(大学物理课件)电磁感应定律.ppt

1、第十四章第十四章 电磁感应和电磁感应和电磁场电磁场引言（历史简介）引言（历史简介）1820年，年，奥斯特奥斯特发现了电流的磁效应。发现了电流的磁效应。从从1822年到年到1831年，经过实验，年，经过实验，法拉第法拉第终于发现，终于发现，变化着的电流，变化着的磁场，运动着的恒定电流，运动变化着的电流，变化着的磁场，运动着的恒定电流，运动着的磁铁，在磁场中运动着的导体，都可以产生感应电流着的磁铁，在磁场中运动着的导体，都可以产生感应电流 1834年，年，楞次楞次通过分析实验资料总结出了判断感应电通过分析实验资料总结出了判断感应电流方向的法则。流方向的法则。1862年，年，麦克斯韦麦克斯韦归纳出了

2、电磁场的基本方程归纳出了电磁场的基本方程麦麦克斯韦方程组，建立了完整的电磁场理论体系。预言了电克斯韦方程组，建立了完整的电磁场理论体系。预言了电磁波的存在。磁波的存在。1888年，年，赫兹赫兹在实验上证实了麦克斯韦的这一预言。在实验上证实了麦克斯韦的这一预言。第一节第一节 电磁感应定律电磁感应定律一、电磁感应一、电磁感应现象现象 1822-1831年英国物理学家法拉第进行多次实验和研究在1831年发现电磁感应定律。电磁感应电磁感应现象现象-当通过闭合导体回路的磁当通过闭合导体回路的磁通量发生变化时，导体回路中就会产生感通量发生变化时，导体回路中就会产生感应电流。应电流。201001020G磁铁

3、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 （1）磁铁与线圈相对运动时线圈中产生电流。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201001020G201001020G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201001020G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201001020G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201001020G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

4、磁力线运动时 的电磁感应现象的电磁感应现象010203040GSN在磁场中作切割磁力线运动时的电磁感应现象在磁场中作切割磁力线运动时的电磁感应现象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，在回路中的电流变化时，在回路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。回路回路2电池B

5、ATTERY010203040G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。回路回路1总结：总结：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就会出现电流。所产生的电流称为感应电流。回路中的电动势称为感应电动势。三、三、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 1.表述 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中都会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。2.数学表达式 采用国际单位制时，dtd 3.注意（1）“”号反映感应电动势的方向4.判断感应电动势方向：选定回路 L 的绕行方向，规定：磁通量的正方向与绕行方向成

6、右手螺旋关系。5.如果回路由N匝密绕线圈组成，则通过线圈的磁通用磁链表示=N，则：dtdNdtd 回路中的总电阻为R，则回路中的感应电流为：dtdRIi16.感应电流7、楞次定律楞次定律1.表述感应电动势方向-感应电流在回路中产生的磁场总是阻碍引起感应电动势的磁通量的变化 2.应用用楞次定律判断感应电流感应或电动势的方向，分为三个步骤：（1）判断磁通沿什么方向，发生什么变化（增加或减少）；（2）根据楞次定律来确定感应电流所激发的磁场沿什么方向（3）根据右手螺旋法则从感应电流产生的磁场方向确定感应电流的方向。3.举例VNS 将磁铁插入金属环中，判断环内有无感应电流方向。VNSVNSVNS（1）穿

7、过闭合回路的磁通沿什么方向为 增加。（2）感应电流所激发的磁场（3）根据右手螺旋法则确定感应电流的方向“”。4.练习判断各图中感应电动势的方向VBIV例题：例题：一长直导线中通有交变电流 ，和 都是常量。在长直导线旁平行放置一长为a,宽为b的矩形线圈，线圈面与直导线在同一平面内，线圈靠近直导线的一边到直导线的距离为d,求任一瞬时线圈中的感应电动势。tIIsin00I解：解：选顺时针方向为绕行正方向。Iabdxdx距离直导线 x 处的磁感应强度为：xIB20通过图中阴影部分面积的磁通量为：adxxIBdSd20通过整个线圈的磁通量为：dbdxtaIadxxIdbddln2sin2000线圈中的感应电动势为：tdbdaIdtdcosln200讨论：讨论：当 时，电动势的方向与线圈的绕形方向相反，即为逆时针方向。当 时，电动势的方向与线圈的绕形方向相同，即为顺时针方向。0cost0cost00