ch12-1电磁感应定律-2动生感生电动势课件

1、库仑（17361806）奥斯特（17771851）ch12第十二章 电磁感应12-1 电磁感应定律一、电磁学的发展静电磁场电流1820奥斯特（电生磁）法拉第电磁感应（磁生电）技术上立即诞生了电流计和电磁铁;理论上连通了电和磁发电机麦克斯韦电磁理论现代信息技术大发展安培（17751836）法拉第（17911867）楞次（18041865） 麦克斯韦（18311879）（库仑）安培库仑（17361806）奥斯特（17771851）ch1ch12二、法拉第电磁感应定律1.基本实验现象运动的磁铁产生电流运动的线圈产生电流变化的电流产生电流运动的导线产生电流结论：通过一个闭合回路所包围的面积的磁通量发生

2、变化时，回路中就有感应电流或感应电动势产生，这种现象称为电磁感应现象。感应电流感应电动势ch12二、法拉第电磁感应定律1.基本实验现象运动的磁铁产生ch122.法拉第电磁感应定律内容：导体回路中感应电动势 的大小，与穿过导体回路的磁通量的变化率d/dt 成正比 单位：V 或Wb/S若增加d/dt 0 0若减小d/dt 0若增加d/dt 0若减小d/dt 0 0负号表示感应电动势总是反抗磁通的变化关于 的正负ch122.法拉第电磁感应定律内容：导体回路中感应电动势 ch123.讨论磁通匝链数或磁链若每匝磁通量相同有关感应电流对于多匝回路ch123.讨论磁通匝链数或磁链若每匝磁通量相同有关感应电c

3、h12三、楞次定律两种表述： 闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场阻止引起感应电流的磁通量的变化(增大或减小)。 感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。当导体在磁场中运动时，导体中由于出现感应电流而受到的磁场力（安培力）必然阻碍此导体的运动。AV（F外）IF安培N SIch12三、楞次定律两种表述：当导体在磁场中运动时，导体中由ch12 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。 能量守恒定律要求感应电动势的方向服从楞次定律AV（F外）IF安培N SIvFS Nch12 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。12-2 动生电动势和感生电动势ch12引起磁通

4、量变化的原因有两种：1磁场不变，回路全部或局部在稳恒磁场中运动动生电动势2回路不动，磁场随时间变化感生电动势当上述两种情况同时存在时，则同时存在动生电动势与感生电动势。12-2 动生电动势和感生电动势ch12引起磁通量变化的原ch12一、动生电动势abcdvIlB1. 动生电动势公式v动生电动势FvB洛伦兹（分）力电动势非静电力ch12一、动生电动势abcdvIlB1. 动生电动势公式vch122.动生电动势产生过程中的能量转换电流产生的焦耳热从何而来？vFvuv+uFuFv+u洛伦兹力不作功Fv（非静电力）对电子做正功（电能）Fu宏观上表现为安培力，反抗外力做功外力作功洛伦兹力不提供能量，只

5、是传递能量ch122.动生电动势产生过程中的能量转换电流产生的焦耳热从ch124.动生电动势的计算 闭合导体回路 不闭合导体回路也可假想一条曲线与不闭合导体组成闭合回路，运用法拉第定律求解ch124.动生电动势的计算 闭合导体回路 不闭合导体回路也ch12例题12.2在均匀恒定磁场B中，一根长为L的导体棒ab，在垂直于磁场的平面内绕其一端作匀速转动，角速度为. 试求这导体棒两端的电势差Uab . 解法一：v解法二：假想一条曲线与不闭合导体组成闭合回路，运用法拉第定律求解ch12例题12.2在均匀恒定磁场B中，一根长为L的导体ch12补充例题法拉第电机，设铜盘的半径为 R，角速度为。求盘上沿半径

