限長同軸電纜(內(nèi)導(dǎo)線為空筒），內(nèi)外筒有等值反向電流，筒間充滿均勻介質(zhì)，求單位長度的自感。解：應(yīng)用安培環(huán)路定理單位長度磁通量故二.互感現(xiàn)象互感系數(shù)穿過線圈2的磁鏈為:線圈2上的互感電動勢:M：互感系數(shù)，單位：亨利H僅由線圈的大小、形狀、匝數(shù)、線圈相對位置及介質(zhì)決定線圈2上的感應(yīng)電動勢:同理，若線圈2通入電流I2，則線圈1上的感應(yīng)電動勢:M：互感系數(shù)，單位：亨利H僅由線圈的大小、形狀、匝數(shù)、線圈相對位置及介質(zhì)決定實(shí)驗(yàn)證明例兩直螺旋線圈如圖，求互感。解：