电磁感应与暂态过程PPT课件

b

磁通量变化
11
楞次定律的实质：
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中 的一种表现。
+ B
机械能 焦耳热
+
+ +
+ +
+ +
+ + + + + + + +
+ + + + + +
F+ + m
维持滑杆运动必须外 加一力，此过程为外力克
+ + + + + +
Ii
+
v + +
+ +
+
+ + + +
2
2
co s d
v
B
vB 2 R
方向：a
b
a
27
例5 磁场中,以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕 棒的一端转动，求铜棒两端的感应电动势.
解
一长为 L 的铜棒在磁感强度为 B 的均匀
d i ( v B) dl
vBdl
L
+ + + + + + + + + + B+ +
1 Φ2 1 Idt dΦ (Φ1 Φ2 ) R Φ1 R
6
(4)负号的物理意义——表明了 感应电动势的方向
步骤:
d dt
a.先任意规定一个方向为回路的正 方向，且回路所围面积的正法线与 其构成右手螺旋；

0
2
方向 OA 0的方向由O A
o UOA U AO OA
A
动生电动势
方法2：t 0作辅助线OA dt时刻.在OA处
dS 1 L2dt
2
L 顺 nˆ
d BdS 1 L2Bdt
2
d 1 L2B
dt 2
d 1 L2B
dt 2
0 d0 dt
0 逆
在OA处 由O A 用楞次定律来判断
0 与L反向
第七章 电磁感应和暂态过程
７.２动生电动势 ７.２.１动生电动势 ７.２.２动生电动势的计算 ７.２.３交流发电机原理
电磁感应定律
7.2 动生电动势
d d(B S)
dt
dt
dS 动 B dt
动生电动势的定义 闭合回路的整体或局部在稳定磁场中运动 而产生的电动势
电磁感应定律
说明：
① 由 实 验 可 知 磁 通 的 变化 原 因
B不变 S变
S不 变 B S不
B变
变 变(是S与B的
夹
角)
② 以 感 应 电 动 势 为 依 据， 有感不 一 定
有感
7.1.2 楞次定律
电磁感应定律
确定感应电流的方向
1.两种表述
表述1：感应电流的磁通量总是阻碍引起感 应电流的磁通量的变化。
d dt d dt
0 0
0 0
与L绕 向 同 向 与L绕 向 反 向
(2)举例：B t增大
电磁感应定律
B
t减
小
逆nˆ：＝着由B、B左L到d逆s右时0 针
d 0, 0,与L反 向
dt
0 d 0 dt
0 与L同 向
电磁感应定律

第六章 电磁感应与暂态过程
§1 前言（Preface）
一、本章的基本内容及研究思路
我们已研究了不随时间变化的静电场和 静磁场各自的性质，现在开始研究随时间变 化的电场和磁场。本章从实验现象揭示出电 磁感应现象及其产生的条件，然后归纳得到 法拉第电磁感应定律和楞次定律，并逐步深 入地讨论感应电动势的起因和本质，在此基 础上，研究自感、互感、涡电流、磁场能量 和暂态过程的基础知识和实际应用等有关问 题。电磁感应现象及其规律是电磁学的重要 内容之一，而电磁感应定律则是全章的中心。
第六章 电磁感应与暂态过程
（2）闭合电路的任何部分都不动，因空间磁 场发生变化，导致回路中磁通量的变化，这样产生 的感应电动势称为感生电动势（induced electromotive force）。此外，还有一种情况，即 磁场也变化，闭合电路也运动，此时产生的感应电 动势就是动生电动势和感生电动势的叠加。 电动势是由非静电力移动电荷做功而形成的， 我们自然要问：产生动生电动势和感生电动势的非 静电力究竟是什麽呢？为了对电磁感应现象有更深 刻的了解，下面做出较详尽的分析。
第六章 电磁感应与暂态过程
这种看法是否全面，请看实验三: [实验三]在稳恒磁场内有一闭合的金属线框A， 其中串联一灵敏电流计G，线框的a b部分为可沿水 平方向滑动的金属杆。无论ab朝哪个方向滑动，A 所在处的磁场并没有变化，但金属框所围的面积发 生了变化，结果也产生电流。
综合以上实验，可以看到一个共同的事实： 当穿过一闭合回路所围面积的磁通量（不论 什么原因）发生变化时，回路中就产生感应 电流，这种实验现象就称为电磁感应，这也 就是产生感应电流的条件。
第六章 电磁感应与暂态过程
【例1】判断演示实验—感应电流的方向

比较以上两实验共同点：有磁极相对运动参与。

电源


检流计
思考
(1)“相对运动”是否就是产生 i 的唯一 方式或原因？
(2)我们能否将“相对运动”当作产生 i 的必然条件而作为一般方法或结论固 定下来呢？
实验三 通、断小线圈电流。
观察现象得知： (1) 虽无相对运动，但仍有感应电流产生； (2) 以上实验的共同特点是线圈处的磁场发生了变化。 (3) 磁场变化是否是回路中产生i的一般条件？
第五章 电磁感应与暂态过程
§0 引言 §1 电磁感应定律 §2 动生电动势和感生电动势 §3 互感和自感 §4 暂态过程
§0 引言
奥斯特发现电流具有磁效应, 由对称性 人们会问： 磁是否会有电效应？
电流 磁场
法拉第经过十年的不懈努 力终于在1831年8月29日第一 次观察到电流变化时产生的感 应现象。
2、如何深入讨论 d ？
dt
综合 变化各情况，归纳如下：
(1)
B不变—
导
线回路或其
上一
部分导
体在B中运
动切
割
磁力线，引起 — 动生。
(2)
B变 化 —
导 线 回 路 固 定 不 动 ， 引起
变化，
产生 — 感生电动势。
一、动生电动势
1、动生电动势由洛仑兹力引起。
[讨论]
① 电动势仅存在于运动导线段上，此段相当于电源；
② 若一段导线在磁场中运动而无回路，则有电动势
而无电流；
③
电动势对应的非静电力为洛仑兹力（
v

B
）；
④ 导体怎样运动才产生电动势：形象地说——导体 切割磁感应线产生电动势。