大学物理课件81.ppt
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- 大学物理 课件 81
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1、1结构框图结构框图法拉第电磁感法拉第电磁感应定律应定律感应电动势感应电动势的计算的计算磁场磁场能量能量麦克斯韦的麦克斯韦的两条假设两条假设涡旋电场涡旋电场位移电流位移电流经典电磁理论经典电磁理论的基本方程的基本方程2复习:复习:电源电动势电源电动势稳恒电场的能量来源(教稳恒电场的能量来源(教239239)eF eFRK kFeF电源作用:电源作用:q提供非静电力提供非静电力 ,将,将 由负极板移向正极,由负极板移向正极,保持极板间电势差,保持极板间电势差,以形成持续的电流。以形成持续的电流。kF+-eF eF R3作用机理:作用机理:反抗反抗 做功,做功,将其他形式能转变为电能将其他形式能转变
2、为电能eFkF断路:断路:kFeF时平衡时平衡通路通路外电路:外电路:内电路:内电路:eFq作用,将作用,将 由正极由正极 负极负极ekFF将将 由负极由负极 正极正极qekF,F共同作用形成持续电流。共同作用形成持续电流。eF eFRK kFeF4能量转换能量转换外电路:外电路:内电路:内电路:0dlFeeF0dlFe0d lFLe:kF做功如何做功如何?非静电场强:非静电场强:0qFEkk0d lEALk非静电力搬运单位正电荷绕闭合回路一周做功:非静电力搬运单位正电荷绕闭合回路一周做功:非静电力为非保守力非静电力为非保守力 eF eFRK kFeF5:可量度电源将其他形式能:可量度电源将其
3、他形式能 转变为电能的能力大小转变为电能的能力大小lELkd定义:定义:电源电动势电源电动势lELkd 若若 只在内电路存在:只在内电路存在:kE(经内电路)lEkd规定指向:规定指向:6相对论建立以前,人们通过对变化中的场的研究认识到相对论建立以前,人们通过对变化中的场的研究认识到电场与磁场的联系,并建立了经典电磁学的基本方程。电场与磁场的联系,并建立了经典电磁学的基本方程。一一.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律1820年年 :奥斯特实验:电奥斯特实验:电 磁磁1821 1831年:法拉第实验:磁年:法拉第实验:磁 电电对称性对称性什么是电磁感应现象?什么是电磁感应现象?电磁感应现象的四
4、个演示实验。电磁感应现象的四个演示实验。7实验一:实验一:将条形磁铁插入或拔出将条形磁铁插入或拔出线圈的瞬时与线圈相连线圈的瞬时与线圈相连的电流表会指示有电流的电流表会指示有电流产生。产生。实验二:实验二:将通电线圈插入或拔出将通电线圈插入或拔出瞬时与线圈相连的电流瞬时与线圈相连的电流表会指示有电流产生。表会指示有电流产生。产生的感应电流越大。越大,电流表指针偏转的角度快,)插入和拔出的速度越(转方向相反;偏)插入或拔出时电流表(218实验三:实验三:无论是在接通还是断开无论是在接通还是断开L L1 1电源的瞬间,在电源的瞬间,在L L2 2中都有电流中都有电流产生;产生;如果如果L L1 1
5、外接可调电阻,则在电阻发生变化的同时,外接可调电阻,则在电阻发生变化的同时,L L2 2中中也会有电流产生。也会有电流产生。越大。)电阻变化越快,电流(电流越大;,)闭合与断开速度越快(反;产生的感应电流方向相)开关闭合与断开瞬时(3219在前两个实验中,由于磁铁与线圈或线圈与线圈的在前两个实验中,由于磁铁与线圈或线圈与线圈的相对位置发生变化使空间磁场发生了变化。相对位置发生变化使空间磁场发生了变化。第三个实验则是通过调整电流使空间磁场发生了变第三个实验则是通过调整电流使空间磁场发生了变化。化。由这三个实验看出,不管使用什么方法,只要使与由这三个实验看出,不管使用什么方法,只要使与电流表相连的
6、线圈周围的磁场发生变化,这个线圈电流表相连的线圈周围的磁场发生变化,这个线圈中都会产生感应电流。中都会产生感应电流。这种认识是否全面呢?这种认识是否全面呢?10实验四:实验四:在这个实验中,磁场是不变的,在这个实验中,磁场是不变的,但在回路中还是产生了电流。但在回路中还是产生了电流。从直接引起的效果来看,磁场的变化和线框面积的变化从直接引起的效果来看,磁场的变化和线框面积的变化有一个共同点,这就是它们都使穿过线圈或线框的磁感有一个共同点,这就是它们都使穿过线圈或线框的磁感应强度的通量,即磁通量发生了变化。应强度的通量,即磁通量发生了变化。也反向。)反向运动则(越大;)速度越快,(II21种联系
7、。电动势之间一定存在某与感应的因此,出现了电源电动势。导线中一定出现了电源在电流产生的机理,可知的变化产生的,但按照感应电流是引入电动势有电源电流的产生mm11 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时,回路中会产生感应电动势,且感应变化时,回路中会产生感应电动势,且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值电动势正比于磁通量对时间变化率的负值.电磁感应定律电磁感应定律国际单位制国际单位制1k韦韦 伯伯i伏伏 特特tkddi12(1)闭合回路由闭合回路由 N 匝密绕线圈组成匝密绕线圈组成 N磁通匝数(磁链)磁通匝数(磁链)tddi(2)若闭合回路的电阻为若闭合回
8、路的电阻为 R,感应电流为,感应电流为tRRIidd1i21dttqotIdqq)(1d12121RRdtIdqdtdqIii截面的总电量为:这段时间内通过导线某则在21tt 13:通过线圈的磁通链数通过线圈的磁通链数(全磁通)(全磁通)mmN讨论:讨论:(2)式中负号含义式中负号含义,楞次定律的本质是什么?楞次定律的本质是什么?(1)通量还是通量还是 通量?还是二者皆可?通量?还是二者皆可?HBm :(3)引起引起 变化的原因有哪些?与参考系选择有关吗?变化的原因有哪些?与参考系选择有关吗?mttNtNmmmddd)d(dd结论:结论:闭合回路中感应电动势的大小与通过回路的闭合回路中感应电动
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