電磁感應(yīng)定律課件

練習(xí)七練習(xí)七1

法拉第（MichaelFaraday,1791-1867），偉大的英國物理學(xué)家和化學(xué)家.他創(chuàng)造性地提出場的思想，磁場這一名稱是法拉第最早引入的.他是電磁理論的創(chuàng)始人之一，于1831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，物質(zhì)的抗磁性和順磁性，以及光的偏振面在磁場中的旋轉(zhuǎn).電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，不但找到了磁生電的規(guī)律，更重要的是它揭示了電和磁的聯(lián)系，為電磁理論奠定了基礎(chǔ)。并且開辟了人類使用電能的道路。成為電磁理論發(fā)展的第一個(gè)重要的里程碑。法拉第（MichaelFaraday,2一電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象--當(dāng)回路磁通量發(fā)生變化時(shí)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。其電流叫感應(yīng)電流。一電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象--當(dāng)回路磁通量發(fā)生變化時(shí)3關(guān)于磁通量的變化引起磁通量變化的原因

1）穩(wěn)恒磁場中的導(dǎo)體運(yùn)動,或者回路面積變化、取向變化等動生電動勢2）導(dǎo)體不動，磁場變化感生電動勢關(guān)于磁通量的變化引起磁通量變化的原因2）導(dǎo)體不動，磁場變化4NS二、楞次定律（2）表述：閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是企圖使感應(yīng)電流本身所產(chǎn)生的通過回路中的磁通量，去補(bǔ)償或反抗引起感應(yīng)電流的磁通量的改變。（1）作用：判定感應(yīng)電流的方向。NS二、楞次定律（2）表述：閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總5NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向6NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向7（3）用楞次定律判別感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流）的步驟：C）用右手螺旋定則來確定感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流）的方向。A）明確的方向及變化情況（或）B）用阻止變化的規(guī)律確定的方向。I

·（電源內(nèi)部感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流方向一致）（3）用楞次定律判別感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流）的步驟：C）用右8NSNSNSNS違反能量守恒定律不違反能量守恒定律（4）楞次定律是能量守恒定律的一種表現(xiàn)NSNSNSNS違反能量守恒定律不違反能量守恒定律（4）楞次9

維持滑桿運(yùn)動必須外加一力，此過程為外力克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱.機(jī)械能焦耳熱++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++感應(yīng)電流的結(jié)果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對抗。大量事實(shí)證明：維持滑桿運(yùn)動必須外加一力，此過程為外力克服10

不論何種原因，當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，且感應(yīng)電動勢正比于磁通量對時(shí)間變化率的負(fù)值.三電磁感應(yīng)定律國際單位制韋伯伏特不論何種原因，當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回11說明：1、“一”表示εi的方向，是楞次定律的數(shù)學(xué)表述。

如何確定感應(yīng)電動勢的方向？

選定回路的繞行方向

定回路的法線方向，與繞行方向成右手螺旋判定以及的正負(fù)

說明：1、“一”表示εi的方向，是楞次定律的數(shù)學(xué)表述。如12LLLLLLLL132、通過回路任意截面的電量若閉合回路的電阻為R，感應(yīng)電流為時(shí)間內(nèi)，流過回路的電荷通過某個(gè)截面的感應(yīng)電荷只與磁通量的改變有關(guān)發(fā)明磁通計(jì)2、通過回路任意截面的電量若閉合回路的電阻為R，感應(yīng)電流143、閉合回路由

