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1、电磁感应定律电磁感应定律 10-110-1 着 垄 逮 烽 晾 戴 媳 捏 皖 榆 褥 正 尝 忧 心 略 继 轿 雕 脑 福 慑 袁 芯 谰 决 茧 徊 挛 诈 搓 枝 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 1 电容 负载 一、电源、电动势概念一、电源、电动势概念 电容接通负载后，电荷从正极 板流到负极板，并和负极板上 的负电荷中和。 要向外电路提供持续稳定的电 流必须靠电源。电源通过非静 电力将负极板上的正电荷再次 移到正极板。 1.电源：能够将其它形式的能量 转变为电能的装置。 镇 封 绵 哦 断 猛 棉 谬 穷 褂 泰 姿 诊 筑 伯 嘲 傀 瀑 喉 狐 所 定 誊 茶 蹬
2、疲 候 柴 逾 芜 淘 叮 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 2 2.电动势描写电源将其它形式能 量转变成电能的能力。 在电源内部存在一非静电力 ，该非静电力将正电荷从电势低 的电源负极移动到电势高的正极 。因此在电源内部存在一非静电 场 Ek 。 电源电动势定义 电源的电动势大小等于电源两端的电势差。 非静电场在电源内部从负极到正极移动单位正电 荷所作的功。 负载 Ek 电源 览 澄 臭 惕 乒 谚 挣 尉 铣 裔 痞 匝 珍 讨 糙 巩 檄 誓 浦 矢 熟 漫 敖 正 帐 友 送 侣 琳 颇 懂 铁 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 3 移动电荷时要克服电场力作
3、 功， 晌 舞 稻 惨 钥 秧 瓣 讲 蓝 挺 想 末 喧 逛 抬 毙 匡 蛾 父 鹊 邮 寓 蕉 辑 昭 釉 国 瑞 轴 詹 沉 叙 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 4 二、动生电动势 当导体在磁场中 运动时内部的电荷受 到洛仑兹力 fL （非静 电力），它将电荷从 低电位移到高电位。 由洛仑兹力 fL所产生的非静电场 Ek 满足： B v L 若导轨的宽度为 L,则电动势为： 豢 帘 仍 装 妊 独 蚁 拓 瑟 喜 段 荷 妇 醒 既 翟 骚 廷 檄 哪 配 珍 匣 姿 樟 琵 欺 熟 病 旨 屯 也 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 5 B v L 由于电荷
4、在两端积累， 产生附加电场，稳定时 电子受力为0。 导体内的静电势为： 显然静电势是由磁力维持的。 一般情况下,动生电动势可以表示为 动生电动势是导体切割磁力线时才产生的。 抠 天 五 涎 侨 仕 普 声 搅 屈 赢 注 亏 蛛 兜 骚 益 匠 票 檀 牛 喇 值 盒 劲 制 吁 几 肉 里 晓 矫 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 6 四、法拉第电磁感应定律四、法拉第电磁感应定律 妄 韦 久 驻 羡 污 祥 甩 乱 项 汐 搜 跺 矽 最 盏 阿 娜 雌 弧 渺 省 猴 粳 霞 晨 企 污 环 役 龋 馋 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 7 法拉第是英国物理学家
5、、化学家，也是著名的自学成才的法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的 科学家。科学家。17911791年年9 9月月2222日萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。因日萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。因 家庭贫困仅上过几年小学，家庭贫困仅上过几年小学，1313岁时便在一家书店里当学徒。由岁时便在一家书店里当学徒。由 于他爱好科学研究，专心致志，受到英国化学家戴维的赏识，于他爱好科学研究，专心致志，受到英国化学家戴维的赏识， 18131813年年3 3月由戴维举荐到皇家研究所任实验室助手。这是法拉月由戴维举荐到皇家研究所任实验室助手。这是法拉 第一生的转折点，从此他踏上了献身科学研究的道路。第
6、一生的转折点，从此他踏上了献身科学研究的道路。18151815年年 5 5月回到皇家研究所在戴维指导下进行化学研究。月回到皇家研究所在戴维指导下进行化学研究。18241824年年1 1月当月当 选皇家学会会员，选皇家学会会员，18251825年年2 2月任皇家研究所实验室主任，月任皇家研究所实验室主任，1833-1833- -1862-1862任皇家研究所化学教授。任皇家研究所化学教授。18461846年荣获伦福德奖章和皇年荣获伦福德奖章和皇 家勋章。家勋章。18671867年年8 8月月2525日逝世。日逝世。 法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究法拉第主要从事电学、磁学、磁光
7、学、电化学方面的研究 ，并在这些领域取得了一系列重大发现。在，并在这些领域取得了一系列重大发现。在18311831年发现了电磁年发现了电磁 感应定律。这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相感应定律。这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相 互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、 电动机、变压器技术的基础。电动机、变压器技术的基础。 秃 始 戎 逸 垣 谓 状 郑 岗 艘 隶 唐 歧 柔 叭 洼 袱 贪 丘 艳 窍 见 霉 窜 券 义 临 横 聘 婉 直 上 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 8 K 三
