大学物理下第8章电磁感应课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《大学物理下第8章电磁感应课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理 下第 电磁感应 课件
- 资源描述:
-
1、第八章变化的电磁场010203040G磁铁与线圈相对运动时的电磁感应现象磁铁与线圈相对运动时的电磁感应现象8-1-1 8-1-1 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 010203040G磁铁与线圈相对运动时的电磁感应现象磁铁与线圈相对运动时的电磁感应现象金属棒在磁场中作切割磁力线运动时金属棒在磁场中作切割磁力线运动时 的电磁感应现象的电磁感应现象010203040GSN金属棒在磁场中作切割磁力线运动时金属棒在磁场中作切割磁力线运动时 的电磁感应现象的电磁感应现象010203040GSN回路回路2电池BATTERY010203040G当回路当回路1中的电流变化时,中的电流变化时,在回路在回路2
2、中出现感应电流。中出现感应电流。回路回路1电池BATTERY010203040G回路回路1回路回路2当回路当回路1中的电流变化时,中的电流变化时,在回路在回路2中出现感应电流。中出现感应电流。法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时,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与穿过回路的磁通量对时回路中产生的感应电动势与穿过回路的磁通量对时间变化率的负值成正比。间变化率的负值成正比。式中的负号反映了感应电动势的方向,是楞次定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。律的数学表示。tddmi符号法则规定:符号法则规定:(1 1
3、)对回路任取一绕行方向。)对回路任取一绕行方向。(2 2)当回路中的磁感线方向与回路的绕行方向成右手)当回路中的磁感线方向与回路的绕行方向成右手螺旋关系时,磁通量为正螺旋关系时,磁通量为正 (+),反之为负(),反之为负(-)。)。(3 3)回路中的感应电动势方向凡与绕行方向一致时为)回路中的感应电动势方向凡与绕行方向一致时为正(正(+),反之为负。),反之为负。0tidd0ddt0i00ddt00ddt0i0i00ddt0i由由N 匝导线构成的线圈时:匝导线构成的线圈时:)(dd21iNtttNiidddd)(1全磁通:全磁通:Nii1N磁通链数:磁通链数:tNddi伏特伏特1sWb1V1设
4、闭合线圈回路的电阻为设闭合线圈回路的电阻为R 感应电量:感应电量:)(1d1d21i2121RRtIqtttRRIdd1ii结论:结论:在在 t1 到到 t2 时间内感应电量仅与线圈回路时间内感应电量仅与线圈回路中全磁通的变化量成正比,而与全磁通变化的快中全磁通的变化量成正比,而与全磁通变化的快慢无关。慢无关。8-1-2 8-1-2 楞次定律楞次定律 楞次定律:楞次定律:(1 1)在发生电磁感应时,导体回路中感应电流)在发生电磁感应时,导体回路中感应电流的方向,总是使它自己激发的磁场穿过回路面积的方向,总是使它自己激发的磁场穿过回路面积的磁通量去阻止引起感应电流的磁通量的变化。的磁通量去阻止引
5、起感应电流的磁通量的变化。abcd(2 2)感应电流的效果总是反抗引起感应)感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。电流的原因。vBiIF楞次定律是能量守恒和转换的必楞次定律是能量守恒和转换的必然结果。然结果。结论:结论:例例1.一长直导线通以电流一长直导线通以电流 ,旁边有一,旁边有一个共面的矩形线圈个共面的矩形线圈abcd。求:线圈中的感应电动势。求:线圈中的感应电动势。tIiosino1l2ldcbarxixx1d2d2lrroSxlxiSBrlrtlIoo12lnsin2tiddrlrtlIoo12lncos2 根据磁通量变化的不同原因,把感应电动势根据磁通量变化的不同原因,把感应电