N

匝密繞線圈組成令稱為線圈的磁通鏈數(shù)通過每個(gè)線圈的磁通量分別為3、閉合回路由N匝密繞線圈組成令稱為線圈的磁通鏈15若線圈有N匝，各匝線圈通過的磁通相同：變壓器鐵心扼流圈鐵心線圈中的感應(yīng)電動勢等于線圈磁鏈對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)的負(fù)值。若線圈有N匝，各匝線圈通過的磁通相同：變壓器鐵心扼流圈鐵心線164、注意和說明：（1）“不論何種原因”B、S、cosθ三者之中任一個(gè)量變化，都會產(chǎn)生εi（2）a、若回路閉合，則有Ii、εib、若回路不閉合，則只有εi、無Ii、（3）εi方向，從低電位指向高電位abεi4、注意和說明：（1）“不論何種原因”B、S、cosθ三者之175、求εi：（1）基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律方法有兩種：a）先求大小，后用楞次定律判定b）大小和方向全由法拉第電磁感應(yīng)定律求出。5、求εi：（1）基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律方法有兩種18（2）解題步驟：法拉第電磁感應(yīng)定律a）任意規(guī)定一個(gè)正方向；b）確定法向n的方向，由n的方向確定Φm及其變化率的正負(fù)；c）利用計(jì)算，+_若則表示，εi的方向與規(guī)定的同向反向（2）解題步驟：法拉第電磁感應(yīng)定律a）任意規(guī)定一個(gè)正方向；b19例1：一載流長直導(dǎo)線通以電流離導(dǎo)線距離為a處有一底為b，高為C的與長直導(dǎo)線共面的三角形線圈。已知Im=10A，=314/sa=5cm，b=7cm，c=12cm。求線圈中的感應(yīng)電動勢。解：（建立坐標(biāo)系oxy）1）約定：磁通正方向與感應(yīng)電動勢符合右手螺旋關(guān)系。abc2）求分割成小面元dSoYX例1：一載流長直導(dǎo)線通以電流離導(dǎo)線距離為a處有一底為b，高為202）求abcoYX2）求abcoYX212）求oYXabc2）求oYXabc22oYXabc3）求：代入數(shù)值：2）求oYXabc3）求：代入數(shù)值：2）求23已知：B=Kt，LV求：例2均勻磁場與導(dǎo)體回路法線的夾角=600磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=Kt,（K為常數(shù)）。導(dǎo)線L且以速率V向右滑動，求回路中任一時(shí)刻的感應(yīng)電動勢。解：設(shè)右旋BXLL已知：B=Kt，L求：例2均勻磁場與導(dǎo)體回路法線的夾角24已知：B=Kt，LV求：解：設(shè)右旋BXL已知：B=Kt，L求：解：設(shè)右旋B25可見：1）與反向。2）電動勢分為兩部分，一部分是由場變引起的，一部分由導(dǎo)線運(yùn)動所引起的。3）利用求感應(yīng)電動勢的步驟：約定磁通與感應(yīng)電動勢右旋找出用求其值BXL可見：1）與反向。2）電動勢分為兩部分，一部分是由場26例3在通有電流I的長直導(dǎo)線附近，有一邊長為2a的正方形線框，該線圈繞其中心OO’以角速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)OO’與長導(dǎo)線間距離為b（如圖所示），求線框中的感應(yīng)電動勢。C’bADEBOO’C2aIABC’Caar1r2I頂視圖解：設(shè)右旋通過線圈的磁通，為線圈在由電流I和線圈軸線OO’組成的平面內(nèi)的線圈投影面積中的磁通。例3在通有電流I的長直導(dǎo)線附近，有一邊長為2a的正方形線27ABC’Caar1r2I頂視圖IOO’2abC’Cr1r2r由圖可知：bABC’Caar1r2I頂IOO’2abC’Cr1r2r由圖28ABC’Caar1r2I頂視圖IOO’2abC’Cr1r2rABC’Caar1r2I頂IOO’2abC’Cr1r2r29ABC’Caar1r2I頂視圖IOO’2abC’Cr1r2rABC’Caar1r2I頂IOO’2abC’Cr1r2r30解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：t=2，εi=31V例4、如圖，磁場方向與線圈平面垂直，且穿入紙面向內(nèi)，設(shè)通過線圈回路的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系為求1）2s時(shí)，2）電阻R上的電流方向如何？由于磁通量隨時(shí)間的增加而增大，由楞次定律可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，所以電流通過電阻時(shí)的方向?yàn)閺淖笙蛴?。Ri解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：t=2，εi=31V例4、如圖31例5：無線長直導(dǎo)線電流I＝I0sint，求如圖矩形線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢解：設(shè)向里的方向?yàn)榉ň€方向，回路方向?yàn)轫槙r(shí)針方向Iabl例5：無線長直導(dǎo)線電流I＝I0sint，求如圖矩形線圈內(nèi)的32例6、已知正方形線圈邊長截面積

