電磁感應(yīng)現(xiàn)象及定律

第十一章電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)電流磁場(chǎng)電磁感應(yīng)感應(yīng)電流1831年法拉第閉合回路變化實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生產(chǎn)生?問題的提出一.電磁感應(yīng)現(xiàn)象R12εGmΦ當(dāng)回路1中電流發(fā)生變化時(shí)，在回路2中出現(xiàn)感應(yīng)電流。S11-1

電磁感應(yīng)的現(xiàn)象及其規(guī)律結(jié)論

上述實(shí)驗(yàn)中，其共同點(diǎn)是穿過閉合回路的磁感應(yīng)通量發(fā)生了變化。這種由磁通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并把由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。

磁通量定義：

2、1、通過磁場(chǎng)中任一曲面的磁感應(yīng)線條數(shù)。二、電磁感應(yīng)的規(guī)律１、楞次定律

閉合的導(dǎo)線回路中所出現(xiàn)的感應(yīng)電流，總是使它自己所激發(fā)的磁場(chǎng)反抗任何引發(fā)電磁感應(yīng)的原因(反抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)變化或線圈變形等)。楞次定律的應(yīng)用(判斷感應(yīng)電流方向)

1、判明穿過閉合回路內(nèi)外磁場(chǎng)的增加或減少趨勢(shì)；2、根據(jù)“增相反、減相同”的原則確定感生磁場(chǎng)的方向；3、按右手法則由感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向來確定感應(yīng)電流的方向。電動(dòng)勢(shì)形成產(chǎn)生２、法拉第電磁感應(yīng)定律+–靜電力欲使正電荷從高電位到低電位。在回路中有電流就不能單靠靜電場(chǎng)，必須有非靜電力把正電荷從負(fù)極板搬到正極板才能在導(dǎo)體兩端維持有穩(wěn)恒的電勢(shì)差。電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)：把單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極非靜電力所作的功。電動(dòng)勢(shì)描述電路中非靜電力做功本領(lǐng)電源電動(dòng)勢(shì)方向：電源內(nèi)部由負(fù)極到正極方向在SI制中K=1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

不論何種原因使通過回路面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向楞次定律２、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小討論：１、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向（式中的負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表示）N匝線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如果回路由N匝密繞線圈組成，且穿過每匝線圈的磁通量都等于Φ.則磁通匝數(shù)(也稱磁鏈)所以，N匝線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（1）穩(wěn)恒磁場(chǎng)中的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，或者回路面積變化、取向變化等動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（2）導(dǎo)體不動(dòng)，磁場(chǎng)變化感生電動(dòng)勢(shì)引起磁通量變化的原因討論:

電動(dòng)勢(shì)+-I

閉合電路的總電動(dòng)勢(shì):非靜電的電場(chǎng)強(qiáng)度.非靜電力動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)G?一、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是由于導(dǎo)體或?qū)w回路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)+++++++++++++++++++++動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的成因?qū)Ь€內(nèi)每個(gè)自由電子受到的洛侖茲力為它驅(qū)使電子沿導(dǎo)線由a向b移動(dòng)。由于洛侖茲力的作用使b端出現(xiàn)過剩負(fù)電荷，

a端出現(xiàn)過剩正電荷。非靜電力+++++++++++++++++++++電子受的靜電力平衡時(shí)此時(shí)電荷積累停止，ab兩端形成穩(wěn)定的電勢(shì)差。洛侖茲力是產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的根本原因.方向ab在導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生靜電場(chǎng)由電動(dòng)勢(shì)定義運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線cd產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為二、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的公式非靜電力定義為非靜電場(chǎng)強(qiáng)注:

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)只存在于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體內(nèi)。三、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算（兩種方法）(2)由法拉第定律求如果回路不閉合，需加輔助線閉合。

大小和方向可分別確定。(1)由電動(dòng)勢(shì)定義求

一般情況上的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)整個(gè)導(dǎo)線L上的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

導(dǎo)線是曲線,磁場(chǎng)為非均勻場(chǎng)。導(dǎo)線上各長(zhǎng)度元上的速度、各不相同例1、如圖所示金屬細(xì)棒在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)其速度方向與磁場(chǎng)垂直.已知:求:+++++++++++++L解：+++++++++++++L典型結(jié)論特例++++++++++++++++++++++++++++++均勻磁場(chǎng)閉合線圈平動(dòng)+++++++++++++++++++R

例2

有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。已知求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。作輔助線，形成閉合回路方向：解1：？+解2：+++++++++++++++++R方向：解

例3一長(zhǎng)為的銅棒在磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，以角速度在與磁場(chǎng)方向垂直的平面上繞棒的一端轉(zhuǎn)動(dòng)，求銅棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).×××××××××××××××××××××××××OP方向例4：如圖一直導(dǎo)線CD在一無限長(zhǎng)直電流磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。abIl

解：方向例5：如圖一直導(dǎo)線CD在一無限長(zhǎng)直電流磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。求：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。a

解：DCI15-3感生電動(dòng)勢(shì)和渦旋電場(chǎng)導(dǎo)體回路不動(dòng)，由于磁場(chǎng)變化引起穿過回路的磁通量變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì)。

麥克斯韋假設(shè)：變化的磁場(chǎng)在其周圍空間會(huì)激發(fā)一種渦旋狀的電場(chǎng)，稱為渦旋電場(chǎng)或感生電場(chǎng)。記作或閉合回路中的感生電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律由電動(dòng)勢(shì)的定義討論2）S是以L為邊界的任一曲面。的法線方向應(yīng)選得與曲線L的積分方向成右手螺旋關(guān)系是曲面上的任一面元上磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率1）此式反映變化磁場(chǎng)和感生電場(chǎng)的相互關(guān)系，即感生電場(chǎng)是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的。不是積分回路線元上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率與構(gòu)成左旋關(guān)系。3）由靜止電荷產(chǎn)生，保守場(chǎng)具有電能、對(duì)電荷有作用力具有電能、對(duì)電荷有作用力由變化磁場(chǎng)產(chǎn)生，無源場(chǎng)線是“有頭有尾”的，是一組閉合曲線起于正電荷而終于負(fù)電荷線是“無頭無尾”的感生電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）靜電場(chǎng)（庫(kù)侖場(chǎng)）動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)磁場(chǎng)不變，閉合電路的整體或局部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路中磁通量的變化閉合回路的任何部分都不動(dòng)，空間磁場(chǎng)發(fā)生變化導(dǎo)致回路中磁通量變化原因由于S的變化引起回路中m變化非靜電力來源感生電場(chǎng)力洛侖茲力由于的變化引起回路中m變化例1局限于半徑R