6、动势分为两种情况加以讨论。分为两种情况加以讨论。动生电动势:动生电动势:在稳恒磁场中运动着的导体内产在稳恒磁场中运动着的导体内产生的感应电动势生的感应电动势。感生电动势:感生电动势:导体不动,因磁场的变化产生的导体不动,因磁场的变化产生的感应电动势感应电动势。注意:注意:动生电动势和动生电动势和感生电动势只是一个感生电动势只是一个相对的概念相对的概念。8-2-1 8-2-1 动生电动势动生电动势 lB Av-F 运动导体内电运动导体内电子受到洛仑兹力的子受到洛仑兹力的的作用:的作用:)(BeFvIi非静电场:非静电场:BEk v电动势:电动势:baLkilBlEd)(dvnv:棒在磁场中运动速
7、度棒在磁场中运动速度nu:电子相对于导体的定向运动速度电子相对于导体的定向运动速度nv+u:电子总速度电子总速度 nF总总:电子以速度电子以速度v+u在磁场中运动在磁场中运动所受洛仑兹力所受洛仑兹力不做功不做功 对对电电子子做做正正功功BveFBueF阻碍导体棒运动做负功阻碍导体棒运动做负功安培力安培力机械能机械能 电能电能 热能热能 外力克服外力克服F做功做功通过通过F转化为转化为感应电流感应电流例例2.一矩形导体线框,宽为一矩形导体线框,宽为l,与运动导体棒构成闭,与运动导体棒构成闭合回路。如果导体棒一速度合回路。如果导体棒一速度v 作匀速直线运动,求作匀速直线运动,求回路内的感应电动势。
8、回路内的感应电动势。bailBd)(vllB0dvBlv电动势方向电动势方向 A Bl B AvtiddBlxtxBltiddddBlivl B Avx例例3.一根长为一根长为L的铜棒,在均匀磁场的铜棒,在均匀磁场B中以角速度中以角速度 在在与磁场方向垂直的平面上作匀速转动。求棒的两端与磁场方向垂直的平面上作匀速转动。求棒的两端之间的感应电动势大小。之间的感应电动势大小。LilB0d)(vLlB0dvLllB0d221LB动生电动势方向:动生电动势方向:a 0aoldl法二、法二、22LS221LS tBLtidd21dd2BS221BLSLvABI例例4.一长直导线中通电流一长直导线中通电流
9、I=10A,有一长为,有一长为L=0.2m的金属棒与导线垂直共面。当棒以速度的金属棒与导线垂直共面。当棒以速度v=2m/s平行平行与长直导线匀速运动时,求棒产生的动生电动势。与长直导线匀速运动时,求棒产生的动生电动势。dxxxIBo2xBxBidd)(dvvxxIlaaoid2valaIoln2vBAVV 电动势电动势la8-2-2 感生电动势和感生电场 变化的磁场在其周围空间将激发出感生电场。麦克斯韦在麦克斯韦在1861年提出年提出了了感生电场感生电场 的假设:的假设:kE感生电动势:感生电动势:LilEd感由法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律 SiSBttdddddStBlESLidd
10、感电磁场的基本方程之一:电磁场的基本方程之一:(1)变化的磁场能够激发电场。)变化的磁场能够激发电场。(2)感应电场的环流不等于零,表明感应电场为)感应电场的环流不等于零,表明感应电场为涡旋场,所以又称为涡旋场,所以又称为“涡旋电场涡旋电场”。结论:结论:StBlESLidd感 式中负号表示感应电场与磁场增量的方向成左式中负号表示感应电场与磁场增量的方向成左手螺旋关系。手螺旋关系。感EtB区别区别(1)静电场由静止电荷产生,)静电场由静止电荷产生,而感应电场由变化的磁场激发。而感应电场由变化的磁场激发。(2)静电场是保守场,其环流为零。电力线起)静电场是保守场,其环流为零。电力线起始于正电荷,
11、终止于负电荷。而感应电场为非保始于正电荷,终止于负电荷。而感应电场为非保守场,环流不等于零。且电力线为闭合曲线。守场,环流不等于零。且电力线为闭合曲线。两种电场比较两种电场比较由静止电荷激发由静止电荷激发由变化的磁场激发由变化的磁场激发电场线为闭合曲线电场线为闭合曲线0dd tB感感EB电场线为非闭合曲线电场线为非闭合曲线静电场静电场 感生电场感生电场 起源起源电电场场线线形形状状比较比较 内内静静qSEs01d 0d sSE感感有源:有源:无源:无源:保守:保守:0d LlE静静 lELd感感StBNSd 非保守(涡旋):非保守(涡旋):不能脱离源电荷存在不能脱离源电荷存在可以脱离可以脱离“
