电磁感应定律.ppt

第十章 变化电磁场的基本规律,1820年奥斯特发现了电流的磁效应——电流可以产生磁场，揭示了磁力的作用来源于电流、电流之间的相互作用进一步，人们会问：磁场是否会有“电效应”？,多种探索均告失败(例如安培、科拉顿) 1831年,法拉第终于在总结前人相关实验失败的基础上，设计出正确的实验, 并发现了电磁感应现象法拉第电磁感应实验装置,实验现象： A电路在只有 “突然闭合、突然断开”的瞬间，才可能在B电路内产生感应电流! 即闭合回路中磁通量发生变化时，在回路中就会产生感应电流，这种现象称为电磁感应现象§10-1 电磁感应定律,法拉第提出感应电动势的观点:电磁感应是在相关的电路中产生电动势，如果电路是闭合的，电动势将驱动电荷运动产生感应电流一、电磁感应现象,变化的电流；变化的磁场；运动的稳恒电流；运动的磁铁；在磁场中运动的导体并把此类现象定名为：电磁感应.,法拉第把可以产生感应电流的过程作了简单的分类，总结出概括成五类：,如何用数学关系式来表述法拉第关于电磁感应产生感应电动势的观点呢？,二、电磁感应定律,闭合导体回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量变化率成正比:,式中的“-”可以理解为感电动势所产生的感生电流的磁场总是反抗磁通量的变化，因此它包含了愣次定律的物理内涵。

1845年诺埃曼给出电磁感应定律的数学公式其数学表示为：,,物理量含义：,1) 表示感应电动势的大小,2） 是t 时刻原磁场通过闭合回路的磁通量,3) S为以闭合回路为边界的某平面的面积,4) 表示穿过回路磁通量的变化率,闭合回路由 N 匝密绕线圈组成,磁通匝数（磁链）,若闭合回路的电阻为R ，感应电流为,感生电流方向的判断则由1834年愣次提出的定律决定.愣次定律:闭合回路中感应电流的方向，总是使得感应电流所激发的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化.,,,,,,,,,感应电流只有按照楞次定律所规定的方向流动才能不违背能量守恒定律1） 任意规定回路绕行的正方向法拉第电磁感应定律判断感应电流的方向：,2）右手法则确定回路所围面积的法线方向4) 的绕行方向L 方向绕行一致；,的绕行方向L 方向绕行相反3）法拉第电磁感应定律,计算,,分四种情况讨论：,1）,由定律得,2）,由定律得,,,,3）,4）,由定律得,,,,,由定律得,1）通常选磁通量m>0为回路的法线方向2）由右螺规定回路的绕行正方向利用法拉第电磁感应定律计算电动势步骤：,3）根据 计算任意t时刻通过回路的磁通量。

5）根据电动势的正、负判断电动势的方向4）由法拉第定律 计算电动势,例1 长直导线通有电流I，在它附近放有一矩形导体回路,两者共面求：1）穿过回路中的m； 2）若I=kt（k>0的常量） 回路中i=？3）若I=常数，回路以v向右 运动，i =？4）若I=kt，且回路又以v向 右运动时，求i=？,解：设垂直纸面向里为回路的法线方向，则顺时针为回路绕行正方向,1） 穿过回路中的m；,无限长载流导线的磁场,I=kt时，在t时刻，,2）若I=kt（k>0常数）回路中i=？,电动势的方向为逆时针方向,由法拉第电磁感应定律,,I=常数，t 时刻，此时回路的磁通：,顺时针方向,3）若I=常数，回路以v向右运动，i =？,,4）若I=kt，且回路又以v向右运动时，求i=？,t 时刻回路的磁通,此题若这样考虑：,而,则：,这样就有:,,,,错在那里？,,,,,,,,,,,,,,,a,b,,,,,解：,回路绕行的正方向为顺时针方向,穿过回路的磁通量,由法拉第电磁感应定律得,,电动势为顺时针方向,电动势为逆时针方向,例3 如图所示，一电荷线密度为λ的无限长带电直线，以变速率v=v（t）沿长度方向运动，正方形线圈中总电阻为R，求t时刻线圈中感应电流大小.,解：设线圈内顺时针为正方向。

带电直导线的电流：,通过正方形线圈的磁通量：,又因为正方形线圈总电阻为R,则电流可求得：,。