《大学物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章 电磁感应

第十章， 电磁感应 §10-1 电琳感应定律 §10-2 动生电动势与感生电动势 810-3、 电子感应加速器： 涡电流 510-4 自感应与互感应 §10- 场能量 兹悬浮列 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 1 第十章 电磁感应 §10-1 电磁感应定律 §10-2 动生电动势与感生电动势 §10-3 电子感应加速器 涡电流 §10-4 自感应与互感应 §10-5 磁场能量 磁悬浮列车 首 页 上 页 下 页 退 出

前面所讨论的都是不随时间变化的稳恒场 静止电荷一一激发静电场 即 稳恒电流一一激发稳恒磁场，稳恒电场 我们现将研究随时间变化的磁场，电场，以进 一步揭示电与磁的联系。 注意区分 稳恒一一 不随时间变化， 均匀一 不随位置变化， 非稳恒-场量是时间的函数 非均匀一场量是位置的函数 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 2 前面所讨论的都是不随时间变化的稳恒场    稳恒电流－－激发稳恒磁场，稳恒电场 静止电荷－－激发静电场 即 我们现将研究随时间变化的磁场，电场，以进 一步揭示电与磁的联系。    均匀－－ 不随位置变化， 稳恒－－ 不随时间变化， 注意区分    − 非均匀－场量是位置的函数 非稳恒 场量是时间的函数

§10-1电磁感应定律 10.1.1法拉第电磁感应定律 1、电磁感应现象： 两种情况 回路某一部分相对磁场运 回路静止而磁场变化 动或回路发生形变使回路 使回路中磁通量变化 中磁通量变化而产生电流 而产生电流 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 3 §10-1 电磁感应定律 10.1.1 法拉第电磁感应定律 1、电磁感应现象： N S v 回路某一部分相对磁场运 动或回路发生形变使回路 中磁通量变化而产生电流 回路静止而磁场变化 使回路中磁通量变化 而产生电流 两种情况： N S

2、法拉第电磁感应定律 (1)感应电动势的概念 ①从全电路欧姆定律出发—电路中有电流就必定 有电动势，故感应电流应源于感应电动势。 ②从电磁感应本身来说：电磁感应直接激励的是感 应电动势。 如何定量计算感应电动势的大小？ 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 4 2、法拉第电磁感应定律 (１）感应电动势的概念 ①从全电路欧姆定律出发——电路中有电流就必定 有电动势，故感应电流应源于感应电动势。 ②从电磁感应本身来说：电磁感应直接激励的是感 应电动势。 如何定量计算感应电动势的大小？

(2)法拉第电磁感应定律 不论何种原因使通过回路面积的磁通量发 生变化时，回路中产生的感应电动势的大小 与磁通量对时间的变化率成正比。即 &-Kd 法拉第， ①在SI制中 K=1 ②式中的负号是楞次定律的数学表示 ③若为N匝线圈，则&=-N dΨ dt dt 式中Ψ=WΦ称作磁通匝链数，简称磁链。 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 5 不论何种原因使通过回路面积的磁通量发 生变化时，回路中产生的感应电动势的大小 与磁通量对时间的变化率成正比。即 d K dt   = − (２）法拉第电磁感应定律 ③若为N 匝线圈，则 d d N dt dt    = − = − ①在SI制中 K=1 ②式中的负号是楞次定律的数学表示 式中  = N 称作磁通匝链数，简称磁链

(3)磁通计 如果闭合回路为纯电阻R时，则回路中的感应电流为 那么1~？时间内通过导线上任一截面的感应电量大 小为 g-心w-元w-） 式中①，①，是，2时刻回路中的磁通。 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 6 (3）磁通计 1 d I R R dt   = = − 那么t1 ～ t2 时间内通过导线上任一截面的感应电量大 小为 2 2 1 1 1 2 1 1 d ( ) t t q Idt R R   = = −  =  −    如果闭合回路为纯电阻R 时，则回路中的感应电流为 式中 是t1 , t   1 2 ， 2 时刻回路中的磁通

上式说明，在一段时间内，通过导线截面的电量 与这段时间内导线所围磁通的增量成正比。 火：如果能测出导线中的感应电量，且回路中的电 阻为已知时，那么由上面公式，即可算出回路所围 面积内的磁通的变化量一 磁通计就是根据这个原 理设计的。 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 7 ＊：如果能测出导线中的感应电量，且回路中的电 阻为已知时，那么由上面公式，即可算出回路所围 面积内的磁通的变化量——磁通计就是根据这个原 理设计的。 上式说明，在一段时间内，通过导线截面的电量 与这段时间内导线所围磁通的增量成正比

10.1.2楞次定律 1、定律内容： 闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使得这 感应电流在回路中所产生的磁通去补偿（或反抗) 引起感应电流的磁通的变化。 *:注意其“补偿”的是磁通的变化，而不是磁通 本身。 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 8 10.1.2 楞次定律 *：注意其“补偿”的是磁通的变化，而不是磁通 本身。 １、定律内容： 闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使得这 感应电流在回路中所产生的磁通去补偿（或反抗） 引起感应电流的磁通的变化

2、感应电流方向的判断 确定外磁场方向→分析磁通量的增减△→ 运用“反抗磁通量的变化”判断感应电流磁场的 方向→运用右手缧旋法则确定感应电流方向（即 感应电动势方向)。 3、楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的 具体体现。 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 9 2、感应电流方向的判断 3、楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的 具体体现。 确定外磁场方向→分析磁通量的增减△ m→ 运用“反抗磁通量的变化”判断感应电流磁场的 方向→运用右手缧旋法则确定感应电流方向（即 感应电动势方向）。 N S v  原 感 S N

例10.2一根无限长的直导线载 有交流电流i=losin ot.旁边有一 共面矩形线圈abcd,如图10.3所 d 示.ab=l1,bc=2,b与直导线平 行且相距为d求：线圈中的感应 xx+dx 电动势 图10.3 矩形线圈中的 感应电动势 解取矩形线圈沿顺时针abcd方 向为回路正绕向，则 8w-广- 2π 首页上页下页退出

首 页 上 页 下 页 退 出 10 例10.2 一根无限长的直导线载 有交流电流i＝I0 sin ωt.旁边有一 共面矩形线圈abcd，如图10.3所 示.ab＝l 1，bc＝l 2，ab与直导线平 行且相距为d.求：线圈中的感应 电动势. 图10.3 矩形线圈中的 感应电动势 解 取矩形线圈沿顺时针abcda方 向为回路正绕向，则 2 0 0 1 2 1 ln 2 2 d l S d i il d l B dS l dx x d     + +  =  = =  