《大学基础物理》课程教学课件（PPT讲稿）第十一章 电磁感应

第十一章电磁感应

第十一章 电磁感应

S电磁感应11-1前面我们已经讨论了静电场（场源电荷相对静正）和恒定磁场（场源电荷保持匀速运动）这两种特殊的电磁场。在这些情况下，电场和磁场相对独立，恒定不变，可以分别研究.本章我们研究变化中的电场和磁场

前面我们已经讨论了静电场(场源电荷相对 静止)和恒定磁场(场源电荷保持匀速运动) 这两种特殊的电磁场。在这些情况下,电场 和磁场相对独立,恒定不变,可以分别研究.本 章我们研究变化中的电场和磁场。 § 11-1 电磁感应

法拉第电磁感应定律11-1-11831年8月29日Faraday成功做了第一个电磁感应实验接针MichaelFaraday(1791-1867)wasoneof10childrenofablacksmithinLondon.Asayoungster,withlittleformal education,Michael wasapprenticed to a bookbinder.But helongedtoentertheserviceofScience"and ultimately became oneofthe greatest experimentalists ofalltime

1831年8月29日 Faraday成功做了 第一个电磁感应实验。 11-1-1 法拉第电磁感应定律

电磁感应现象(a）插入或投出盘棒00000回路Ⅱ回路I(c)导我切割感应线的送动6）接通或断开初级线国的电流

电磁感应现象

法拉第电磁感应定律ddm1)电动势的大小：8=dt2)电动势的方向：由楞次定律来判断S1外力作功转化为G感应电流的能量楞次定律：闭合回路中感应电流的方向总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流的磁通量的变化

法拉第电磁感应定律 1)电动势的大小: t m d d  = − 2)电动势的方向: 由楞次定律来判断 G S N 外力作功转化为 感应电流的能量 楞次定律：闭合回路中感应电流的方向总是使它产 生的磁场去阻碍引起感应电流的磁通量的变化

负号“－”的讨论：domC=确定电动势方向的步骤：dt1.选定回路L绕行方向，成右手螺旋的环路面积法向确定为n的方向，以此为基准;2. 确定Φ,的正负;BB与n夹锐角，Φ>0 n夹钝角，Φ0,Φ>0dtE0.8的方向与L绕行方向相同：&<0, ε的方向与L绕行方向相反

❑ 确定电动势方向的步骤： 负号“－”的讨论：——如何确定正、负号？ 1. 选定回路L绕行方向，成右手螺旋的环路面积 法向确定为n 的方向，以此为基准； 2. 确定 Φm 的正负； 3. 确定 t 的正负； Φm d d 4. 确定  的正负，(详见下页） ε  0 ， ε 的方向与L 绕行方向相同； ε  0， ε的方向与L 绕行方向相反。 t Φm ε d d = − ▪ B 与 夹锐角，  n  Φ 0 B  n  ▪ 与 夹钝角， Φ 0 L B  n  ε Φ > 0 ，dΦ > 0 ε < 0 ， ε 与L 反向

>o0Φ>0,dΦ0，与同向EO，与L反向8BB(c)Φ0(d)>0，与同向<O，与反向

电动势方向的确定 L B  n  ε (a) Φ > 0 ，dΦ > 0 ε 0 ，dΦ 0 ， ε 与L 同向 L B  n  ε (c) Φ 0 ， ε 与L 同向 L B  n  ε (d) Φ 0 ε < 0 ， ε 与L 反向

【结论】:d@8与1．对任意选定的环路方向，的符号恒相反；dtd@决定；2.ε的大小和方向与Φ无关，只由dtP21 dΦ18Idt-dΦq:qRRRdtRd1ddΦm的变化率，即变化的快慢决定8的值;3.dt△@=Φ-Φ 一一Φm的变化量，即变化量决定q的值（q是流过的电量）

【结论】： 1. 对任意选定的环路方向， ε 与 t 的符号恒相反； Φ d d 2. ε 的大小和方向与 无关，只由 t 决定； Φ d d Φ ( ) 2 2 1 1 1 2 1 d 1 1 d -d d t Φ t Φ Φ q I t I q Φ Φ Φ R R t R R  = = = − = = −   3. t —— 的变化率，即变化的快慢决定 的值； Φ d d Φm ε Φ=Φ2 −Φ1 ——Φm 的变化量，即变化量决定q的值。 （ q 是流过的电量）

例（1）在匀强磁场B中，导线以速度向右移动。(2)B= B,sinot，导线不动。(3)B = B, sin ot，导线以速度向右移动-BadOCO?ddΦ重要！8=dt

v I I l c d a b B  例（1）在匀强磁场 中，导线以速度v 向右移动。 （2） , 导线不动。 （3） ，导线以速度v 向右移动. B B sint = 0 B B sint = 0 B  dt d  = − L 重要！

例：一无限长直导线通有电流I=I.e-一矩形导体线圈与长直导线共面放置，其长边与导线平行，如图所示.试求矩形线圈中的感应电动势的大小与方向。解：B= μo1 / (2元r)磁场随时间变化，且不均匀。dΦ= B·dS = Bldr0bouolldrD：2元2元1a磁通量随d@b dl时间减少b1uoMlInnP82元dt2元adta感应电流方向为顺时针方向

例：一无限长直导线通有电流 。一矩形导体线 圈与长直导线共面放置, 其长边与导线平行, 如图所 示. 试求矩形线圈中的感应电动势的大小与方向。 t I I e − = 0 a b l I dΦ= Bd S = Bl dr   B I /(2πr) = 0 a I l b l r r I b a ln 2 d 2 0 0     = =   解： t I a l b t Φ i d d ln d 2 d 0  = − = −   t e a l I b −  = ln 2 0 0 感应电流方向为顺时针方向。 磁场随时间变化，且不均匀。 × 磁通量随 时间减少 dr