大物b 07電磁感應(yīng)與電磁場

01法拉第電磁感應(yīng)定律02感應(yīng)電動勢目錄Contents01法拉第電磁感應(yīng)定律02感應(yīng)電動勢目錄Contents法拉第

（MichaelFaraday，1791-1867），偉大的英國物理學(xué)家和化學(xué)家。他創(chuàng)造性地提出場的思想，磁場這一名稱是法拉第最早引入的。他是電磁理論的創(chuàng)始人之一，于1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，后又相繼發(fā)現(xiàn)電解定律，物質(zhì)的抗磁性和順磁性，以及光的偏振面在磁場中的旋轉(zhuǎn)。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象

與有無磁介質(zhì)、速度、電源極性有關(guān)與有無磁介質(zhì)、開關(guān)速度、電源極性有關(guān)

實(shí)驗(yàn)表明：穿過線圈所包圍面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在回路中產(chǎn)生的電流叫感生電流，此現(xiàn)象為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

將磁鐵插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有無感生電動勢？有無感應(yīng)電流？環(huán)內(nèi)將發(fā)生何種現(xiàn)象？有感生電動勢存在，有電場存在將引起介質(zhì)極化，而無感生電流。

二、法拉第電磁感應(yīng)定律電動勢方向：楞次定律

負(fù)號表示感應(yīng)電動勢總是反抗磁通的變化

磁通鏈數(shù):

若每匝磁通量相同

敘述：閉合回路中感應(yīng)電流的方向總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。這個(gè)原因包括引起磁通量變化的相對運(yùn)動或回路的形變。三、楞次定律1834年楞次提出另一種判斷感應(yīng)電流的方法，再由感應(yīng)電流來判斷感應(yīng)電動勢的方向。

感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場力（安培力），將反抗外力。即可以說外力反抗磁場力做功，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為電路中的焦耳熱，這是符合能量守恒規(guī)律的。否則只需一點(diǎn)力開始使導(dǎo)線移動，若洛倫茲力不去阻撓它的運(yùn)動，將有無限大的電能出現(xiàn)，顯然，這不符合能量守恒定律！

在實(shí)際計(jì)算感應(yīng)電動勢時(shí)：

方向由楞次定律決定

令則解：

在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動的線圈內(nèi)的感應(yīng)電流是時(shí)間的正弦函數(shù)。這種電流稱交流電。

解:

建坐標(biāo)系如圖

交變的電動勢

01法拉第電磁感應(yīng)定律02感應(yīng)電動勢目錄Contents1）穩(wěn)恒磁場中的導(dǎo)體運(yùn)動，或者回路面積變化、取向變化等2）導(dǎo)體不動，磁場變化電動勢閉合電路的總電動勢

+-

引起磁通量變化的原因：動生電動勢感生電動勢一、動生電動勢導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫動生電動勢等于導(dǎo)線單位時(shí)間切割磁感應(yīng)線的條數(shù)動生電動勢可看成是由洛倫茲力引起的。非靜電場強(qiáng)

動生電動勢的計(jì)算兩種方法：①②

解：

+++++++++++++++++++++++++++++++++++

解：如圖建立坐標(biāo)棒中++++++

且由

棒所受安培力

棒的運(yùn)動方程為則計(jì)算得棒的速率隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系為++++++

解：可視為無數(shù)銅棒一端在圓心，另一端在圓周上，即為并聯(lián)，因此其電動勢類似于一根銅棒繞其一端旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電動勢。

解：

二、感生電動勢與感生電場穿過導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這個(gè)感生電動勢的大小、方向與導(dǎo)體的種類和性質(zhì)無關(guān)，僅由變化的磁場本身引起。Maxwell敏銳地感覺到感生電動勢的現(xiàn)象預(yù)示著有關(guān)電磁場的新的效應(yīng)。

渦旋電場、位移電流都是奠定電磁場存在的理論基礎(chǔ)。

渦旋電場（從電磁感應(yīng)定律尋求渦旋電場與變化磁場的關(guān)系）

*顯然，渦旋電場線是無頭無尾的閉合曲線，所以稱之為有旋電場。類似于磁感應(yīng)線。*渦旋電場永遠(yuǎn)和磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化連在一起。

*渦旋電場與靜電場相比相同處：對電荷都有作用力。若有導(dǎo)體存在都能形成電流不相同處：渦旋電場不是由電荷激發(fā)，是由變化磁場激發(fā)。渦旋電場電場線不是有頭有尾，是閉合曲線。

解：

解：管內(nèi)

解：取面積方向向上，即取圓環(huán)的繞行方向?yàn)槟鏁r(shí)針

負(fù)號表示電動勢和電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針。三、渦電流感應(yīng)電流不僅能在導(dǎo)電回路內(nèi)出現(xiàn)，而