物理學(xué)(馬文蔚)8-1

1、第八章第八章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)電電 流流磁磁 場(chǎng)場(chǎng)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流 1831年法拉第年法拉第閉合回路閉合回路變化變化m 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)產(chǎn) 生生?問題的提出問題的提出8-1 8-1 電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律英國(guó)物理學(xué)家和化學(xué)家，英國(guó)物理學(xué)家和化學(xué)家，電磁理論的創(chuàng)始人之一電磁理論的創(chuàng)始人之一. .他創(chuàng)造性地提出場(chǎng)的思想，他創(chuàng)造性地提出場(chǎng)的思想，最早引入磁場(chǎng)這一名稱最早引入磁場(chǎng)這一名稱. . 1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，后又相繼發(fā)現(xiàn)電解定律，后又相繼發(fā)現(xiàn)電解定律，物質(zhì)的抗磁性和順磁性，物質(zhì)的抗磁性和順磁性，及光的偏振面在磁場(chǎng)中的及光的偏振面在磁場(chǎng)

2、中的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn). .法拉第法拉第（Michael Faraday, 17911867）1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象通過回路的通過回路的磁通量磁通量發(fā)生發(fā)生變化變化。產(chǎn)生電流的產(chǎn)生電流的共同點(diǎn)共同點(diǎn)是是感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì); ; 感應(yīng)電流只是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的具體表現(xiàn)感應(yīng)電流只是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的具體表現(xiàn). . 當(dāng)閉合回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路當(dāng)閉合回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就產(chǎn)生電流，這一現(xiàn)象被稱為中就產(chǎn)生電流，這一現(xiàn)象被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象。相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)則稱為相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)則稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。回路中所產(chǎn)

3、生的電流稱為回路中所產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流感應(yīng)電流。注意注意? I )(a)(b)(c)(d在無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線旁有相同大小的四個(gè)在無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線旁有相同大小的四個(gè)矩形線圈，分別作如圖所示的運(yùn)動(dòng)。矩形線圈，分別作如圖所示的運(yùn)動(dòng)。判斷回路中是否有感應(yīng)電流。判斷回路中是否有感應(yīng)電流。0 0 0 0 思思 考考閉合回路中感應(yīng)電流具有確定的方向，閉合回路中感應(yīng)電流具有確定的方向，它總是使感應(yīng)電流所產(chǎn)生的穿過回路的磁它總是使感應(yīng)電流所產(chǎn)生的穿過回路的磁通量，去通量，去補(bǔ)償補(bǔ)償或者或者反抗反抗引起感應(yīng)電流的引起感應(yīng)電流的磁磁通量的變化通量的變化。NSNS楞楞 次次2 楞次定律（楞次定律（判斷感應(yīng)電流方向判

4、斷感應(yīng)電流方向）NBS NSB 用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向II3 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) i 的大小與穿過回路的磁通量的大小與穿過回路的磁通量的變化率成正比的變化率成正比tidd (1)(1)該式僅對(duì)回路成立該式僅對(duì)回路成立。(2)(2)負(fù)號(hào)的意義負(fù)號(hào)的意義:N匝密繞線圈的法拉第電磁感應(yīng)定律匝密繞線圈的法拉第電磁感應(yīng)定律N B 磁通鏈磁通鏈表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是反抗磁通量的變化表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是反抗磁通量的變化負(fù)號(hào)是楞次定律具體表現(xiàn)負(fù)號(hào)是楞次定律具體表現(xiàn). .ttNidddd Nn繞行正方向繞行正方向0 0dd tN

5、0 i 0 0dd tn繞行正方向繞行正方向0 i 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)順順時(shí)針方向時(shí)針方向電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)逆逆時(shí)針方向時(shí)針方向SS確定電動(dòng)勢(shì)方向的步驟：確定電動(dòng)勢(shì)方向的步驟：2. 確定確定 的正負(fù)；的正負(fù)； 3. 確定確定 的正負(fù)；的正負(fù)；tdd 4. 確定確定 的正負(fù)，的正負(fù)， 與繞行方向相同；與繞行方向相同；，0 與繞行方向相反。與繞行方向相反。，0 1. 選定回路選定回路L 繞行方向，以確定繞行方向，以確定 的方向；的方向；n 負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與繞行回路方向相反，即沿負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與繞行回路方向相反，即沿回路的逆時(shí)針方向。回路的逆時(shí)針方向。XoBS 例例1. 矩形導(dǎo)體框的矩形導(dǎo)體

6、框的ab邊可以平行滑動(dòng)，長(zhǎng)為邊可以平行滑動(dòng)，長(zhǎng)為l 。整個(gè)回路放在磁。整個(gè)回路放在磁感強(qiáng)度為感強(qiáng)度為B B、方向與其平面垂直的均勻磁場(chǎng)中。若導(dǎo)線、方向與其平面垂直的均勻磁場(chǎng)中。若導(dǎo)線ab以恒定以恒定的速率的速率v向右運(yùn)動(dòng)，向右運(yùn)動(dòng)，求求閉合回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。閉合回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 abvB解解:dBlx 取順時(shí)針的繞行回路：取順時(shí)針的繞行回路：回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為: :tidd txBldd Bl Rl例例2.長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I=I0sint，在它附近放有一，在它附近放有一 矩形導(dǎo)體回路矩形導(dǎo)體回路. 求求回路中回路中 i=？ 解解:abIldrr設(shè)回路繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針，設(shè)回路繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針， baldrB baldrrtI 2sin00abtlIln2sin00 dtdi abtlIln2cos00 rIB 20 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) i是非靜電力作功是非靜電力作功!導(dǎo)體回路不動(dòng)，導(dǎo)體回路不動(dòng)，B變化