大學(xué)物理課件81

1變化中的磁場和電場結(jié)構(gòu)框圖法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動勢的計算磁場能量麥克斯韋的兩條假設(shè)渦旋電場位移電流經(jīng)典電磁理論的基本方程1變化中的磁場和電場結(jié)構(gòu)框圖法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動勢的計2復(fù)習(xí)：電源電動勢———穩(wěn)恒電場的能量來源（教239）電源作用：提供非靜電力，將由負(fù)極板移向正極，保持極板間電勢差，以形成持續(xù)的電流。+-2復(fù)習(xí)：電源電動勢———穩(wěn)恒電場的能量來源（教239）電源3作用機(jī)理：反抗做功，將其他形式能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軘嗦罚簳r平衡通路外電路：內(nèi)電路：作用，將由正極負(fù)極將由負(fù)極正極共同作用形成持續(xù)電流。3作用機(jī)理：反抗做功，斷路：時平衡通路外電路4能量轉(zhuǎn)換外電路：內(nèi)電路：做功如何？非靜電場強(qiáng)：非靜電力搬運(yùn)單位正電荷繞閉合回路一周做功：非靜電力為非保守力4能量轉(zhuǎn)換外電路：內(nèi)電路：做功如何？非靜電場強(qiáng)：非靜電力5：可量度電源將其他形式能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰Υ笮《x：電源電動勢若只在內(nèi)電路存在：規(guī)定指向：5：可量度電源將其他形式能定義：電源電動勢若只在內(nèi)電路6相對論建立以前，人們通過對變化中的場的研究認(rèn)識到電場與磁場的聯(lián)系，并建立了經(jīng)典電磁學(xué)的基本方程。電磁感應(yīng)一.法拉第電磁感應(yīng)定律1820年：奧斯特實(shí)驗(yàn)：電—磁1821—1831年：法拉第實(shí)驗(yàn)：磁—電對稱性什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象？電磁感應(yīng)現(xiàn)象的四個演示實(shí)驗(yàn)。6相對論建立以前，人們通過對變化中的場的研究認(rèn)識到電磁感應(yīng)一7實(shí)驗(yàn)一：將條形磁鐵插入或拔出線圈的瞬時與線圈相連的電流表會指示有電流產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)二：將通電線圈插入或拔出瞬時與線圈相連的電流表會指示有電流產(chǎn)生。7實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)二：8實(shí)驗(yàn)三：無論是在接通還是斷開L1電源的瞬間，在L2中都有電流產(chǎn)生；如果L1外接可調(diào)電阻，則在電阻發(fā)生變化的同時，L2中也會有電流產(chǎn)生。8實(shí)驗(yàn)三：9在前兩個實(shí)驗(yàn)中，由于磁鐵與線圈或線圈與線圈的相對位置發(fā)生變化使空間磁場發(fā)生了變化。第三個實(shí)驗(yàn)則是通過調(diào)整電流使空間磁場發(fā)生了變化。由這三個實(shí)驗(yàn)看出，不管使用什么方法，只要使與電流表相連的線圈周圍的磁場發(fā)生變化，這個線圈中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種認(rèn)識是否全面呢？9在前兩個實(shí)驗(yàn)中，由于磁鐵與線圈或線圈與線圈的這種認(rèn)識是否全10實(shí)驗(yàn)四：在這個實(shí)驗(yàn)中，磁場是不變的，但在回路中還是產(chǎn)生了電流。從直接引起的效果來看，磁場的變化和線框面積的變化有一個共同點(diǎn)，這就是它們都使穿過線圈或線框的磁感應(yīng)強(qiáng)度的通量，即磁通量發(fā)生了變化。10實(shí)驗(yàn)四：從直接引起的效果來看，磁場的變化和線框面積的變化11當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，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間變化率的負(fù)值.電磁感應(yīng)定律國際單位制韋伯伏特11當(dāng)穿過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時12（1）閉合回路由

