大学物理ii-11-1电磁感应定律

第十一章电磁感应与电磁场,2.掌握计算感应电动势的基本方法。,1.理解电动势的概念，掌握法拉第电磁感应定律,学习要求,11.1电磁感应的基本规律,电流,磁场,1831年法拉第,法拉第1791年9月22日生在一个手工工人家庭，家里人没有特别的文化，而且颇为贫穷。法拉第的父亲是一个铁匠。法拉第小时候受到的学校教育是很差的。十三岁时，他就到一家装订和出售书籍兼营,文具生意的铺子里当了学徒。但与众不同的是他除了装订书籍外，还经常阅读它们。他的老板也鼓励他，有一位顾客还送给了他一些听伦敦皇家学院讲演的听讲证。1812年冬季一天，他来到了伦敦皇家学院，他要求和著名的院长戴维见面谈话。作为自荐书，他带来了一本簿子，里面是他听戴维讲演时记下的笔记。这本簿子装订得整齐美观，这位青年给戴维留下了很好的印象。戴维正好缺少一位助手，不久他就雇用了这位申请者。当上了戴维的助手后，不久他就成为皇家学院的一员。,法拉第（MichaelFaraday,17911867）,一、电磁感应现象,实验一,实验二,从这个实验可归纳出：相对运动本身不是线圈产生电流的原因，应归结为线圈所在处磁场的变化使线圈中产生电流。,这种看法是否全面，请看实验三:,试验三,试验一,金属杆无论朝哪个方向滑动，回路所在处的磁场并没有变化，但金属框所围的面积发生了变化，结果也产生电流。,当通过一个导体回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。这种现象称为电磁感应现象。,综合以上实验，可以看到一个共同的事实：,回路中所出现的电流叫做感应电流。,在回路中出现电流，表明回路中有电动势存在。这种在回路中由于磁通量的变化而引起的电动势，叫做感应电动势。,二、楞次定律(判断感应电流方向),感应电流产生的效果，反抗产生感应电流的原因,闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）.,导线运动,感应电流,磁通量变化,感应电流,楞次定律是能量守恒定律的必然结果。,维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培力做功转化为电能.,若违背楞次定律,?,则不需外力作功，导线便会自动运动下去，从而不断获得电能。这显然违背能量守恒定律。,永动机？,判断感应电流的方向：,1、判明穿过闭合回路的原磁场的方向；,2、根据原磁通量的变化,按照楞次定律确定“感应磁场”的方向；,3、按右手螺旋法则由“感应磁场”的方向来确定感应电流的方向。,增反减同,三、法拉第电磁感应定律,回路中产生的感应电动势与通过回路的磁通量对时间的变化率的负值成正比。,对法拉第电磁感应定律的讨论,称为磁通匝数或磁链,磁强计,11.1.3感应电流和感应电量,11.1.4感应电动势的计算,1.根据题意确定回路;,2.计算穿过回路的磁通量;,3.根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小;,4.利用楞次定律判断电动势的方向.,例1:交流发电机的原理。交流发电机及其输变电系统是由N.特斯拉和G.威斯汀豪斯于1893年研制完成的。,长江三峡水电站的大坝坝顶总长3035米，总库容393108m3，共装26台单机容量为70万kW的发电机组。,在匀强磁场中,置有面积为S的可绕轴转动的N匝线圈.若线圈以角速度作匀速转动.求线圈中的感应电动势.,解,设时,与同向,则,令,则,交流电,END,解:,感应电流的方向是变化的。,例3:,求杆ab中感应电动势的大小与方向。,解,构造回路aaba,回转方向为顺时针方向。,由于整个回路的电动势就是ab段的电动势，故以上结果即为所求。,感应电动势的方向为ab方向。,例4:如图所示，在马蹄形磁铁的中间A点处放置一半径r=1cm、匝数N=10匝、电阻R=10的小线圈，且线圈平面法线平行于A点的磁感应强度。今将此线