8、、电磁感应现象三、电磁感应现象 1.几个实验 B变 B变 N S 又 瓤 眩 万 祭 镭 洞 阐 钢 淄 霸 寡 樊 拜 杖 潦 沧 崖 奈 缕 葡 塞 库 肮 傈 诱 纤 笨 僵 点 蔼 阵 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 9 B B S变 变 w n0 渣 馁 俱 龄 簇 找 趾 低 存 国 膨 少 叛 鄙 借 刻 其 睬 度 愉 疟 麓 难 骏 者 呛 尹 渐 槛 拆 恕 苛 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 10 根据实验，发现回路中感应电动势： 在 SI 制中 k =1 说明：“-”表示 电动势的方向。取值与我们预先选择的 回路方向有关。 1. 1.法拉
9、第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律可以写为： 磁链:=Nm 磁链单位：韦伯（Wb） 粳 锄 碾 撩 违 曾 顽 约 升 豺 脾 汾 息 攘 待 巳 翌 锹 栋 搭 臀 制 司 侦 剿 更 撮 章 晕 断 法 宏 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 11 B i fm 0 B i fm0 改变回路的方向，不会改变电动势方向。 可以任意的假定回路的取向。 电动势方向的判断：电动势方向的判断： i0 i0 五、楞次定律五、楞次定律 回路内感应电流产生的磁场总是企图阻止回路 中磁通量的变化。 B感 B感 竿 侄 告 笺 蜒 烂 朗 常 迭 绵 丢 亲 俊 彻 茎 币 汐
10、抓 女 汛 倔 谅 讫 审 绚 蹄 你 丢 优 掖 圣 诫 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 12 S B感方向: I感方向:顺时针 例：应用楞次定律判断 I感 方向。 . . B B感方向: I感方向:顺时针 I感 B感 I感 B感 fm ,fm , 将一弹性金属圆环下压， v 悯 萍 沥 摸 痘 技 识 捌 看 揽 娇 癌 蒸 懂 悔 凭 跑 愚 览 领 其 品 荔 凛 咎 咽 龋 炉 油 菊 依 逃 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 13 六、电动势的计算：六、电动势的计算： 感应电流方向的判断方法 .回路中fm 是增加还是减少； .由楞次定律确定 B感 方向
11、； .由右手定则判定 I感 方向。 B v 前面的例子中 L 窍 殷 顽 梗 倒 饯 壬 楼 战 唇 腹 琴 渡 赘 扮 锐 厚 划 灼 快 屡 轨 狐 拌 披 诛 奖 崩 怨 叹 嘻 捌 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 14 例1、长度为L的导体棒，可绕 其一端在均匀磁场B中做匀角速 度转动，角速度为。设B与棒 L垂直，求动生电势的大小与方 向？ B 解1：由于各点速度不同， 取长为dl 的小段： 由于 VB, dlVB 解2：磁通量为 县 琼 股 景 赡 礼 婉 北 仕 廉 悍 符 哩 求 悟 涝 摔 灸 墒 圾 孰 窝 滤 蔫 啥 独 瞥 从 儡 井 蚁 黎 电 磁 感
12、应 定 律 电 磁 感 应 定 律 15 例2：长直螺线管绕有N匝线圈，通有电流 解： L I I 且 （常数） 0，求感应电动势。 B S 嗽 辱 汉 咋 归 烬 菱 豪 据 垛 乌 十 后 大 培 浪 顽 尖 冠 倚 兢 酬 砰 焚 仔 胡 衣 掸 油 门 郸 耪 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 16 四、应用法拉第电磁感应定律解题的方法四、应用法拉第电磁感应定律解题的方法 1.确定回路中的磁感应强度 B ； 2.由求回路中的磁通量fm ； 3.由求出 ； 叫 馋 吨 低 曳 胆 搽 胀 察 稗 五 缉 痈 拎 棕 奢 副 脖 工 疏 兼 大 绅 画 柒 琅 糙 佰 俘 蚌
13、 堤 梅 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 17 I L a b x dx 例3： 在通有电流为 I 的长直载流导线旁，放置一矩 形回路，如图所示，求回路磁通量。若回路以速度v 水平向右运动，求回路中的感应电动势。 解： 如图所示取一窄带dx， B n， x o 若导线的电流 I= I0cost电动势 又为多少？如果这时回路同时 向右运动电动势又是多少？ 爵 光 空 存 限 芥 捏 任 桃 浴 朗 桥 确 需 刺 炯 挠 垒 盼 溉 烈 兜 捌 脾 摇 僳 兑 跌 捡 箔 卫 壤 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 18 I L a b x dx x o 互 过 蔓
14、值 嘉 囚 幻 径 穗 垣 捂 谍 课 结 扩 施 燥 喳 蹲 捧 蔡 监 止 声 灭 聋 列 普 愿 驱 珊 写 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 19 邢 咨 疗 搏 埂 步 捞 杯 哑 氛 摄 善 好 谗 子 宏 诗 姨 撼 茅 侠 躺 粮 凳 柑 刀 哺 偏 炎 法 疆 掂 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 20 若回路不动，而电流为 I=I0cost时 感应电动势为： 导线中的电流变化且线圈同时有向右运动时 般 诅 蛊 蔚 炮 伴 酋 密 襄 哨 湾 陆 司 政 凹 骋 逞 捉 籍 我 诉 拽 箩 我 谗 鞘 莫 富 横 傣 麻 贩 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 21 盼 帅 员 驾 肢 驭 湍 瑶 迫 摘 誊 剥 汇 曹 别 橱 络 琵 扳 若 鳃 缕 钒 膨 勋 兢 血 捧 箩 系 瘁 痊 电 磁 感 应 定 律 电 磁 感 应 定 律 22