高二物理竞赛电磁感应课件

电磁感应第17章电磁感应17.1电磁感应定律17.2动生电动势17.3感生电动势和感应电场17.5互感应（自学）17.4自感应17.6磁场的能量17.7麦克斯韦方程组17.0电动势电源、非静电力+–如图，在导体中有稳恒电流流动就不能单靠静电场，必须有非静电力把正电荷从负极板搬到正极板才能在导体两端维持有稳恒的电势差，在导体中才有稳恒的电场及稳恒的电流。

提供非静电力的装置就是电源，如化学电池、硅（硒）太阳能电池，发电机等。实际上电源是把其它形式的能量转换为电能的装置。静电力欲使正电荷从高电位到低电位。非静电力欲使正电荷从低电位到高电位。静电场不可能提供电路中消耗的能量（电荷绕回路一周电场力做的功为零）17.0电动势电动势

定义:描述电源非静电力作功能力大小的量，就是电源电动势。电源内部电流从负极板到正极板叫内电路。电源外部电流从正极板到负极板叫外电路。+–把单位正电荷从负极板经内电路搬至正极板，电源非静电力做的功。为了便于计算，规定的方向由负极板经内电路指向正极板，即正电荷运动的方向（电流的方向！）。+–单位：焦耳/库仑=（伏特）越大表示电源将其它形式能量转换为电能的本领越大。其大小与电源结构有关，与外电路无关。电动势内电路非静电力因为电源外部没有非静电力，所以可写为：一.电磁感应现象感应电流与N-S的极性、速度有关与有无磁介质、速度、电源极性有关与有无磁介质、开关速度、电源极性有关17.1电磁感应定律实验表明：穿过导体回路的磁通量发生变化时，在回路中产生感应电流，此现象叫做电磁感应。感应电流与的大小、方向，及截面积变化大小有关。感应电流与的大小、方向，及线圈转动角速度大小方向有关。共同因素：穿过导体回路的磁通量发生变化。二.电磁感应定律法拉第电磁感应定律

其中为回路中的感应电动势（为回路中载流子提供能量）在上述诸种现象中，回路中的感应电流也是一种带电粒子的定向运动，但这里的定向运动并不是静电场力作用于带电粒子而形成的。因为在电磁感应的实验中并没有静止的电荷作为静电场的场源，感应电流应该是回路中的一种非静电力对带电粒子作用的结果。我们也用电动势来描述这种非静电力。换一种说法就是：当穿过导体回路的磁通量发生变化时，在回路中产生了电动势，此电动势即为感应电流产生的原因。“集总”、“分布”1）任一回路中：其中B,,S有一个量发生变化,回路中就有存在。2）“–”表示感应电动势的方向，和都是标量，方向只是相对回路的绕行方向而言。如下所示：与假定方向相反若,则<0若,同向则>0则>0若||,同向说明:反向若||,则<0三.楞次定律判断感应电流方向的定律。感应电动势总具有这样方向，即：使它产生的感应电流在回路中产生的磁场去阻碍引起该感应电动势的磁通量的变化.应用此定律时应注意（判断感应电动势方向的方法）：1）磁场方向及分布；定律：2）发生什么变化？3）确定感应电流激发磁场的方向；4）由右手定则从激发B方向来判断感应电流或的方向。一般由d/dt

的大小；由楞次定律

的方向。B变S不变B不变S变感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。这个原因包括引起磁通量变化的相对运动或回路的形变。

保证了电磁现象中的能量守恒与转化定律的正确，并且也确定了电磁“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注：楞次定律中“阻碍”与法拉第定律中“–”号对应。NS若没有负号“–”或不是反抗将是什么情形？

过程将自动进行，磁铁动能增加的同时，感应电流增加，而i，又导致

i…而不须外界提供任何能量。电磁永动机

事实上，不可能存在这种能产生如此无境止电流增长的能源！四.电磁感应定律的一般形式若回路由N匝线圈组成：

若1=2=···=N=，则=N，叫做磁链

=－Nd/dt。其中=1+2+···+N，回路中相应的感应电流：全磁通

单位：Wb（韦伯）的变化方式：法拉第电磁感应定律：

是回路中的感应电动势导体回路不动，B变化~~感生电动势导体回路运动，B不变~~动生电动势17.2动生电动势产生动生电动势的机制(1)等效非静电场Ek：导线ab在外磁场中运动时，ab内自由电子受到磁场力作用：类比静电场：定义非静电场：方向正电荷受力方向。(2)动生电动势定义：大小+-f2uv(3)谁为回路提供电能？的出现是什么力作功呢？电子同时参与两个方向的运动：方向，随导体运动；方向,在导体内漂移形成电流。电子受到的总洛仑兹力：——洛仑兹力不作功。VF即：显然：f1作正功。

f2作负功。