6、方向产生的电动势AB法拉第电机可视为无数铜棒一端在圆心，另一端在圆周上，即为并联，因此其电动势类似于一根铜棒绕其一端旋转产生的电动势OARO法拉第圆盘发电机虽然简单，有人说它像一只简陋可笑的儿童玩具，产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光。但这是世界上第一台发电机，是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。后来，人们在此基础上，将蹄形永久磁铁改为能产生强大磁场的电磁铁，用多股导线绕制的线框代替紫铜圆盘，电刷也进行了改进，就制成了功率较大的可供实用的发电机。目前，即使功率为100万千瓦的特大发电机，也是根据法拉第圆盘发电机的基本原理电磁感应制成的。ch12补充例题法拉第电机，设铜盘的半径为 R，角

7、速度为ch12例题12.3交流发电机的基本原理两种计算方法机械能 电能ch12例题12.3交流发电机的基本原理两种计算方法机械ch12三峡电站是世界最大的水电站，设计安装26台70万千瓦水轮发电机组。其中，左岸电站14台机组，均已投产发电；右岸电站12台机组中有8台全国产化机组。已于2008年10月30日正式并网发电。ch12三峡电站是世界最大的水电站，设计安装26台70万千瓦ch12三峡左岸电站9号水轮发电机组（70万千瓦）转轮 水轮机总重3350吨，发电机总重3800吨，整个机组累加重量为7150吨。ch12三峡左岸电站9号水轮发电机组（70万千瓦）转轮 水轮ch12二、感生电动势N SI

8、由于磁场的变化而在回路中产生的感应电动势称为感生电动势非静电力？1.感生电场（Maxwell）变化的磁场在其周围空间激发的一种能够产生感生电动势的电场，这种电场叫做感生电场Er，或涡旋电场。感生电动势非静电力K 感生电场Er感生电场、感生电动势、感生电流方向一致ch12二、感生电动势N SI由于磁场的变化而在回ch122.感生电场Er与库仑电场Ec对电荷都有作用力若有导体存在都能形成电流涡旋电场不是由电荷激发，而是由变化磁场激发的涡旋电场电场线不是有头有尾，是闭合曲线相同处：不相同处：电场概念推广:对电荷（无论静止或运动）有作用的场都是电场N SIch122.感生电场Er与库仑电场Ec对电荷都

9、有作用力若有导ch123.电磁感应定律的普遍形式4.感生电动势、感生电场的计算ch123.电磁感应定律的普遍形式4.感生电动势、感生电场的ch12例题12.4半径为R的圆柱形空间分布着均匀磁场，磁感应强度B随时间以恒定速率dB/dt变化，试求感生电场的分布。 根据磁场分布的轴对称性和感生电场的电场线呈闭合曲线特点，可知回路上感生电场的电场线处在垂直于轴线的平面内，它们是以轴为圆心的一系列同心圆，同一圆上任一点的感生电场的Ek大小相等，并且方向必然与回路相切 选取回路的正方向 判断感生电场的方向ch12例题12.4半径为R的圆柱形空间分布着均匀磁场，ch12例题12.5电子感应加速器的基本原理原

10、理：在电磁铁的两磁极间放一个真空室，电磁铁是由交流电来激磁的。 当磁场发生变化时，两极间任意闭合回路的磁通发生变化，激起感生电场，电子在感生电场的作用下被加速，电子在Lorentz力作用下将在环形室内沿圆周轨道运动。科斯特ch12例题12.5电子感应加速器的基本原理原理：在电磁例题12.1涡电流的产生和应用 ch12处在变化磁场中(或相对于磁场运动)的大块导体内部，所产生的感应电流的流线呈闭合的涡旋状，称为涡电流或涡流。 金属板高频电磁炉温度高，易于控制，无接触加热避免氧化和玷污例题12.1涡电流的产生和应用 ch12处在变化磁场中(ch12电磁炉电磁阻尼根据楞次定律，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因的，因此，铝片的摆动会受到阻力而迅速停止 ch12电磁炉电磁阻尼根据楞次定律，感应电流的效果总是反抗引ch12涡流的防止交流电流交