2）線圈轉(zhuǎn)動時(shí)的最大感應(yīng)電動勢及該時(shí)位置3）由圖示位置轉(zhuǎn)1秒時(shí)，其內(nèi)的感應(yīng)電動勢4）轉(zhuǎn)過1800時(shí)通過線圈任一截面的電量。aL求：1）由圖示位置旋轉(zhuǎn)300時(shí)，線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢例6、已知正方形線圈邊長截面積2）線圈轉(zhuǎn)動時(shí)的最大感應(yīng)電33解：設(shè)角速度為

（1）

（2）

aL如圖所示，t＝0時(shí)，逆時(shí)針為回路方向解：設(shè)角速度為（1）（2）aL如圖所示，34

（3）（4）這里都用1匝來考慮。（3）（4）這里35練習(xí)七練習(xí)七36

法拉第（MichaelFaraday,1791-1867），偉大的英國物理學(xué)家和化學(xué)家.他創(chuàng)造性地提出場的思想，磁場這一名稱是法拉第最早引入的.他是電磁理論的創(chuàng)始人之一，于1831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，物質(zhì)的抗磁性和順磁性，以及光的偏振面在磁場中的旋轉(zhuǎn).電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，不但找到了磁生電的規(guī)律，更重要的是它揭示了電和磁的聯(lián)系，為電磁理論奠定了基礎(chǔ)。并且開辟了人類使用電能的道路。成為電磁理論發(fā)展的第一個(gè)重要的里程碑。法拉第（MichaelFaraday,37一電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象--當(dāng)回路磁通量發(fā)生變化時(shí)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。其電流叫感應(yīng)電流。一電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象--當(dāng)回路磁通量發(fā)生變化時(shí)38關(guān)于磁通量的變化引起磁通量變化的原因

1）穩(wěn)恒磁場中的導(dǎo)體運(yùn)動,或者回路面積變化、取向變化等動生電動勢2）導(dǎo)體不動，磁場變化感生電動勢關(guān)于磁通量的變化引起磁通量變化的原因2）導(dǎo)體不動，磁場變化39NS二、楞次定律（2）表述：閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是企圖使感應(yīng)電流本身所產(chǎn)生的通過回路中的磁通量，去補(bǔ)償或反抗引起感應(yīng)電流的磁通量的改變。（1）作用：判定感應(yīng)電流的方向。NS二、楞次定律（2）表述：閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總40NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向41NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向NSNS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向42（3）用楞次定律判別感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流）的步驟：C）用右手螺旋定則來確定感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流）的方向。A）明確的方向及變化情況（或）B）用阻止變化的規(guī)律確定的方向。I

·（電源內(nèi)部感應(yīng)電動勢與感應(yīng)電流方向一致）（3）用楞次定律判別感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流）的步驟：C）用右43NSNSNSNS違反能量守恒定律不違反能量守恒定律（4）楞次定律是能量守恒定律的一種表現(xiàn)NSNSNSNS違反能量守恒定律不違反能量守恒定律（4）楞次44

維持滑桿運(yùn)動必須外加一力，此過程為外力克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱.機(jī)械能焦耳熱++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++感應(yīng)電流的結(jié)果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對抗。大量事實(shí)證明：維持滑桿運(yùn)動必須外加一力，此過程為外力克服45

不論何種原因，當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，且感應(yīng)電動勢正比于磁通量對時(shí)間變化率的負(fù)值.三電磁感應(yīng)定律國際單位制韋伯伏特不論何種原因，當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回46說明：1、“一”表示εi的方向，是楞次定律的數(shù)學(xué)表述。

如何確定感應(yīng)電動勢的方向？

選定回路的繞行方向

定回路的法線方向，與繞行方向成右手螺旋判定以及的正負(fù)

