《大学物理下教学课件》电磁感应.pptxVIP

七 电磁感应7.1 恒定电流 电动势 恒定电流电流密度矢量—— 方向和该点正电荷运动的方向一致。大小等于单位时间通过该点垂直于电荷运动方向的单位面积的电荷量。 第一页，共二十二页。dsds??S电流与电流密度间的关系:导体中各点的电流密度形成一个矢量场，称为电流场。电流连续性方程第二页，共二十二页。空间各处的电荷分布必须满足在导体中维持恒定电流的条件——这说明了恒定电流的闭合性：在恒定电流场中的电流线是闭合曲线。第三页，共二十二页。AB＋＋＋＋－－－－IR电动势必须有电源提供非静电力，迫使正电荷逆着静电场从A流向B，从而维持A、B间有不变的电势差。第四页，共二十二页。---+++电源: 在分离正负电荷时做功，把其它形式的能量转化为电势能。非静电性场的场强: 单位正电荷所受的非静电力。第五页，共二十二页。电源：提供非静电力的装置。第六页，共二十二页。电动势的定义：单位正电荷从电源负极移到电源正极时，非静电力所做的功。电动势是标量，单位V。 规定电动势的指向为自负极经内电路到正极。电动势的大小只取决于电源本身的性质，与外电路无关。电动势的另一种表述（更普适）第七页，共二十二页。7.2 电磁感应定律电磁感应现象第八页，共二十二页。cbda?当穿过闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，在导体回路中会产生感应电流，称为电磁感应现象。第九页，共二十二页。NS楞次定律闭合回路中产生的感应电流具有确定的方向，它总是使感应电流所产生的通过回路面积的磁通量，去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化。第十页，共二十二页。SNNS第十一页，共二十二页。+ + + + + + + ++ + + + + + + ++ + + + + + + ++ + + + + + + ++ + + + + + + +焦耳热机械能电能要维持滑杆运动，必须施加外力，克服安培力而做功。楞次定律本质上——是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。第十二页，共二十二页。法拉第电磁感应定律通过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比。负号反映了感应电动势的方向，它是楞次定律的数学表现。第十三页，共二十二页。Nn(1) 磁场方向与回路绕向成右手螺旋第十四页，共二十二页。Nn(2) 磁场方向与回路绕向不成右手螺旋第十五页，共二十二页。说明：1）如回路由 N 匝导线串联而成 （且每匝磁通量都相同） 2）如回路的电阻为 R ，感应电流为在某段时间内，通过导线的任一截面的电荷量为第十六页，共二十二页。vIlab例1、 一长直导线中通有电流I，旁边有一与它共面的矩形线圈，长为l，宽为（b-a），线圈共有N匝，以速度v离开直导线。求:图示位置线圈中的感应电动势的大小和方向。第十七页，共二十二页。nIdsxoxdx解：1. 规定回路绕向为顺时针，2. 计算在任意t时刻，通过矩形线圈的磁通量，第十八页，共二十二页。na+vtoxb+vt3. 计算回路中的感应电动势，第十九页，共二十二页。nxo在图示位置的 t = 0 时刻，方向：顺时针第二十页，共二十二页。Br例2、 半径为r、电阻为R的导体圆环在均匀磁场B中，圆环平面与磁场方向垂直。磁场的变化规律为： 计算通过圆环任一截面的电荷量。第二十一页，共二十二页。LBr解：设回路绕向为逆时针。 回路中感应电动势为：方向与回路绕向相同。通过圆环任一截面的电荷量为：第二十二页，共二十二页。