N

匝密繞線圈組成磁通匝數(shù)（磁鏈）（2）若閉合回路的電阻為R，感應(yīng)電流為12（1）閉合回路由N匝密繞線圈組成磁通匝數(shù)（磁13:通過線圈的磁通鏈數(shù)（全磁通）討論：(2)式中負(fù)號含義,楞次定律的本質(zhì)是什么？(1)通量還是通量？還是二者皆可？(3)引起變化的原因有哪些？與參考系選擇有關(guān)嗎？結(jié)論：閉合回路中感應(yīng)電動勢的大小與通過回路的磁通量的變化率成正比：這就是：法拉第電磁感應(yīng)定律13:通過線圈的磁通鏈數(shù)（全磁通）討論：(2)14(1)通量還是通量？還是二者皆可？引起閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的是通過回路的通量的變化，而不是通量的變化中學(xué)：原副線圈實(shí)驗(yàn)原線圈付線圈鐵棒14(1)通量還是通量？還15原線圈付線圈鐵棒引起閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的是通過回路的通量的變化，而不是通量的變化15原線圈付線圈鐵棒引起閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的是通過回路16(2)式中負(fù)號含義,楞次定律的本質(zhì)是什么？如右所示，用楞次定律分析可知，無論磁棒插入還是拔出線圈的過程中，都要克服磁阻力而作功，正是這部分機(jī)械功轉(zhuǎn)化成感應(yīng)電流所釋放的焦耳熱，所以小燈泡亮了。能量守恒16(2)式中負(fù)號含義,楞次定律的本質(zhì)是什么？如右所示，17NS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向NS17NS用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向NS18(3)引起變化的原因有哪些？與參考系選擇有關(guān)嗎？引起變化的原因：對線圈參考系：變化對磁鐵參考系：不同慣性系中的變換很難概括為一個簡單公式，分兩種情況處理。18(3)引起變化的原因有哪些？與參考系選擇有19二.動生電動勢1.磁場不變，導(dǎo)體運(yùn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫動生電動勢。平衡時

~電源，反抗做功，將由負(fù)極正極，維持的非靜電力—

洛侖茲力2.產(chǎn)生機(jī)理：產(chǎn)生的非靜電力是什么？（形成穩(wěn)定電壓）19二.動生電動勢1.磁場不變，導(dǎo)體運(yùn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電20產(chǎn)生的非靜電力非靜電場強(qiáng)由電動勢定義：或：注:動生電動勢只存在于運(yùn)動導(dǎo)體內(nèi)。20產(chǎn)生的非靜電力非靜電場強(qiáng)由電動勢定義：或：注:214.計算（兩種方法）(1)由電動勢定義求(2)由法拉第定律求如果回路不閉合，需加輔助線使其閉合。大小和方向可分別確定。（前提：閉合回路）214.計算（兩種方法）(1)由電動勢定義求(2)22

例在勻強(qiáng)磁場中,置有面積為S的可繞軸轉(zhuǎn)動的N匝線圈.若線圈以角速度

作勻速轉(zhuǎn)動.求線圈中的感應(yīng)電動勢.22例在勻強(qiáng)磁場中,置有面積為S的232324交流電24交流電25解

例1一長為的銅棒在磁感強(qiáng)度為的均勻磁場中,以角速度在與磁場方向垂直的平面上繞棒的一端轉(zhuǎn)動，求銅棒兩端的感應(yīng)電動勢.×××××××××××××××××××××××××oP

方向O

P25解例1一長為的銅棒在磁感26×××××××××××××××××××××××××oP

方向O

P26×××××oP27

例2一導(dǎo)線矩形框的平面與磁感強(qiáng)度為的均勻磁場相垂直.在此矩形框上,有一質(zhì)量為長為的可移動的細(xì)導(dǎo)體棒;矩形框還接有一個電阻,其值較之導(dǎo)線的電阻值要大得很