第八章电磁感应定律讲解
电磁感应的基本定律.
ω
N
e n
o' B
iR
o
基础理论教学中心
8-1 电磁感应的基本定律 第八章 电磁场的统一理论
已知 S , N , 求 E
解 设 t 0 时,
en与
B
同向 , 则
t
N NBS cost
N
en
o' B
E d NBS sint
dt
令 Em NBS
第八章 电磁场的统一理论
增反减同
三 楞次定律 闭合的导线回路中所
出现的感应电流，总是使 它自己所激发的磁场反抗 任何引发电磁感应的原因
B
N
F
v
S
（反抗相对运动、磁场变
化或线圈变形等）.
基础理论教学中心
8-1 电磁感应的基本定律
用 楞
B
次
定
I
律
v
判
S
断
感
应
N
电
流
方
向
第八章 电磁场的统一理论
由楞次定律可知，感应电动势为逆时针方向
基础理论教学中心
8-1 电磁感应的基本定律 第八章 电磁场的统一理论
(2)按法拉第电磁感应定律：
d dt
d (0IR2 )
dt 2r
1 2
0
IR2
d (1) dt r
1 2
0IR2
1 r2
dr dt
由于dr/dt=v，故：
0IR 2v
Φ=B·S=μ0nIπr12 圆线圈A中的感应电动势为:
i
电磁感应定律内容
电磁感应定律内容电磁感应定律是描述磁场和电流之间相互作用的物理定律。
该定律由法拉第在1831年实验中首次提出，被称为法拉第电磁感应定律，后来由美国物理学家亨利和英国物理学家麦克斯韦进一步发展和推广。
本文将从电磁感应定律的基本原理、数学表达式、实验方法以及应用领域等方面进行介绍。
电磁感应定律的基本原理是：当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，闭合电路中会产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比，方向遵循自感应法则。
即感应电动势的方向使得通过闭合电路的电流产生磁场，与磁通量变化的方向相反，从而符合洛伦兹力定律。
电磁感应定律的数学表达式是：感应电动势（ε）等于磁通量（Φ）随时间的变率的负值，即ε = -dΦ/dt。
这个公式描述了感应电动势与磁通量变化速率的定量关系。
实际上，电磁感应定律不仅仅是描述感应电动势的产生，还可以推导出很多重要的结果。
其中最重要的是电磁感应定律与法拉第定律的关系。
根据法拉第定律，感应电流的大小与感应电动势成正比，与电阻和磁通量变化率的乘积成正比。
这个关系由法拉第定律的数学表达式表示为：I = ε/R，其中I是感应电流，ε是感应电动势，R是电路中的电阻。
为了验证电磁感应定律，实验方法包括使用变化的磁场和闭合电路。
通过改变磁场的强度、方向或者通过电路的运动方式来改变磁通量，观察闭合电路中产生的感应电流和电动势的变化。
例如，可以使用磁铁的移动或者通过电磁铁的通电和断电来改变磁场，观察到感应电路中的电流变化。
电磁感应定律在众多领域有着广泛的应用。
其中最常见的应用是发电机和变压器。
根据电磁感应定律的原理，通过旋转的磁场可以在线圈中产生感应电动势，使得发电机能够将机械能转化为电能。
而变压器则是利用电磁感应定律的原理，通过变换磁场的磁通量来改变电压的大小，实现电力的传输和变换。
此外，电磁感应定律还在电动机、感应加热、无线充电等方面有着重要的应用。
电动机通过切割磁力线产生力矩，从而将电能转化为机械能；感应加热则利用感应电流产生的热量进行加热；无线充电则是通过磁共振的原理，将电能通过变换磁场的方式传输到接收器中。
教科版 九年级 第八章 电磁相互作用及应用知识点
教科版九年级第八章电磁相互作用及应用一、电磁感应:1.电磁感应的探究实验：如图，在两段磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表连接。
【实验步骤、现象】①当导体AB顺着磁感线上下运动或静止不动时，电流表指针不偏转，说明电路中没有电流。
②当导线AB水平向左运动时，电流表指针向右偏转，表明电路中产生了电流，电流方向是从B到A。
③当导线AB水平向右运动时，电流表指针向左偏转，表明电路中产生了电流，电流方向是从A到B。
①当导线AB水平向左运动时，但先将磁铁的磁极位置对调，电流方向是从A到B。
【实验结论】①产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
②导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。
【注意事项】②该电路没有电源。
②本实验中的能量转化：机械能转化为电能。