12、源源”在空间传播在空间传播静静静静EqF 感感感感EqF 静电场静电场 感生电场感生电场 性质性质特点特点对场中对场中电荷的电荷的作用作用相互相互联系联系比较比较 作为产生作为产生 的非静电的非静电力,可以引起导体中电荷力,可以引起导体中电荷堆积,从而建立起静电场堆积,从而建立起静电场.感感F感感 0dd tBABB感感E 例例5.半径为半径为R 的圆柱形空间区域,充满着均匀磁场。的圆柱形空间区域,充满着均匀磁场。已知磁感应强度的变化率大于零且为恒量。问在任意已知磁感应强度的变化率大于零且为恒量。问在任意半径半径r 处感生电场的大小以及棒处感生电场的大小以及棒AB上的感生电动势上的感生电动势解
13、:(解:(1 1)AB时Rr 2rBBSLkilEtdddrEtBrk2dd2tBrEkdd21kEkEkE(2)时Rr LkilEtddd2RBrEtBRk22ddtBrREkdd22LkLkixExE00dcosdABkEkEkERrdxrlR4cos22LkixE0dcostBLRLdd2222LxrLRtBr022d4dd21ABkEkEkERrdxABR2222LRLBtBLRLtidd22dd228-2-3 8-2-3 涡电流涡电流 导体导体tBdd 当大块导体放当大块导体放在变化的磁场中,在变化的磁场中,在导体内部会产生在导体内部会产生感应电流,由于这感应电流,由于这种电流在导体
14、内自种电流在导体内自成闭合回路故称为成闭合回路故称为涡电流涡电流。电磁感应炉电磁感应炉电磁灶电磁灶8-3-1 8-3-1 自感自感 当通过回路中电流当通过回路中电流发生变化时,引起穿过发生变化时,引起穿过自身回路的磁通量发生自身回路的磁通量发生变化,从而在回路自身变化,从而在回路自身产生感生电动势的现象产生感生电动势的现象称为称为“自感现象自感现象”。所。所产生的电动势称为产生的电动势称为“自自感电动势感电动势”。电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后,此灯缓慢变亮合上闸刀开关后,此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后,此灯缓慢变亮合上闸刀开关后
15、,此灯缓慢变亮电池BATTERY自感自感线圈线圈电阻电阻合上闸刀开关后,此灯缓慢变亮合上闸刀开关后,此灯缓慢变亮电池BATTERY拉开闸刀后此灯先亮后暗拉开闸刀后此灯先亮后暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯先亮后暗拉开闸刀后此灯先亮后暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯先亮后暗拉开闸刀后此灯先亮后暗自感自感线圈线圈电池BATTERY拉开闸刀后此灯先亮后暗拉开闸刀后此灯先亮后暗自感自感线圈线圈BIB又,LIL称为称为自感系数自感系数简称简称自感自感。单位:单位:“亨利亨利”(H)自感系数自感系数 L 取决于回路线圈自身的性质(回路大取决于回路线圈自身的性质(回路大小
16、、形状、周围介质等)小、形状、周围介质等)1AWb1H1H10mH10H163如果回路自身性质不随时间变化,则:如果回路自身性质不随时间变化,则:tILLdd结论结论 :回路中的自感系数,在量值上等于电流随回路中的自感系数,在量值上等于电流随时间的变化率为一个单位时,在回路中产生自感电时间的变化率为一个单位时,在回路中产生自感电动势的绝对值动势的绝对值。式中负号(式中负号(-)表示:)表示:自感电动势的方向总是阻碍自感电动势的方向总是阻碍本身回路电流的变化本身回路电流的变化。)dddd(d)(dddtLItILtLItL例例6.长为长为l 的螺线管,横断面为的螺线管,横断面为S,线圈总匝数为,
展开阅读全文