西安石油大学理学院：《大学物理I University Physics I》课程资源（PPT教学课件）第三部分 电磁学 第12章 电磁感应与电磁场

电磁学 第12章 电旅感应

电磁学 第12章 电磁感应

第12章 电磁感应与电磁场 第1节电磁感应的基本规律 第2节动生电动势与感生电动势 第3节互感与自感 第4节磁能 第5节麦克斯韦电磁理论简介

第12章 电磁感应与电磁场 第1节 电磁感应的基本规律 第2节 动生电动势与感生电动势 第3节 互感与自感 第4节 磁能 第5节 麦克斯韦电磁理论简介

第1节 电磁感应的基本规律 一、电磁感应 1.电源电动势 提供非静电力的装置一电源 A一将q从负极移到正极F非做的功 则电源的电动势为￡=4 ■■■ ■■■ ■ 9 从场的观点： 非 ◆ 引入一等效非静电场的强度 : ■ ■ ◆ q 电源的电动势 :&=E非dd 或 6=∮E非di

1. 电源电动势    E  F非  Fe  +Q Q + + + + + + +        i 提供非静电力的装置——电源 A —将q从负极移到正极F非做的功 则电源的电动势为 A q   从场的观点： 引入—等效非静电场的强度 F E q    非 非 电源的电动势：  E dl        非 d L   E  l    或 非 第1节 电磁感应的基本规律 一、电磁感应

2.问题的提出 奥斯特 电的磁效应（电生磁) (对称性) 法拉第 磁的电效应（磁生电） 电磁感应

奥斯特 磁的电效应 （电生磁） 法拉第 （磁生电） (对称性) ？ 电磁感应 电的磁效应 2.问题的提出

3.电磁感应现象

3.电磁感应现象

二、法拉第电磁感应定律 1.电磁感应定律 电磁感应的实质是产生感应电动势 6i= dB →法拉第电磁感应定律 dt 其中为回路中的感应电动势 回路中的感应电流 1= =-1dΦB R R dt 6为回路中载流子提供能量！ 注：以下Φ简写为Φ！

d d B i t     i为回路中载流子提供能量！ 电磁感应的实质是产生感应电动势 d d i 1 B Ii R R t      二、法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律 其中i为回路中的感应电动势 1. 电磁感应定律 回路中的感应电流 注: 以下B简写为 !

说明 8i= dΦ dt (1)任一回路中 Φ=∫B.dS=∫Bcos0dS (2) “_”表示感应电动势的方向，和Φ都是标量， 方向只是相对回路的绕行方向而言

（1）任一回路中  B dS        BcosdS （2）“–”表示感应电动势的方向, i和都是标量， 方向只是相对回路的绕行方向而言。 d d i t   说明  

n Φ=BcosdS B B c0s8>0 c0s0>0 Φ>0 ,Φ>0 ④↑ ↓ >0→60顺绕向 dΦ df n dt n B B c0sθ80顺绕向 d dt dt >0→6：<0逆绕向

n  B L n  B L n  B L n  B L   Bcos dS  i  cos 0 d d i t     i  cos  0 i  cos  0       cos  0   i  d d 0 t   0 i   d d 0 t   0 i     0  0  0   0 d d 0 t   0 i   d d 0 t   0 i   逆绕向 顺绕向 顺绕向 逆绕向

(3)感应电动势的方向可直接用楞次定理判断 1834年楞次提出判断感应电流的方法： 感应电流的效果， 激发磁场通量 总是反抗引起感应电流的原因。 磁通量的变化 例如： B B Ei dΦ>0 dΦ <0 dt dr 顺时针方向 逆时针方向

感应电流的效果, 总是反抗引起感应电流的原因。 顺时针方向 逆时针方向 （3） 感应电动势的方向可直接用楞次定理判断 B  n  d d 0 t   B  n  d d 0 t   例如: L L 1834年楞次提出判断感应电流的方法:  i  i 激发磁场通量 磁通量的变化

楞次定律中“反抗”与法拉第定律中“_”号对应 确定了电磁“永动机”是不可能的！ 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。 若不是反抗会发生什么？ 过程将自动进行，磁铁动能 增加的同时，感应电流急剧增 加，而计，又导致Φ个一→许… 而不须外界提供任何能量 龟磁永动机 自然界不可能有这种能产生 如此永无境止电流增长的能源

注 确定了电磁“永动机” 是不可能的! 正是外界克服阻力作功， 将其它形式的能量转换成 S N 回路中的电能。 楞次定律中“反抗”与法拉第定律中“–”号对应 i 若不是反抗会发生什么？ N S i 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↑… 而不须外界提供任何能量。 自然界不可能有这种能产生 如此永无境止电流增长的能源。 N S N S 电磁永动机 v v