1、一、电磁感应的基本现象,实验表明：穿过线圈所包围面积内的磁通量发生变化时， 在回路中将产生电流，该电流称为感应电流，这种现象称为 电磁感应,二、 法拉第电磁感应定律,结束,在SI 制中比例系数为1,讨论：,1.楞次定律闭合回路中感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。,2.感应电流：,3.感应电荷：,1834年楞次通过实验总结给出判断感应电流方向的法则,判断各图中感应电流的方向,4.磁通链数:,若有 N 匝线圈，它们彼此串联，每匝的磁通量 为 1、 2 、 3 ,5.电动势的概念,外电路：,内电路：,静电力对正电荷作正功,使它从高电势到低电势。,非静电力对正电荷作
2、正功,使它从电源内部的负极板到正极板。,非静电场强：,将q沿闭合路径一周,非静电力作功为：,电流从高电势到低电势,电流从低电势到高电势,感应电动势的分类：,动生电动势：,感生电动势：,回路运动或回路中一部分运动,磁场随时间变化引起的,电动势：,电源电动势在数值上等于将单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电力所作的功。,外电路中：,电源内部：约定负极指向正极的方向为电动势方向,三、动生电动势,1、定义：导体在磁场中运动时产生的感应电动势,等于导线单位时间切割磁力线的条数,思考：,1）动生电动势在回路哪部分？ 2）产生动生电动势的非静电力是什么力？,端积累负电荷 端积累正电荷,非静电场强：,讨
3、论：,导线不切割磁场线,导线不切割磁场线,或用法拉第定律：,2、动生电动势的计算方法：,（1）定义式计算：,判断 的方向还可以用单位正电荷受力 的方向,（2）法拉第电磁感应定律,补回路,解：由动生电动势定义,电势差：,法拉第电机,解：,例：已知：半圆型导线，在均匀磁场中以直径为轴转动， 求：图中位置时两端的动生电动势,解(一）：取积分路径,解(二）：法拉第定律,补上直径，构成半圆线圈,线圈转动时，穿过线圈的磁通量在变化,图示位置：,可以用正电荷受力的方法判断 的方向,0,=0,*ab向上运动：,0,交变电动势,法拉第电磁感应定律,四、感生电场和感生电动势,产生感应电动势的非静电力是什么？,2、
4、 麦克斯韦假定,变化磁场能在其周围激发电场-感生电场；这种感生电场的电场力推动导体中的电子运动-感生电动势（感生电流）,3、感生电动势的定义,当空间无闭合回路时，没有 但有,麦克斯韦假定比法拉第定律要高级些,解释了感生电动势产生的原因,4、 感生电场与变化磁场的关系,由法拉第电磁感应定律,涡旋电场,5、 感生电场与静电场的区别,感生电场,静电场,源：,变化的磁场,静止电荷,性质：,能维持持续的电流和电动势,不能维持持续的电流,解：,感生电动势方向,例12-7、在圆柱形的均匀磁场中，若 ,柱内直导线的长度为L，且距圆心垂直距离为h。 求此直导线 ab上的感生电动势。,L,h,a,b,另解:,如何
5、使电子维持在恒定的 圆形轨道上加速？,条件:Br 随电子动量mv 增加而增加,轨道上的磁感应强度等于轨道 内磁感应强度平均值的一半,B,t,10-310-2s,感 生 电 场 方 向,电子被加速 Fm为向心力,电子被减速,12-3 自感和互感,一、自感应,自感现象的应用：镇流器（有益）； 工业线路中的电机，电磁铁（有害）,2、自感电动势：,讨论：,表明： L 的存在总是阻碍电流的变化，L 是电磁惯性的一种表现。,2).自感系数决定于回路的几何形状、尺寸以及周围介质的磁导率,解：长直密绕螺线管,其中n为单位长度的匝数,例 当有一长直密绕螺线管，长度为l，横截面积为S，线圈的总匝数N，管中介质的磁
6、导率为 ，试求其自感系数。,解：两圆筒之间,单位长度的自感为,二、互感应,实验指出：若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。,2、互感电动势,讨论：1）互感系数和互感电动势都与两回路的几何形状、尺寸，它们的相对位置，以及周围介质的磁导率有关。互感电动势还与线圈电流变化快慢有关。,2）互感系数的大小反映了两个线圈磁场的相互影响程度。,3）互感现象的应用：变压器；感应圈,解（1）设两线圈分别通有电流 I1、I2,完全耦合（无漏磁）即彼此磁场完全穿过,（2）由无限长螺线管的自感系数可知,当完全耦合，且L1=L2=L0时 顺接 L=4L0 反接 L=0,*自感电动势：,*互感电动势,互感系数,12-4 磁 场 的 能 量,一、自感储能:,消耗在R上的能量：,二、磁场的能量,=,磁场所储存的总能量:,磁场的能量密度:,B=H,*电动势：,* 法拉第电磁感应定律,在外磁场中运动的导线内电荷受洛伦兹力作用， 产生动生电动势,变化的磁场,作用于电荷,感生电场,产生感生电动势,*无限长螺线管内部磁感应强度的大小随时间线性变化,电容器储能:,线圈储能:,电场储能,磁场储能,