2.1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
3.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
4.导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。
5.发电机：发电机是将机械能转化为电能的装置。
●原理：电磁感应现象●能量转化：机械能转化为电能。
6.交流电没有使用换向器的发电机，产生的电流，它的方向会周期性改变方向，这种电流叫交变电流，简称交流电。
它每秒钟电流方向改变的次数叫频率，单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。
我国家庭电路使用的是交流电。
电压是 220v 周期是 0.02秒频率是50Hz 电流方向1s改变 100次次。
7.使用了换向器的发电机，产生的电流，它的方向不变，这种电流叫直流电。
（实质上和直流电动机的构造完全一样，只是直流发电机是磁生电，而直流电动机是电生磁）8.实际生活中的大型发电机由于电压很高，电流很强，一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，而且磁场是用电磁铁代替的。
二、磁场对电流的作用:1.探究“磁场对通电导线的作用”：如图所示，把一根直导体AB放在蹄形磁体的磁场里，并与电源、开关、滑线变阻器组成一闭合电路。
八年级下册物理第八章笔记
八年级下册物理第八章笔记
八年级下册物理第八章的笔记可以按照以下内容进行整理：
1. 基础知识
电磁感应：当一个导线或导线回路在磁场中发生相对运动时，导线中就会产生电流。
这种现象称为电磁感应。
法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
2. 重点概念
磁场：一种特殊的物质，它可以对放入其中的磁体产生磁力作用。
磁感线：用来形象地描述磁场分布的曲线，磁感线的疏密程度表示磁场强弱，切线方向表示磁场方向。
磁通量：磁感线穿过某一平面的数量，表示磁场穿过该平面的强弱。
导体棒切割磁感线：导体棒在磁场中以一定速度运动，并沿着与磁感线不平行的方向运动，导体棒中就会产生电流。
3. 实验与探究
探究感应电流产生的条件：通过实验探究电磁感应现象的产生条件和法拉第电磁感应定律，理解产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
探究影响感应电流方向的因素：通过实验探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律的应用。
4. 注意事项
楞次定律的应用：楞次定律指出感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
在实际应用中，要特别注意“阻碍”和“变化”这两个关键词，避免误判。
电磁感应现象的实际应用：电磁感应现象在生产、生活中有着广泛的应用，如发电机、变压器、感应炉等。
了解这些应用可以帮助更好地理解电磁感应现象。
以上是关于八年级下册物理第八章的笔记，可以结合教材和课堂讲解进行完善和补充。
电磁感应的原理和计算知识点总结
电磁感应的原理和计算知识点总结电磁感应是电磁学的一个重要概念，描述了磁场变化产生的电场和电流变化产生的磁场之间的相互作用。
它是现代电子技术中许多重要原理和应用的基础之一。
本文将介绍电磁感应的原理和相关的计算知识点。
一、电磁感应的原理电磁感应的原理由法拉第电磁感应定律和楞次定律组成。
法拉第电磁感应定律规定了磁场的变化引起感应电动势的产生，表述为：NΦ = -dΦ/dt其中，N是线圈的匝数，Φ是磁通量，t是时间。
该定律说明，只有当磁通量的变化率发生变化时，才会产生感应电动势。
楞次定律是基于能量守恒原理，它规定了感应电动势引起的感应电流会产生一个磁场，该磁场的方向使得其本身的磁通量随之减小。
这一定律表述为：ε = -dΦ_B/dt其中，ε是感应电动势，Φ_B是由感应电流产生的磁通量。
这一定律说明，感应电动势的产生是为了减小感应电流产生的磁通量。
二、电磁感应的计算知识点1. 磁通量的计算磁通量Φ是磁场穿过给定区域的总磁场量。
在匀强磁场中，磁通量的计算公式为：Φ = B * A * cosθ其中，B是磁场强度，A是被磁场穿过的面积，θ是磁场与法线方向的夹角。
2. 感应电动势的计算感应电动势ε可以通过法拉第电磁感应定律计算得出，即：ε = -dΦ/dt其中，dΦ/dt是磁通量随时间的变化率。
