清華-電磁感應(yīng)1

第十七章電磁感應(yīng)17—1.1電源的電動勢一、電源：電流穩(wěn)恒的條件：當(dāng)開關(guān)k合上后，A→B形成電流，但不穩(wěn)恒。當(dāng)UA=UB

時，電荷停止運(yùn)動，i=0維持回路中有恒定電流的條件：UAB=常量即：要設(shè)法使運(yùn)動至B的正電荷再回到A?！仨氂蟹庆o電力假設(shè)有一裝置可以提供某種非靜電力，使正電荷能夠克服靜電力從低電勢位置運(yùn)動至高電勢位置，那么回路中的電流可能維持穩(wěn)恒。電源電源的正極正極電源的負(fù)極負(fù)極正極負(fù)極電源1.可見，電源必定有兩個能力：⑴提供非靜電力；⑵維持兩極間的電勢差，即：把其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱菽堋?.電源的內(nèi)部——內(nèi)電路，內(nèi)電路電源的外部——外電路，外電路內(nèi)、外電路構(gòu)成閉合回路。結(jié)論：在電源的作用下，電荷才可以在閉合回路中不斷運(yùn)動，形成穩(wěn)恒電流。二、電動勢：1.定義：正極負(fù)極電源內(nèi)電路設(shè)正電荷q從負(fù)極正極電源提供的非靜電力做功為Ak，那么：定義：電源電動勢假設(shè)非靜電力表示為：非靜電性場強(qiáng)把單位正電荷從負(fù)極板經(jīng)內(nèi)電路搬至正極板，電源非靜電力做的功。2.說明：⑴電動勢是標(biāo)量，反映了非靜電力克服靜電力作功的能力。規(guī)定：在電源內(nèi)部“－〞→“＋〞時電動勢為正，電源處于供電狀態(tài)。“＋〞→“－〞時電動勢為負(fù)，電源處于非供電狀態(tài)。⑵非靜電力所作功記為Ak，且：當(dāng)把正電荷從負(fù)極經(jīng)內(nèi)電路移至正極時，非靜電力作正功。⑶閉合回路中的電動勢可表示為：⑷電動勢為電源的本質(zhì)參數(shù)，可以用其表示電源。符號為：電流磁場激發(fā)電磁感應(yīng)感應(yīng)電流1831年法拉第實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生閉合回路Φm變化

17—1.2法拉第電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生條件：1.什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象:2.產(chǎn)生條件:V32.產(chǎn)生條件:閉合回路

m變化時回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流:Ii

B變化S變化

變化實(shí)質(zhì)產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢

i

即:閉合回路△

m

0感應(yīng)電動勢

i產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電流Ii二、法拉第電磁感應(yīng)定律：1.內(nèi)容：當(dāng)通過閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，在閉合回路內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

i

，且與磁通對時間變化率的相反數(shù)成正比。當(dāng)采用SI制時，可表示為：2.說明：(1)適用于閉合回路。(2)式中的負(fù)號反映了閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向，是楞次定律的表達(dá)。具體應(yīng)用時：(2)式中的負(fù)號反映了閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向，是楞次定律的表達(dá)。具體應(yīng)用時：A.對閉合回路L，可事先人為設(shè)定一個正的繞行方向；由電動勢定義知，感應(yīng)電動勢可寫為：B.①式中S是指以回路L為邊界的任意曲面；②其方向與回路的正繞向成右手系。C.根據(jù)定律假設(shè)在上述符號規(guī)定下得到：感應(yīng)電動勢方向與人為設(shè)定的回路正繞向一致。感應(yīng)電動勢方向與人為設(shè)定的回路正繞向相反。(3)感應(yīng)電流：其中：R為回路總電阻。感應(yīng)電量：(4)假設(shè)閉合回路由N匝回路串聯(lián)而成，且每匝的磁通變化率相同，——磁鏈例1：在均勻磁場中有一矩形導(dǎo)體線框，且線框面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直。AB邊可沿BC、DA邊以勻速率V向右滑動。設(shè)：

AB=CD=l。求：線框中的感應(yīng)電動勢。解：取ABCDA為回路繞行方向，設(shè)：任意時刻AB、CD相距為x，通過ABCDA回路所圍面積的磁通為：法拉第電磁感應(yīng)定律：即：感應(yīng)電動勢的方向與回路方向一致，為：ABCDA例2：一通電的長直導(dǎo)線：i=I0sint，其旁放有一滑動邊可沿長直導(dǎo)線方向以勻速率V移動的矩形線框。初始時刻(t=0)，滑動邊與對邊(靜止邊)重合，各尺寸關(guān)系如圖。求：任意時刻的感應(yīng)電動勢。解：方法一：法拉第電磁感應(yīng)定律：建立圖示or軸，設(shè)在t時刻，i>0。在此刻：電流在線框處的磁場分布：方向：回路繞向：設(shè)為順時針，即：其法向?yàn)槿鐖D，在線框中取微元dr，電流在線框處的磁場分布：