1、大学物理电子教案,(电磁感应1),回顾 第 7章,2. 处在磁场中的运动电荷、载流导体（或线圈）、磁铁等都会受到磁场力（或力矩）的作用。,1. 运动的电荷、电流周围存在磁场。,第8章 电磁感应,第1节 法拉第电磁感应定律第2节 动生电动势第3节 感生电动势 感应电场第4节 自感与互感第5节 磁场的能量第6节 麦克斯韦方程组,2. 感应电场、感应电动势的概念及计算。,3. 自感、互感的意义，自感系数、互感系数的计算。,4. 磁场能量和磁场能量密度的概念及计算。,电与磁之间存在着密切的联系,一方面：电流产生磁场 ，磁场对电流有力的作用。,另一方面: 变化的磁场可以产生电场 , 反之亦然。,即：变化
2、的电场、磁场可以 互相激发。,本章重点：,电场,磁场,5. 麦克斯韦方程组,1. 法拉第电磁感应定律, 8-1 法拉第电磁感应定律,1. 电磁感应现象：,产生电磁感应的条件：,感应电流,感应电动势,动画,动画,动画,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化回路中就产生感应电流,10 根据,“磁通 量发生变化”指,20 电磁感应的实质是产生感应电动势,感应电动势分两类:,动生电动势_,感生电动势 _,它们产生的微观机理是不一样的!,的变化。,（不是 H 的变化！）,（1） 感应电动势：,N 匝线圈：,（2）感应电流：,（3）感应电量：,磁通匝（链）数,SI制 k=1,负号表示方向,标量,对一匝线圈：,1
3、. 电磁感应现象：,2. 法拉第电磁感应定律,（4）判断感应电动势 、感应电流的方向： （方向相同）,* 楞次定律 感应电流的方向，总是使自己的磁场阻碍原来磁场的变化。,*右手定则 磁力线穿过手心，拇指指向导体运动方向，四指的指向则为感应电流的方向。,* 法拉第电磁感应定律,负号表示感应电动势的方向 。,动画,（1） 感应电动势（2）感应电流（3）感应电量,演示, 82 动生电动势,1. 特殊情况下动生电动势的计算,B 、v、L 互相垂直时，,电动势大小：,方向:,洛仑兹力：,2. 动生电动势产生的微观机理,电场力：,当洛仑兹力与电场力达到平衡时：,理论解释与实验结果（法拉第电磁感应定律）一致
4、。,10 感生电动势不能用洛仑兹力解释,得到启发：,“非静电场强”,20 由,有一个“非静电场”存在,3. 一般情况下动生电动势的计算,电源电动势的定义：,把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极，非静电力所作的功。,20 问： 洛仑兹力如何作功？,10当,动画,电子同时参与两个方向的运动：,方向，随导体运动；,方向，电子沿导线运动。,总洛仑兹力：,b,f1,f2,u,V,F,总洛仑兹力不作功,即：,显然：,f1作正功，即非静电力Ek作功。,f2作负功,要使棒 ab 保持v 运动，则必有外力作功：,即：,20 问： 洛仑兹力如何作功？,例1. 金属杆 长 在匀强磁场 中以角速度 反时针绕点转动，
5、求杆中感应电动势的大小、方向。,解法一：,方向：,解法二：任意时刻通过扇形截面的磁通量:,根据法拉第电磁感应定律,举一反三：,半径为 L 的金属圆盘以 转动,以下各种情况中求,方向,棒两端的电势差:,解法一,解法二,例2. 均匀磁场与导体回路 法线 的夹角为 磁感应强度 随时间线性 增加边长 以速度向右滑动。,求任意 时刻感应电动势的大小和方向。,与绕行方向相反,解：设任意时刻穿过回路的磁通量为,正是外界克服阻力作功，将其它形式的能量转换成回路中的电能,N,S,注意： 楞次定律中“阻碍”两个字和法拉第电磁感应定律中的“负号”，说明了电磁现象中的能量转换与守恒定律的正确，也表示了电磁“永动机”是不可能的。,问：若没有负号或不是“阻碍”将是什么情形？,N,S,电磁永动机,事实上，不可能存在这种使电流无止境增长的能源。,过程将自动进行，磁铁动能增 加的同时，感应电流急剧增加， 而i，又导致 i （不需外界提供任何能量）,本次作业,7T19、T20,8T1、T2,
