大学物理电磁感应定律.ppt
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大学物理课件:第十章第十章变化电磁场的基本规律一、基本要求1.掌握法拉第电磁感应定律。
2.理解动生电动势及感生电动势的概念,本质及计算方法。
3.理解自感系数,互感系数的定义和物理意义,并能计算一些简单问题。
4.了解磁能密度的概念5.了解涡旋电场、位移电流的概念,以及麦克斯韦方程组(积分形式)的物理意义,了解电磁场的物质性。
二、基本内容1.电源的电动势在电源内部,把单位正电荷由负极移到正极时,非静电力所做的功为作用于单位正电荷上的非静电力,电动势方向为电源内部电势升高的方向。
2.法拉第电磁感应定律当闭合回路面积中的磁通量随时间变化时,回路中即产生感应电动势:方向由式中负号或楞次定律确定。
该定律是电磁感应的基本规律,无论是闭合回路还是通过作辅助线形成闭合回路,只要能够求出该回路所围面积的磁通量,就可以应用定律得到该回路中的感应电动势。
自感、互感电动势也是该定律的直接结果。
3..动生电动势动生电动势是导体在稳恒磁场中运动而产生的感应电动势,它的起源是非静电场力——洛伦兹力,其数学表达式为i或ab式中,动生电动势方向沿()方向。
如ab>0,则Va0,由楞次定律i>0,回路感应电流的方向为顺时针方向(俯视)。
10-5如图所示,一个半径为,电阻为的刚性线圈在匀强磁场中绕轴以转动,若忽略自感,当线圈平题10-5图面转至与平行时,求:(1)AB、AC各等于多少?(注意)(2)确定两点哪点电势高?两点哪点电势高?解:(1)在圆弧CA某点上取一线元,方向如图,与的夹角为,线元因切割磁力线而产生的动生电动势i所以I-间任一段由~的圆弧的动生电动势题10-5图i故BACA(2)由(1)知CA0,则i方向为ADCBA顺时针绕向。
(2)回路沿轴正向运动,,时,时,矩形回路在时刻的磁通量==ii方向为ADCBA(3)回路绕轴以匀速转动。
设回路平面与轴夹角为,在回路中取面积元,与轴相距为,通过面积元的磁通量题10-6(b)图矩形回路的磁通量感应电动势i=方向为ABCDA10-7如图所示,一长直导线通有电流,其附近有正方形线圈,线圈绕轴以匀角速旋转,转轴与导线平行,二者题10-7图相距为,且在线圈平面内与其一边平行并过中心,求任意时刻线圈中的感应电动势。