變化中的磁場和電場

變化中的磁場和電場1第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第十四章變化中的磁場和電場結構框圖法拉第電磁感應定律感應電動勢的計算磁場能量麥克斯韋的兩條假設渦旋電場位移電流經典電磁理論的基本方程2第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象及其規(guī)律一、電磁感應現(xiàn)象1820年：奧斯特實驗：電—

磁1821—1831年：法拉第實驗：磁—

電對稱性3第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電動勢1.電流的形成電場中,自由電子除熱運動外,疊加定向加速運動。頻繁碰撞使加速運動間斷進行，其平均效果為定向勻速運動——

漂移運動。4第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2.

電流密度矢量大?。和ㄟ^與該點垂直的單位截面上的電流方向：與的漂移運動方向（方向）相同分布：電流線其切向即方向其疏密大小可以證明：在一般金屬或電解液中電流密度與電場強度有關系5第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

I

與的關系：通過某截面的電流強度即電流密度矢量通過該面的通量。3.

穩(wěn)恒電流條件：穿過封閉曲面S的通量為零穩(wěn)恒電流一定是閉合的，或兩端通向無窮遠。(在無窮遠處閉合)穩(wěn)恒電流的電場分布不隨時間變化。通過截面的電流強度不變通過截面內各點電流密度不變穩(wěn)恒電流6第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月4.電源電動勢——

穩(wěn)恒電場的能量來源+-電源作用：提供非靜電力，將由負極板移向正極，保持極板間電勢差，以形成持續(xù)的電流。(1)力的觀點7第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月作用機理：

反抗做功，將其他形式能轉變?yōu)殡娔軘嗦罚簳r平衡通路外電路：內電路：作用，將由正極負極將由負極正極共同作用形成持續(xù)電流電源

--產生非靜電力、維持電勢差的裝置。8第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)能量轉換外電路：內電路：做功如何？非靜電場強：非靜電力搬運單位正電荷繞閉合回路一周做功：非靜電力是非保守力電源

––––

將其他形式的能轉換為電能的裝置。9第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月：可量度電源將其他形式能轉變?yōu)殡娔艿哪芰Υ笮《x：電源電動勢若只在內電路存在：規(guī)定指向：說明：

反映電源做功本領，與外電路閉合否無關。

是標量，遵循代數(shù)運算法則。10第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月內容：閉合回路中感應電動勢的大小與通過回路的磁通量的變化率成正比：:通過線圈的磁通鏈數(shù)(全磁通)三、法拉第電磁感應定律11第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月引起閉合回路中產生感應電動勢的是通過回路的通量的變化，而不是通量的變化討論：(1)

通量還是通量？還是二者皆可？中學：原、副線圈實驗原線圈副線圈鐵棒12第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)

式中負號含義,楞次定律的本質是什么？楞次定律的本質是能量守恒。如右圖所示，用楞次定律分析可知，無論磁棒插入還是拔出線圈的過程中，都要克服磁阻力而作功，正是這部分機械功轉化成感應電流所釋放的焦耳熱，所以小燈泡亮了。13第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)感應電流

IB

在直導體棒勻速向右運動過程中,如果其外框是:閉合導體回路—

持續(xù)電流導體不閉合—

瞬態(tài)電流,穩(wěn)定無導體—

無I，但有電磁感應本質

—

磁通量變化引起了感應電場一定時間內通過回路截面的感應電量：14第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

不同慣性系中的變換很難概括為一個簡單公式，可分兩種情況處理。感生電動勢B

變

變S

變導體轉動導體平動動生電動勢第二節(jié)感應電動勢對線圈參考系：變化對磁鐵參考系：15第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1.

磁場不變，導體運動引起穿過回路的磁通量變化所產生的感應電動勢叫動生電動勢。平衡時cd

~

電源，反抗做功，將+q由負極正極，維持U的非靜電力——

洛侖茲力2.

產生機理：產生的非靜電力是什么？-一、動生電動勢16第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月產生的非靜電力非靜電場強注:動生電動勢只存在于運動導體內。由電動勢定義：或：-17第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月3.能量關系矛盾？洛侖茲力不對運動電荷做功洛侖茲力充當非靜電力思考功能轉換？充當非靜電力的只是載流子所受總磁場力的一個分力-18第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)

回路中無其它電源IcdRx外力功機械能電能，發(fā)電機原理(2)

回路中有一電源cdRI維持I(),外力維持,外力t

時間內電能熱能機械能電動機原理磁力的功x19第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月4.

動的計算兩種方法：(1)由電動勢定義求(2)由法拉第定律求如果回路不閉合，需加輔助線使其閉合。大小和方向可分別確定。20第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1.長L的銅棒OA，繞其固定端O在均勻磁場中以逆時針轉動，銅棒與垂直，求動=?解一：取線元與同向21第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月解二：構成扇形閉合回路由楞次定律:22第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

例2.如圖所示，一矩形導線框在無限長載流導線I的場中向