[理學(xué)]第12章電磁感應(yīng)(已修改)
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【正文】 1 第十二章 電磁感應(yīng) 2 167。 電磁感應(yīng)定律 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，人們就開始了其逆效應(yīng)的研究。 1831年八月英國物理學(xué)家 應(yīng)現(xiàn)象并總結(jié)出電磁感應(yīng)定律。 電磁感應(yīng)現(xiàn)象： 當(dāng)回路磁通發(fā)生變化時在回路中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。 感應(yīng)電動勢比感應(yīng)電流更能反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。 電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，揭示了電和磁的聯(lián)系，為電磁理論奠定了基礎(chǔ)，開辟了人類使用電能的道路。 3 B?幾個實驗 B變 N S v? S變 K B變 θ變 w B?4 I感 I感 0?dtd m? 0?dtd m?內(nèi)容： 閉合回路中感應(yīng)電流的方向總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 B? B?感B?感B?感應(yīng)電流方向的判斷方法 : 1. 回路中 ?m 是增加還是減少； 2. 由楞次定律確定 B感 方向； 3. 由右手定則判定 I感 方向。 5 法拉第電磁感應(yīng)定律 dtd m?? ??在 SI 制中寫成等式： 內(nèi)容： 導(dǎo)體回路中的感應(yīng)電動勢的大小與穿過導(dǎo)體回路的磁通量的變化率成正比。 負(fù)號表示感應(yīng)電動勢總 是反抗磁通量的變化 若有 N匝線圈，設(shè)每匝的磁通量為 ? ?2 、 ?3 ? ， ?dtddtddtd 321 ??? ????dtd )( 321 ?????? ???dtd m???稱為磁通鏈數(shù)（磁鏈） ?????321 ???? m????? 321 ????6 dtd )( 321 ?????? ????dtd m?? ??若每匝線圈磁通量相同： dtdN m???dtd m???， ?， ?的正負(fù)判定其方向 ，求出回路中的磁通量 ?m ； ? 0， ? 與回路 L繞向相反 。 ? 0， ? 與回路 L繞向同向； ?注意： 式中的磁通量應(yīng)為時間的函數(shù)！ 7 v?baI例： 如圖所示，在通有電流為 I 的長直載流導(dǎo)線旁，共面放置一矩形回路。回路以速度 v 水平向右運動，求回路中的感應(yīng)電動勢。 解： 建立坐標(biāo)系， xIB??20?如圖所示取一窄帶 dx， SdBd m ?? ??? BdS? L d xxI??20?mm d?? ?? ???? vtbvtaL d xxI??2 0 vta vtbIL ??? ln20??電流 I產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為： oxx Ldx?B?dtd m?? ?? 0)(20 ?????? vtavvtbvIL?? 方向：順時針方向 8 167。 動生電動勢 在磁場中 ,導(dǎo)體棒 AB以速率 v 沿金屬導(dǎo)軌向右運動，回路面積發(fā)生變化，導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生動生電動勢。 v?? ????? ????? ?? ??? ??????? ??????? ???? ????????? B??? ? ?A Lf?)( Bvef L ??? ???電子所受的洛侖茲力 動生電動勢的 非靜電力 ：電子所受的洛侖茲力 efE Lk ????Bv ????方向： 大?。? ?s invBEK ? Bv???9 v?? ????? ????? ?? ??? ??????? ??????? ???? ????????? B??? ? ?ABLf? ? ?? ?? )( )( ldE k ??? ? ?? ??? )( )( )( ldBv???以上結(jié)論普遍成立。 ? ??? )( )( 21 c o ss i n ??? v B d l大?。? ?1為 與 的夾角， v? B? ?2為 與 的夾角 Bv ??? ld? 如果整個回路都在磁場中運動，則在回路中產(chǎn)生的總的電動勢為： ldBvL ??? ??? ? )(?v?u??f?//f?vu ???Lf???? fff L???//結(jié)論： 洛侖茲力并不提供能量，而只是傳遞能量。 電子受的洛侖茲力 10 4. 求導(dǎo)體元上的電動勢 d?； ? 。 公式： ，分割導(dǎo)體元 dl； 3. 確定的 與 的夾角 ?2； ld?Bv ??? 和 的夾角 ?1； v? B?? 0， ? 與積分路徑相反 。 ? 0， ? 與積分路徑同向； ?? ??? )( )( 21 c o ss i n ??v B d l? ?? ??? )( )( )( ldBv ????1. 利用動生電動勢的公式來計算； 2. 設(shè)法構(gòu)成一種合理的閉合回路應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求解。 11 例： 在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B的均勻磁場中，一長為 L 的導(dǎo)體棒繞端點 o以角速度 ? 轉(zhuǎn)動，求導(dǎo)體棒上的動生電動勢。 解 1：由動生電動勢定義計算 分割導(dǎo)體元 dl, ??? c o s2s i nv B d ld ?2/1 ?? ??? ?2v B d l???? ?? d 221 BL???方向沿棒指向 o 點。 ??? L ldlB0 ?與 的夾角： ld?Bv ???和 的夾角： v? B?? ????? ????? ?? ??? ??????? ??????? ???? ????????? B??? ? ?? ????? ???? ??? ????Lol?dllv?Bv ???ld lB???12 ? ????? ????? ?? ??? ??????? ??????? ???? ????????? B??? ? ?? ????? ???? ??? ????Lo解 2：利用法拉第電磁
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