根据问题的具体情况，可以采用不同的数值或函数形式来计算磁通量的变化率。
3. 感应电流的计算感应电流可以通过楞次定律计算得出，即：ε = -dΦ_B/dt其中，dΦ_B/dt是由感应电流产生的磁通量随时间的变化率。
根据具体情况，可以选择不同的表达式或计算方法。
4. 互感和自感的计算互感和自感是电磁感应中常见的概念。
互感描述了两个线圈之间产生的感应电动势和磁通量之间的关系，而自感描述了一个线圈自身产生的感应电动势和磁通量之间的关系。
它们可以通过相关的公式来计算，例如：互感M = ε_(12) / (I_1 * dt) = ε_(21) / (I_2 * dt) = k * sqrt(L_1 * L_2)自感L = ε / (I * dt)其中，ε_(12)和ε_(21)分别是两个线圈之间的感应电动势，I_1和I_2分别是两个线圈中的电流强度，k是互感系数，L_1和L_2分别是两个线圈的自感系数。
第八章_电磁感应与电磁场
B
v
A
dl
O
OA d B
L
0
1 rdr BL2 2
电动势的方向由 A 指向 O, O点电势高。
哈尔滨工业大学大学物理教研室 8
8.2 动生电动势 感生电动势
8.2.2 感生电动势 感生电场
由于磁场随时间变化而产生的电动势称感生电 动势，相应的电场就叫感生电场。 即必然存在：
哈尔滨工业大学大学物理教研室
4
8.2 动生电动势
8.2.1 动生电动势
感生电动势
1.中学知道的方法：
B
N
i Bl
v
右手法则定方向
2. 由法拉第电磁感应定律 任意时刻，回路中的磁通量是
S
L
l
a b
a
i
均匀磁场 B
Blx t
d dx i Bl Bl dt dt
L
B E感生 dl dS t S
E
S
感生
dS 0
说明感生电场是非保守场
说明感生电场是无源场 S2
哈尔滨工业大学大学物理教研室
L
S1
10
若I=I(t),v,求=? B A I
a
方法一:分别考虑动生电动势和感生电动势 AC:
v
c
Cb D
1 vc
0 I
磁通量的值取正，否则磁通量的值取负
3) 计算结果的正负给出了电动势的方向
0 :说明电动势的方向就是所设的计算方向 哈尔滨工业大学大学物理教研室 0 :说明电动势的方向与所设计算方向相反
3
物理学-第八章电磁感应 电磁场
1 = B ( R12 22 ) = 226V R 2
盘边缘的电势高于中 心转轴的电势。
8-2 动生电动势和感生电动势
二 感生电动势
产生感生电动势的非静电场
感生电场
麦克斯韦假设：变化的磁场在其周围空间激发一种电场，这个电 场叫感生电场 E k 。
闭合回路中的感生电动势：
l
8-1 电磁感应定律
楞次定律是能量守恒定律的一种 表现。
要移动导线，就需要外力对它作 功，这样就把某种形式的能量转 换为其它形式的能量。 (1)稳恒磁场中的导体运动,或者回路面积变化、取向变化等 动生电动势 (2)导体不动、磁场变化
感生电动势
= Ek d l Ek
非静电的电场强度
H =0
R1 < r < R 2 , H =
wm
r > R 2, H = 0 I2 1 I = H2= )2= ( 82 r 2 2 2r 2
I 2r
8-5 磁场的能量 磁场能量密度
I2 W m = Vw m dV = V 2 2 dV 8 r
单位长度壳层体积：
= 2 rdr × 1 R2 I 2 I2 R 2 dr = ln Wm= R1 4 r 4 R1 dV
8-1 电磁感应定律
一 电磁感应现象
法拉第（1791-1867）：伟大的英 国物理学家和化学家。他创造性地提出 场的思想，磁场这一名称是法拉第最早 引入的。他是电磁理论的创始人之一， 于1831年发现电磁现象，后又相继发现 电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以 及光的偏振面在磁场中的旋转。
N
S
当穿过闭合导体回路所围面积的磁通 量发生变化时，不管这种变化是由于 什么原因所引起的，回路中就有电 流。这种现象叫做电磁感应现象。回 路中所出现的电流叫做感应电流。
电磁感应定律内容
电磁感应定律内容电磁感应定律是描述磁场与电场之间相互作用的定律之一。
根据电磁感应定律，当磁场的变化引起一个闭合回路中的磁通量的变化，就会在回路中产生感应电动势。
这个定律主要由法拉第电磁感应定律和楞次定律两个方面组成。
下面将对这两个定律进行详细的介绍。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应的基本定律之一，由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年发现。