說明：1、“一”表示εi的方向，是楞次定律的數(shù)學(xué)表述。如47LLLLLLLL482、通過回路任意截面的電量若閉合回路的電阻為R，感應(yīng)電流為時(shí)間內(nèi)，流過回路的電荷通過某個(gè)截面的感應(yīng)電荷只與磁通量的改變有關(guān)發(fā)明磁通計(jì)2、通過回路任意截面的電量若閉合回路的電阻為R，感應(yīng)電流493、閉合回路由

N

匝密繞線圈組成令稱為線圈的磁通鏈數(shù)通過每個(gè)線圈的磁通量分別為3、閉合回路由N匝密繞線圈組成令稱為線圈的磁通鏈50若線圈有N匝，各匝線圈通過的磁通相同：變壓器鐵心扼流圈鐵心線圈中的感應(yīng)電動勢等于線圈磁鏈對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)的負(fù)值。若線圈有N匝，各匝線圈通過的磁通相同：變壓器鐵心扼流圈鐵心線514、注意和說明：（1）“不論何種原因”B、S、cosθ三者之中任一個(gè)量變化，都會產(chǎn)生εi（2）a、若回路閉合，則有Ii、εib、若回路不閉合，則只有εi、無Ii、（3）εi方向，從低電位指向高電位abεi4、注意和說明：（1）“不論何種原因”B、S、cosθ三者之525、求εi：（1）基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律方法有兩種：a）先求大小，后用楞次定律判定b）大小和方向全由法拉第電磁感應(yīng)定律求出。5、求εi：（1）基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律方法有兩種53（2）解題步驟：法拉第電磁感應(yīng)定律a）任意規(guī)定一個(gè)正方向；b）確定法向n的方向，由n的方向確定Φm及其變化率的正負(fù)；c）利用計(jì)算，+_若則表示，εi的方向與規(guī)定的同向反向（2）解題步驟：法拉第電磁感應(yīng)定律a）任意規(guī)定一個(gè)正方向；b54例1：一載流長直導(dǎo)線通以電流離導(dǎo)線距離為a處有一底為b，高為C的與長直導(dǎo)線共面的三角形線圈。已知Im=10A，=314/sa=5cm，b=7cm，c=12cm。求線圈中的感應(yīng)電動勢。解：（建立坐標(biāo)系oxy）1）約定：磁通正方向與感應(yīng)電動勢符合右手螺旋關(guān)系。abc2）求分割成小面元dSoYX例1：一載流長直導(dǎo)線通以電流離導(dǎo)線距離為a處有一底為b，高為552）求abcoYX2）求abcoYX562）求oYXabc2）求oYXabc57oYXabc3）求：代入數(shù)值：2）求oYXabc3）求：代入數(shù)值：2）求58已知：B=Kt，LV求：例2均勻磁場與導(dǎo)體回路法線的夾角=600磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=Kt,（K為常數(shù)）。導(dǎo)線L且以速率V向右滑動，求回路中任一時(shí)刻的感應(yīng)電動勢。解：設(shè)右旋BXLL已知：B=Kt，L求：例2均勻磁場與導(dǎo)體回路法線的夾角59已知：B=Kt，LV求：解：設(shè)右旋BXL已知：B=Kt，L求：解：設(shè)右旋B60可見：1）與反向。2）電動勢分為兩部分，一部分是由場變引起的，一部分由導(dǎo)線運(yùn)動所引起的。3）利用求感應(yīng)電動勢的步驟：約定磁通與感應(yīng)電動勢右旋找出用求其值BXL可見：1）與反向。2）電動勢分為兩部分，一部分是由場61例3在通有電流I的長直導(dǎo)線附近，有一邊長為2a的正方形線框，該線圈繞其中心OO’以角速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)OO’與長導(dǎo)線間距離為b（如圖所示），求線框中的感應(yīng)電動勢。C’bADEBOO’C2aIABC’Caar1r2I頂視圖解：設(shè)右旋通過線圈的磁通，為線圈在由電流I和線圈軸線OO’組成的平面內(nèi)的線圈投影面積中的磁通。例3在通有電流I的長直導(dǎo)線附近，有一邊長為2a的正方形線62ABC’Caar1r2I頂視圖IOO’2abC’Cr1r2r由圖可知：bABC’C