2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：電磁感應(yīng)

電磁感應(yīng)電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)（電流的磁效應(yīng)）。反之，能否通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生電流？1831年英國(guó)科學(xué)家法拉第通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)變化的磁場(chǎng)可以在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）和電流（感應(yīng)電流）。稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。主要內(nèi)容：(1)

法拉第電磁感應(yīng)定律；(2)

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)；(3)

互感和自感；(4)

磁場(chǎng)的能量。1、法拉第電磁感應(yīng)定律：閉合回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于通過(guò)該回路磁通量的時(shí)間變化率的負(fù)值：任取回路繞行方向l，回路的單位正法線矢量n由右螺旋定則確定。沿方向?yàn)檎?，反之為?fù)。規(guī)定：ε沿l方向?yàn)檎?，反之為?fù)；ll若線圈由N匝組成：稱為磁通匝鏈數(shù)（磁鏈）或全磁通。若通過(guò)各匝線圈的磁通量相等：線圈中的感應(yīng)電流：通過(guò)線圈的感應(yīng)電量：2、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(chǎng)阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。或：感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。楞次定律是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的必然結(jié)果。(2)解法一：金屬棒上取線元dl。解法二：假想閉合回路aoba（假想部分無(wú)電動(dòng)勢(shì)）。方向：a→b××××××××××××oErdllab+?haRr習(xí)題13-10(1)習(xí)題：在虛線圓內(nèi)有均勻磁場(chǎng)，dB/dt=–0.1T/s。設(shè)某時(shí)刻B=0.5T。求：(1)在半徑r=10cm的導(dǎo)體圓環(huán)任一點(diǎn)上渦旋電場(chǎng)的大小和方向；(2)若導(dǎo)體環(huán)電阻為2Ω，求環(huán)內(nèi)電流；(3)環(huán)上任意兩點(diǎn)a、b間的電勢(shì)差；(4)若將環(huán)上某點(diǎn)切開并稍許分開，求兩端間電勢(shì)差。

××××××××××××oErrab(2)Er沿順時(shí)針?lè)较?。–aR1IbR2+–+++––(3)將導(dǎo)體環(huán)等效為下面的閉合電路。由基爾霍夫定律：代入上式得：Uab=0(4)××××××××××××oErrabl1l2用法拉第電磁感應(yīng)定律：

利用公式：求感生電動(dòng)勢(shì)的兩種方法：（假想回路部分不能有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）習(xí)題13-24習(xí)題：直徑d=0.254cm,I=10A的長(zhǎng)直銅導(dǎo)線，電阻率ρ=1.7×10–8Ωm。求:(1)導(dǎo)線表面處的磁場(chǎng)能量密度wm；(2)導(dǎo)線表面處的電場(chǎng)能量密度we。(1)導(dǎo)線表面處的磁感強(qiáng)度：(2)由歐姆定律的微分形式：Idwmwe

“-”號(hào)表示一個(gè)線圈中的互感電流反抗另一個(gè)線圈中電流的變化（不是電流本身）。

互感越大，則互感電動(dòng)勢(shì)越大。即：互感系數(shù)是反映兩個(gè)線圈間耦合程度的物理量?；ジ袘?yīng)用：變壓器?；ジ形：Γ弘姶鸥蓴_。由畢奧—薩伐爾定律：L稱為自感系數(shù)（自感），單位：亨利(Wb/A)自感由線圈的形狀、大小、周圍介質(zhì)決定。當(dāng)L不變時(shí)：