大物下课件9章第一课

外电路：正电荷在静电场力的作用下从高电势向低电势运动。内电路：正电荷在非静电力的作用下从低电势向高电势运动。+

+

+

+

+

AB+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

+

电动势非静电力为非静电场的场强电源的电动势在电源内将单位正电荷从负极移动到正极的过程中非静电力所作的功回路中的电动势实验一当磁铁插入或拔出线圈回路时，线圈回路中会产生电流，而当磁铁与线圈相对静止时，回路中无电流产生。S

N

1、电磁感应现象9.1

法拉第电磁感应定律实验二以通电线圈代替条形磁铁当载流线圈

B相对线圈

A运动时，线圈

A回路内会产生电流。当载流线圈

B相对线圈

A静止时，ABR

若改变线圈B中的电流，线圈A回路中也会产生电流。实验三将闭合回路置于稳恒磁场

B中，当导体棒在导体轨道上滑行时，回路内产生电流。结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因导致的，回路中有电流产生。电磁感应现象中产生的电流称为感应电流，相应的电动势称为感应电动势。vab

c

d

B当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变化率成正比。

2、法拉第电磁感应定律式中的负号反映了感应电动势的方向，是楞次定律的数学表示。

关于表达式中的“负号”（1）

先选定回路正方向（2）由此确定回路所包围面积的正法线方向（3）若感应电动势方向沿回路正方向，则N匝相同的线圈组成回路B通过

N匝线圈的全磁通回路中的感应电流S

N

S

N

NS的方向与

的方向一致当

N极移近线圈时：感应电动势的方向与绕行方向相反。感应电流产生的磁场阻碍磁铁的运动，反抗原磁通量的变化。S

N

S

N

SN的方向与

的方向一致当

N极远离线圈时：感应电动势的方向与绕行方向一致。感应电流产生的磁场阻碍磁铁的运动，反抗原磁通量的变化。楞次定律：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。楞次定律的本质是能量守恒定律“负号”是楞次定律的数学表示感应电流所激发的磁场总是抵抗或补偿回路中磁通量的变化。a

b

c

dvBif例1、导线

ab弯成如图形状，半径

r=0.10m，

B=0.50T,转速

n=3600转/分。电路总电阻为1000

。求：感应电动势和感应电流以及最大感应电动势和最大感应电流。解

rab解：例2、一长直导线通以电流

，旁边有一个共面的矩形线圈

a

bcd

。求：线圈中的感应电动势。od

c

b

a

r

x

ixdx

根据磁通量变化的不同原因，把感应电动势分为两种情况加以讨论。感应电动势动生电动势感生电动势3.动生电动势

磁场中的导线运动、形状变化而产生的电动势。

b

av-f

运动导体内的电子受到洛仑兹力作用i非静电场：例3、一矩形导体线框，宽为

l

，与运动导体棒构成闭合回路。如果导体棒以速度

v

作匀速直线运动，求回路内的感应电动势。解

b

av电动势方向

a

b方法一i方法二x

b

avi例4、一根长为

L

的铜棒，在均匀磁场

B

中以角速度

在与磁场方向垂直的平面内作匀速转动。求棒两端之间的感应电动势。解

ldlo

a

动生电动势方向：a

o方法一方法二S

L

IavAB例5、一长直导线中通电流

I=10A，有一长为L=0.2m的金属棒与导线垂直共面。当棒以速度

v=2m/s平行与长直导线匀速运动时，求棒产生的动生电动势。解dx4、感生电动势

感生电场导体回路不动，由于磁场变化产生的感应电动势叫感生电动势。产生感生电动势的非静电力，不是静电力，不是洛仑兹力，只可能是一种电场力。产生这种力的电场是由于磁场的变化引起的，所以叫感生电场。1861年，麦克斯韦提出了感生电场的假设

变化的磁场在周围空间要激发电场，称为感生电场。感生电流的产生就是这一电场作用于导体中的自由电荷的结果。B增加EI周围空间都有激发电场，导线圈只起探测器作用。电场线闭合感生电动势：感生电场的环流不等于零，表明感生电场为涡旋场，又称“涡旋电场”。感生电场与静电场的区别：（1）静电场由静止电荷产生，而感生电场由变化的磁场激发。（2）静电场是保守场，环流为零，其电场线起始于正电荷，终止于负电荷。而感生电场为非保守场，环流不等于零，其电场线为闭合曲线。+

–

B增加EI

AB例6、均匀磁场分布在半径为

R的圆柱形空间区域内。已知磁感应强度的变化率为大于零的恒量。问在任意半径

r处感生电场的大小以及棒AB上的感生电动势。解：对称的磁场对称的涡旋电场电场线是一系列同心圆、方向逆时针。e

A

BRrdx

解法一：

ABR解法二：电场线与半径处处正交ON2、求直导线MN两端

1RBOM电场线与半径处处正交RB

ONM3、求弧导线MN两端

2【例】电子感应加速器（Betatron）

电子感应加速器Fe=-eEFm=evB

提供切向加速度

提供法向加速度

R

EB..