第13章 电磁感应复习-01教学课件.ppt

大学物理(A2) 北京信息科技大学 第十三章 电磁感应 电磁场 第 十三 章 电磁感应 电磁场 第 十三 章 电 磁 感 应 （总 结） 电动势方向的判断：在电源内部由低电势指向高电势。 法拉第电磁 感应定律 感应电动势 ① 动生电动势 ② 感生电动势 ③ 自感电动势 ④ 互感电动势 电磁感应 法拉第电磁感应定律 （1）电磁感应现象的必要条件：通过闭合回路的磁通量发生变化。需要强调的是不是磁通量本身，而是磁通量的变化率才是电磁感应的原因。 （2）如果回路是N匝密绕线圈组成： 讨论 磁通量的 变化率 G G 闭合回路中产生的感应电流具有确定的方向，它总是用本身在该回路中产生的磁通量，去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化。 三、楞次定律 判断感应电流方向的楞次定律： 楞次定律的实质：是能量守恒定律在电磁感应现象中的表现形式。 (A)线圈中无感应电流。 (B)线圈中感应电流为顺时针方向。 (C)线圈中感应电流为逆时针方向。 (D)线圈中感应电流方向不确定。 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I，并各以dI/dt的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内(如图)，则： I I 例题 两导线在矩形线圈区域的磁场方向相反 线圈区域合磁场方向朝外且逐渐增大 感应电流为顺时针方向 楞次定律 线圈区域的磁通量增加 如图所示，在一长直导线L中通有电流I，ABCD为一矩形线圈，它与L皆在纸面内，且AB边与L平行 （2）矩形线圈绕AD边旋转，当BC边己离开纸面正向外运动时，线圈中感应电动势的方向为 （1）矩形线圈在纸面内向右移动时，线圈中感应电动势的方向为 ADCBA绕向 ADCBA绕向 例题 I L A B D C 思路： （1）线圈向右移动时，线圈中磁通量减少。 （2）线圈绕AD边旋转时，线圈中磁通量减少。 A D C B A A D C B A 解：无限长直导线的磁场分布为 例题 一无限长直导线中通有电流 ，式中I表示瞬时电流， 和 都是常量。在长直导线旁平行放置一矩形线圈，线圈面积与直导线在同一平面内，如图所示。 求任一瞬时线圈中的感应电动势的大小。 由法拉第电磁感应定律 感应电动势也是周期变化的 电磁感应定律 告诉我们：只要穿过回路所围面积的磁通量发生变化，回路中就要产生感应电动势。 一类是磁场保持不变， 导体回路或导体在磁场中运动（回路面积或趋向发生变化） 另一类是导体回路不动， 磁场随时间发生变化 由 可知，使磁通量发生变化的方式有两种： 讨论 电动势的分类 动生电动势 感生电动势 如图在匀强磁场中，导体AB以速度 向右运动而在AB段产生的感应电动势，称为动生电动势。 设 时间内，AB边运动 距离，通过面积元 的磁通量为 由电磁感应定律 一、动生电动势 设t 时刻AB边的坐标为x， 取逆时针方向为BADCB回路的绕行正方向 表示向外为正 负号表示 的方向 和回路面的方向相反 方向的判断和确定 讨论 在电源内部，电动势方向是由低电势指向高电势。a 和b 端电势高低，可根据载流子受洛仑兹力的方向来判断。 可根据 ab 两端电势高低来判断： a b - - ++ 动生电动势的计算方法： a b 长为L的铜棒在磁感强度为 的均匀磁场中，以角速 度 在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端O匀速转动，如图所示，求棒中的动生电动势。 解：在铜棒上距O点为 处取线元 ，其方向沿O指向A，其运动速度的大小为 显然 、 、 相互垂直， 所以 上的动生电动势为 由此可得金属棒上总电动势为 因为 ，所以 的方向为A 0，即O点电势较高 例题 解：动生电动势 在导线ab上，在 x 处取线元 dx 由