大学物理第十一章电磁感应第1部分

电磁感应第十一章一、电动势§11.1法拉第电磁感应定律非静电力电源提供非静电力意义：把单位正电荷经电源内部由负极移向正极过程中，非静电力所作的功。把电荷q由负极移向正极(经电源内部)非静电力作功电动势对闭合回路二、电磁感应现象

楞次定律闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。感应电动势：回路中由于磁通量的变化而引起的驱动感应电流的电动势1、法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律

磁链2、磁链若线圈回路有N匝，通过每匝的磁通量为则总感应电动势为若通过每匝的磁通量相同，则3、感应电流方向与相同感应电量例1：一长直导线通入电流I，距其a处有一矩形线圈，长度为L1，宽度为L2，在t=0时，线圈以速度V水平向右做匀速直线运动，如图。求t时刻线圈中的感应电动势。分析：载流导线Ox解：dxx如图取平行于电流的一长条面积元，其上通过面积元的磁通量为Oxdxx通过线圈的磁通量为则§11.2动生电动势动生电动势：S变化感生电动势：B变化一.

动生电动势则da上动生电动势为电子的洛仑兹力为非静电力－洛仑兹力的分力求动生电动势的一般步骤：(1)规定积分路线的方向，即方向(2)任取线元，考察该处方向以及的正负(3)利用计算电动势则电动势的方向与积分路线方向相同则电动势的方向与积分路线方向相反dla.

适用于一切产生电动势的回路讨论b.适用于切割磁力线的导体求动生电动势-两种方法方向：由daOx闭合线圈的磁通量方法一：取由d到a方向的线元dl方法二：法拉第定律例1在空间均匀的磁场中设导线ab绕Z轴以

匀速旋转，与Z轴夹角为求：导线ab中的电动势解：规定a到b为正方向，取线元>0方向从a到b利用r解法二：如图作闭合环路，该回路中的磁通量不变，故总电动势又故二.

动生电动势的解释非静电力－洛仑兹力的分力vvV宏观上起电源中非静电力的作用，沿导线的积分表现为动生电动势；宏观上表现为导体受到的安培力；总的洛仑兹力与电荷的合速度垂直，不做功§11.3感生电动势感生电动势：磁感应强度变化产生的感应电动势一、感生电动势感生电场库仑力洛仑兹力电荷受的力推广的电场力：凡作用于静止电荷上的力推广的电场：凡能提供电场力的空间电场静电场：遵循库仑定律感生电场：变化磁场产生的电场感生电场是涡旋电场、非保守场二、感生电场的性质对任意矢量场A，要看：A对任一闭合曲面的通量A沿任一闭合曲线的环流感生电场是无源场静电场、感生电场、静磁场的比较静电场感生电场静磁场涡旋场非保守场无源场有源场无旋场保守场涡旋场非保守场无源场三、感生电场的方向判断方向判断：楞次定律若电动势、感生电场方向为顺时针方向若电动势、感生电场方向为逆时针方向线元面元方向：选与B平行的方向为面积正方向；与B呈右手螺旋为线元正方向；磁场为绕着中心轴的圆环感生电场为绕着中心轴的圆环四、感生电动势的计算方法一：方法二：法拉第电磁感应定律(1)求闭合线圈的感生电动势(2)求一段导线的感生电动势。例1空间均匀的磁场限制在半径为R，求：分布的圆柱内，且有的方向平行柱轴rO解：rO而故故R若若例2如图中均匀磁场，且B以不变速率变化，求其中线段ab内的感生电动势解：楞次定律因为=0因此五、感生电场的应用利用涡流：高频加热炉涡流：大块金属导体中的感应电流。避免涡流：变压器、电机一.自感现象自感系数K合上灯泡A亮K断开A会突然亮一下，再慢慢灭§11.4自感和互感现象由自身电流发生变化引起的电磁感应现象叫自感现象由自感引起的电动势称自感电动势自感电动势讨论：非铁芯的线圈有N匝，电流I

L：自感系数，单位：亨利H仅由线圈的大小、形状、匝数、及介质决定方向：楞次定律二、求自感系数的思路[例1]求一无限长同轴电缆(内导线为空筒），内外筒有等值反向电流，筒间充满均匀介质，求单位长度的自感。解：应用安培环路定理单位长度磁通量故二.互感现象互感系数穿过线圈2的磁链为:线圈2上的互感电动势:M：互感系数，单位：亨利H仅由线圈的大小、形状、匝数、线圈相对位置及介质决定线圈2上的感应电动势:同理，若线圈2通入电流I2，则线圈1上的感应电动势:M：互感系数，单位：亨利H仅由线圈的大小、形状、匝数、线圈相对位置及介质决定实验证明例两直螺旋线圈如图，求互感。解：