根据这个定律，如果一个闭合回路中的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电动势。
感应电动势的大小等于磁通量变化率的负值。
具体表达式可以表示为：ε = -dφ/dt其中，ε表示感应电动势，dφ表示磁通量的变化量，dt表示时间的变化量。
2. 楞次定律楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，由法国物理学家安德烈·玛丽·安培于1834年提出。
根据楞次定律，感应电动势的方向总是使得它所产生的电流的磁场抵消原磁场的变化，以维持磁通量的稳定。
这个定律可以总结为以下几个规律：- 如果磁场的变化是由电流的变化引起的，感应电动势的方向将会抵消这个变化。
- 如果磁场的变化是由磁铁的移动引起的，感应电动势的方向将会与移动方向相反，以抵消磁通量的减小。
- 如果磁场的变化是由磁场的强度变化引起的，感应电动势的方向将会阻止磁场变强或变弱的趋势。
电磁感应定律的应用非常广泛，下面列举几个具体的应用：1. 电磁感应定律是电磁感应现象的基础，可应用于发电机、变压器等电磁设备的设计与制造。
2. 感应电动势的产生原理也是电磁感应采集能量的基础，可以应用于无线充电器、感应灯等领域。
3. 电磁感应定律的理论也是电磁波传播的基础，可以应用于无线电通信、雷达等电磁波技术的研究与应用。
综上所述，电磁感应定律是描述磁场与电场之间相互作用的定律，主要包括法拉第电磁感应定律和楞次定律两个方面。
这些定律的应用非常广泛，并在电磁设备设计、能量采集、电磁波技术等领域发挥着重要作用。
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电源正极时电源中非静电力所作的功。
WK q
qEK dl
q
EK dl
又因为非静电力只在电源内部存在，所以
外电路 EK dl 0
Ek
EK dl ຫໍສະໝຸດ dl 0Ek dl
外电路
Ek dl
Ek dl
内电路
内电路
外电路
闭合电路
故电源电动势也等于将单位正电荷绕含有电源的 闭合电路移动一周，电源中非静电力所作的功， 或简单说，电源的电动势等于非静电性场强在闭 合电路上的环流。
英国物理学家和化学家， 电磁理论的创始人之一. 他创造性地提出场的思想， 最早引入磁场这一名称. 1831年发现电磁感应现象， 后又相继发现电解定律， 物质的抗磁性和顺磁性， 及光的偏振面在磁场中的 旋转.
2、法拉第电磁感应定律
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
实验表明，磁场相对于线圈或回路
S
改变大小或方向，会在回路中产生电
流，并且改变得越迅速，产生的电流
N
越大。
I
d
B
dt
2. 线圈或导体回路相对于磁场改变面积和取向
N
v
S
实验表明，导体回路相对于磁场改变面积和取向
会在回路中产生电流，并且改变得越迅速，产生的
电流越大。
I
d
S
I
dt d
B
dt
I d (B S ) dt
l
dB
(2)无限长载流直导线
a
B 0I 2 a
L 1
P
（3） 一段圆弧电流圆心处的磁感应强度
Bo
0I 2R
2
(1)
R B0 x
Io
推
广
(2)
I R
o×
B0
0I
2R
B0
0I
4R
(3) I
R ×o
B0
0I
8R
复习4：
规定：I与L成右手螺旋时,
一、安培环路定律
I为正，反之为负
B dl L
0 Ii
+–
电动势是标量，为了处理问题 方便，通常规定电动势的指向是从 电源负极经内电路指向电源的正极。 在内电路，电动势的指向就是电势 升高的方向。
+–
* 越大表示电源将其它形式能量转换为 电能的本领越大。其大小与电源结构有关， 与外电路无关。
三、电磁感应定律定律
1、楞次定律
闭合回路的感应电流的方向，总是 企图使感应电流本身所产生的通过回路 面积的磁通量, 去补偿或者反抗引起感 应电流的磁通量的变化.
dt
dt
那么t1 ～ t2 时间内通过导线上任一截面的感应电量大
L内
二、安培环路定律的应用
可以方便的计算具有一定对称性的电流分 布的磁感应强度
要记的结论：
1. 密绕直螺线管内部的磁感应强度
B 0nI
单位长度上的 匝数
2. 密绕螺绕环内部的磁感应强度
B内
0
NI
2r
0nI
第八章 电磁感应 电磁场
8-1 电磁感应的基本定律 8-2 动生电动势
8-1 电磁感应的基本定律
水池
非静电力欲使正电荷从低电位到高电位。
电源：将其它形式的能量转变为电能的装置.
电源内部电流从负极板到正极板叫内电路。
电源外部电流从正极板到负极板叫外电路。 + –
内、外电路连接而形成闭合回路，在电源作用下，
电荷在闭合回路中不断流动，形成稳恒电流。 在内电路中同时存在静电力与非静电力，用 FK 表
电动势正比于磁通量对时间变化率的负值.
k dΦ
dt
国际单位制 Φ
伏 特 k 1
韦伯
dΦ
dt
感应电动势的大小正比于通 过导体回路的磁通量的变化率.
dΦ
dt
N匝相同线圈时
d N d
dt
dt
磁通匝数（磁链） NΦ
若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
I N d
R
Rdt
d N d
线圈平面的法线 方向，与I方向
呈右手螺旋
复习3一：、毕奥-萨伐尔定律、磁场叠加原理
dB
0 4
Idl er r2
磁感强度叠加原理：
B
dB
0Idl er 4 r2
二、毕奥-萨伐尔定律应用
要记的结论：
I 2
(1) 长直载流直导线
注意:α 定义!
B
0 I（c
4πa
os1
c
os
）
2
Idl
r
用楞次定律判断感应电流方向的方法:
①.回路中是增加还是减少
②.由楞次定律确定感 方向
③.由感确定 B感 方向
④.由右手定则判定 I感 方向(I感和感成右手螺旋关系)
原 感
v
S
NN
S
用 楞
B
次
定 律
I
v
判
S
断
感
应 电
N
流
方
向
B
I
N
S v
法拉第（Michael Faraday， 1791－1867）
复习1
一、磁感应强度 二、洛伦兹力
Fm qv B
B Fmax qv
三、磁场的高斯定理
穿过闭合面的磁通量等于0.
S B dS 0
四、洛伦兹关系式
F
qE
qv
B
复习2
一、安培定律
磁场对电流元的作用力
dF Idl B
二、均匀磁场对载流线圈的作用力矩
定义磁矩 m NISen
M mB
示电荷q在电源中受到的非静电力
仿照静电场强，用 Ek Fk q 表示单位正电荷在电源中
所受非静电力，并将Ek 称为非静电性场强
在电源外部： Fk 0
EK 0
2、电动势
不同电源将一定量的正电荷从负极搬运到正极，非静 电力所做的功不同，为了描述电源非静电力做功的本 领。
定义电源电动势为：
将单位正电荷从电源的负极经过电源内部搬运到
预习要点 1. 领会电源电动势的定义及其物理意义，弄清
电动势指向的规定. 2. 领会楞次定律及其物理实质，注意应用楞次
定律判断感应电动势指向的方法. 3. 什么是法拉第电磁感应定律及其数学表达式.
一、电磁感应现象：
奥斯特
电流磁效应
对称性
磁的电效应？
两种情况：
1. 磁场相对于线圈或导体回路改变大小和方向
二、 电动势
1.电源、非静电力
如图，在导体中有稳恒电流流动就不 能单靠静电场，必须有非静电力把正 电荷从负极板搬到正极板才能在导体 两端维持有稳恒的电势差，
FK
+–
* 提供非静电力的装置就是电源，
如化学电池、硅（硒）太阳能电
泵
池，发电机等。实际上电源是把
能量转换为电能的装置。
静电力欲使正电荷从高电位到低电位。
穿过导体回 路的磁通量
只要穿过导体回路的磁通量发生变化，该导体
回路中就会产生电流。
I
d
(BS)
d
(Φ)
dt
dt
由磁通量的变化所引起的回路电流称为感应电流。
在电路中有电流通过，说明这个电路中存在电动势，
由磁通量的变化所产生的电动势称为感应电动势。
电流与电动势相比，电动势具有更根本的性质。 当穿过导体回路的磁通量发生变化时，回路中必 定产生感应电动势。把由于磁通量变化产生感应电 动势的现象，统称为电磁感应现象。