大学物理电磁感应定律.ppt

10 - 1 电磁感应定律
一 电磁感应现象
第十章 电磁感应
10 - 1 电磁感应定律
第十章 电磁感应
涡电流跳圈
结论：
当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，不 管这种变化是由什么原因导致的，回路中有 电流产生。
电磁感应现象中产生的电流称为感应电流， 相应的电动势称为感应电动势。
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若线圈以角速度
作匀速转动. 求线圈 中的感应电动势.
o
ω
第十章 电磁感应
o'
N
en
B
iR
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已知 S , N , 求
解
设 t 0 时,
I 1 dΦ
R R dt
t t2 t1 时间内，流过回路的电荷q 来自t2 Idtt1
1 R
Φ2 dΦ
Φ1
1 R (Φ1
Φ2 )
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第十章 电磁感应
1 q R (Φ1 Φ2 )
表明q仅与磁通量的变化量成正比，而与磁 通量的变化快慢无关
（磁通计的设计原理在此。）
n
N
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dΦ
dt
Φ 0（ B与回路成右螺旋）
dΦ 0 0
dt
与回路取向相同
第十章 电磁感应
选顺时针为正
B
n
N
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第十章 电磁感应
1）闭合回路由 N 匝密绕线圈组成
d 磁通磁链 NΦ
dt
当线圈有 N 匝时
N dΦ
dt
2）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
用
楞
B
B
次
定
I
v
I
律
S
判
N
断
感
N
S v
应
电
流
方
引起感应电流的原因：磁通量增加
向
感应电流的效果：阻碍磁通量增加
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第十章 电磁感应
例：如图，在直导线中突然通以电流， 则线圈如何运动？
答案：向远处离去，但不转动。
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第十章 电磁感应
楞次定律 闭合回路中感应电流的方向，总是使得它 所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。
B
n N
i
N
第十章 电磁感应
S
S
B 的方向与
n 的方向一致
Φ0
当 N 极远离线圈时： dΦ 0 0 dt 感应电动势的方向与绕行方向一致。
感应电流产生的磁场阻碍磁铁的运动， 反抗原磁通量的变化。
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第十章 电磁感应
法拉第定律中的 “负号”是楞次定律的数学表示：
dΦ
二 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， 且感应电动势正比于磁通 量对时间变化率的负值.
第十章 电磁感应
k dΦ
dt
国际单位制
Φ
伏特
韦伯 k 1
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第十章 电磁感应
i
d
dt
大小：
i
d
dt
方向： 由式中的负号（或
楞次定律）判断。
主要用于对各种永磁体感 应磁通值的测定，便于掌握 磁钢或磁瓦的整体磁性能。
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第十章 电磁感应
B
n S ii
N
N
S
B 的方向与
n 的方向一致
Φ0
当 N 极移近线圈时：
dΦ 0 dt
0
感应电动势的方向与绕行方向相反。
感应电流产生的磁场阻碍磁铁的运动，
反抗原磁通量的变化。
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2.主要工作
第十章 电磁感应
1821年法拉第读到了奥斯特的描述他发现电流 磁效应的论文《关于磁针上的电碰撞的实验》。 该文给了他很大的启发，使他开始研究电磁现象。 经过十年的实验研究（中间曾因研究合金和光学 玻璃等而中断过），在1831年，他终于发现了电 磁感应现象。
1833年，法拉第发现了电解定律，1837年发 现了电解质对电容的影响，引入了电容率概念。 1845年发现了磁光效应，后又发现物质可分为顺 磁质和抗磁质等。
楞次定律的本质 是能量守恒定律
机械能
焦耳热
B+
+
+ +
+
+
+ + F+
++
++
+
I
+
i
+ + +
++
+ + v+F外+
++++++++
++++++++
维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克 服安培力做功转化为焦耳热.
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四 电磁感应定律的应用
例 在匀强磁场中, 置有面积为 S 的可绕 轴转动的N 匝线圈 .
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第十章 电磁感应
1812年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。 次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实验 室当助理研究员。这年底，作为助手和仆人，他随戴维到 欧洲大陆考察漫游，结识了不少知名科学家，如安培、伏 打等，这进一步扩大了他的眼界。1815年春回到伦敦后， 在戴维的支持和指导下作了好多化学方面的研究工作。 1821年开始担任实验室主任，一直到1865年。1824年， 被推选为皇家学会会员。次年法拉第正式成为皇家学院教 授。1851年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被 他坚决推辞掉了。1867年8月25日，他坐在书房的椅子 上安祥地离开了人世。遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻 了名字和生死年月。
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第十章 电磁感应
I 1820年 奥斯特实验
电磁
1831年 法拉弟电磁感应定律 磁电
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法拉第简介
（Michael Faraday,1791-1867)
第十章 电磁感应
1.生平
法拉第于1791年出生在英国伦敦附近的一个小村里， 父亲是铁匠，自幼家境贫寒，无钱上学读书。13岁时到 一家书店里当报童，次年转为装订学徒工。在学徒工期间， 法拉第除工作外，利用书店的条件，在业余时间贪婪地阅 读了许多科学著作，例如《化学对话》、《大英百科全书》 的《电学》条目等，这些著作开拓了他的视野，激发了他 对科学的浓厚兴趣。
步骤：
1. 先选定回路正方向
n
2. 由此确定回路所包围面积 的正法线方向
3. 若 0
其方向沿回路正方向
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感应电动势的方向
dΦ
dt
Φ 0（ B与回路成右螺旋）
dΦ Φ(t dt) Φ(t)
dΦ 0 0
dt
与回路取向相反
第十章 电磁感应
选逆时针为正
B
dt
三 楞次定律
感应电流的效果总是反抗 引起感应电流的原因。
BF N
v
S
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第十章 电磁感应
感应电流的效果反抗引起感应电流的原因
a
感应电流
f v
b 感应电流
产生 阻碍 产生 阻碍
导线运动 磁通量变化
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第十章 电磁感应