Chapter 12 Electromagnetic Induction 第十二章电磁感应
第十二章 电磁感应 Chapter 12 Electromagnetic Induction
8 12-1 Nonelectrostatic Force Source Electromotive force非静电力电源电动势 8 12-2 Faraday's Law of Induction 电磁感应定律 8 12-3 Motional Electromotive Force 动生电动势 812-4 Induced Electric Field 感生电动势涡旋电场 8 12-5 Self-induction Mutual-induction 自感和互感 §126 Energy of the Magnetic Field磁场的能量
§ 12-1 Nonelectrostatic Force Source & Electromotive Force 非静电力 电源 电动势 § 12-2 Faraday’s Law of Induction 电磁感应定律 § 12-3 Motional Electromotive Force 动生电动势 § 12-4 Induced Electric Field 感生电动势 涡旋电场 § 12-5 Self-induction & Mutual-induction 自感和互感 § 12-6 Energy of the Magnetic Field 磁场的能量
教学要求 1.掌握用法拉第定律计算感生电动势及判断方向 2.理解感生电动势和动生电动势的产生原因; 3.理解涡旋电场与静电场的区别; 4.了解自感与互感,能计算简单回路的L,M; 5.能计算简单磁场的磁能Wn
1. 掌握用法拉第定律计算感生电动势及判断方向； 2. 理解感生电动势和动生电动势的产生原因； 3. 理解涡旋电场与静电场的区别； 4. 了解自感与互感，能计算简单回路的L，M； 5. 能计算简单磁场的磁能Wm。 教学要求
Introduction Michael Faraday:1791-1867,英国物理学家、 化学家,1831发现电磁感应定律,1834年发现 电解定律,提出电场和磁场概念,还提出:电 介质、电解质、离子、阴离子、阳离子、力线 阳极、阴极、电极、抗磁、顺磁… P 图26-0法拉第正在讲演 图265法拉第在戴维的实验室当小工
Michael Faraday: 1791-1867,英国物理学家、 化学家，1831发现电磁感应定律，1834年发现 电解定律，提出电场和磁场概念，还提出：电 介质、电解质、离子、阴离子、阳离子、力线、 阳极、阴极、电极、抗磁、顺磁……. Introduction
Lenz:1804-1865,俄籍德国 物理学家,1833年总结出 lenz law,它表明电磁现象 也同样遵守能量转换和守恒 定律。 Joseph Henry: 1797-1878 美国物理学家,先于 Faraday发现电磁感应定律, 只是没有及时发表,发现自 感现象
Lenz:1804-1865，俄籍德国 物理学家，1833年总结出 lenz law，它表明电磁现象 也同样遵守能量转换和守恒 定律。 Joseph Henry:1797-1878, 美国物理学家 ， 先 于 Faraday发现电磁感应定律， 只是没有及时发表，发现自 感现象
812-1 Nonelectrostatic Force Source Electromotive force 非静电力电源电动 1. Nonelectrostatic force非静电力 B 图中,A,B为电容器极板, 开始时,LA>,在电场力 作用下,正电荷从A板经导线 到了B板与负电荷中和,极板 上的电荷减少,电势差减小, 很快达V=0,瞬间电流停止。 R 结论:单靠静电力不能维持 稳恒电流
§12-1 Nonelectrostatic Force Source & Electromotive Force 非静电力 电源 电动 1. Nonelectrostatic Force非静电力 图中，A，B 为电容器极板， 开始时， ，在电场力 作用下，正电荷从A板经导线 到了B板与负电荷中和，极板 上的电荷减少，电势差减小， 很快达 V=0，瞬间电流停止。 结论：单靠静电力不能维持 稳恒电流。 VA VB R A B
为了维持电流,必须使到B板的正电荷经另一路 径回到A极,但静电力是阻止正电荷从低电势运动 到高电势。 B B R R 电源的作用:提供非静电 Nonelectrostatic field 力F非把正电荷从低电势的B 极沿电源内部移到高电势的AE=24 极,从而维持两极电势差
为了维持电流，必须使到B板的正电荷经另一路 径回到A极，但静电力是阻止正电荷从低电势运动 到高电势。 R A B R A B F非 电源的作用：提供非静电 力 把正电荷从低电势的B 极沿电源内部移到高电势的A 极，从而维持两极电势差。 F非 Nonelectrostatic Field q F E 非 非 =
FIGURE 18-2 Alessandro Volta. In this portrait, Volta exhibits his battery to Napoleon in 1801 FIGURE 18-3 Two types of voltaic battery: (a) a pile: (b)a crown of cups. Z stands for zinc and A for silver(argentum in Latin), Taken from Voltas original publication (a)
2. Electromotive force电动势 把单位正电荷经电源内部绕行闭合回路一周时非静 电力所作的功定义为电源的电动势 E=EL dI 电源内8,0E非·d 电动势为标量,把电源内部电势升高的方向规定为 电动势的方向(即从负极经电源内部指向正极的方 向)
2. Electromotive Force 电动势 把单位正电荷经电源内部绕行闭合回路一周时非静 电力所作的功定义为电源的电动势 = l E l 非 d R A B F非 → = 电 源 内 （ ） 非 B A E l d 电动势为标量，把电源内部电势升高的方向规定为 电动势的方向（即从负极经电源内部指向正极的方 向）
8 12-2 Faraday's Law of Induction 电磁感应定律 1. Induction phenomena电磁感应现象 In18318.29 Faraday used the following apparatus(仪器) to find the electromagnetic induction: Galvanometer Iron Switch Battery X Induced EMF
§12-2 Faraday’s Law of Induction 电磁感应定律 1. Induction phenomena 电磁感应现象 In 1831.8.29 Faraday used the following apparatus( 仪 器 ） to find the electromagnetic induction: