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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,The future is something which everyone reaches at the rate of sixty minutes an hour,whatever he does,whoever he is.,未来是这样一件东西，每个人都以每小时六十分钟的速度朝它走去，不管他做什么，也不管他是谁。,第10章 电磁感应,10-1,法拉第电磁感应定律,(Faraday,s law of electromagnetic induction),一、电磁感应现象（,1831,年）,透过现象看本质,2,、为何有,感应电流,？,二、楞次定律,(1834,年,),如何判断感应电流的方向？,改变,感应电流,反抗,“,反抗,”的含义：,“增则反，减则同”,1,、电磁感应现象,本质上是有,感应电动势,存在。,楞次定律说明,:,感应电流的效果反抗引起感应电流的原因（相对运动、磁场变化、线圈变形等）。（简述为“,效果反抗原因,”）,外力（克服斥力,或引力）作功,磁铁 移动,产生感 应电流,焦耳热,楞次定律是一种负反馈，其,实质,是,能量守恒。,世上有两种反馈：,正,反馈：破坏平衡,雪上加霜,锦上添花,负反馈：抗拒变化，维护平衡,“富,益,富，贫益贫”,“,哪里有压迫，哪里就有反抗”,“价格围绕价值上下波动”,三、法拉第电磁感应定律,感应电动势,与,磁通量对时间的变化率,成正比,在,SI,制中写为,:,约定,:,先任选回路绕行方向,回路的正法线方向与绕行方向成右螺关系,则回路的绕行方向为电动势的正方向。,“,-”,是楞次定律的数学表示。,（此,公式,1845,年由诺埃曼给出）,1,、定律内容：,电动势比电流更本质,先选绕行方向,如图,俯视为逆时针方向,正法线方向竖直向上,磁铁向上运动,例,1,.,判断图中磁铁向上运动时,的方向。,用法拉第电磁感应定律确定的结果与楞次定律完全符合。,方向为,顺时针,。,结论：,若,磁铁向下运动呢？,2,、回路包含多匝线圈时,:,N,匝线圈,串联：,全磁通,令,有,若,则,3,、感应电流,(induction current),R,回路电阻,磁链,(magnetic flux linkage),在,t,1,t,2,内通过导线任一截面的,感应电量,为,测,q,可得,，,此即磁通计的原理。,四、感应电动势的分类：,回路动,动生电动势,动,磁场变,感生电动势,感,感应电动势,I,方向与,的方向一致,。,以匀强磁场中平面回路为例：,有,3,种简单情况：,感生电动势,动生电动势,动生电动势,(,磁场变,),(,导线运动或回路变形,),(,回路转动,),此划分只有相对意义，动生、感生可同时存在。,N,S,切割磁感线,S,N,没,电流！,有,电流！,I,10-2,动生电动势,(,motional,emf,),(,一,),运动导线的动生电动势,导线（回路）运动，切割磁感线。,动,从哪里来？,1,、动生电动势的产生,方向用楞次定律或右手定则判断，如图,。,右手定则：,手掌迎磁场，拇指沿运动方向，四指所指即,方向。,a,b,L,x,I,a,b,-,+,+,+,+,-,-,-,-,平衡时，,导线,ab,内部，,b,a,但,I,由,a,b,.,导线,ab,相当于一个电源，,a,端为负极，,b,端为正极。,结论：,洛仑兹力,(,为非静电力,),是产生,动,的原因。,2,、,动生电动势的一般表达式,电源电动势：,(,内,),非静电场强：,对,动生电动势：,对,一段运动导线：,对一小,段（线段元）：,的方向为结果取正值的积分方向。,方向：,a,b,.,与,积分方向相反。,例,2.,求,均匀金属棒在均匀磁场中旋转,(,转轴,),产生的,.,取,微元,dl,，,速率,v=,l,.,它产生的动生电动势为,整个金属棒产生的动生电动势为,方向,:,O,A,.,右手定则判断也可。,O,A,L,固定,l,dl,a,b,L,(,转轴均匀,),思考,1,：,若,金属棒与轴不，情形如何？,O,A,L,dl,l,r,R,方向,:,O,A,.,若棒与,轴不，可将其等效为,在轴方向的投影,的转动。,思考,2,：,例,2,其它条件不变，若金属棒绕其上一点转动，情形如何？轴位于棒中点时呢,？,书,p,325,第,4,行,本节正文结束，自学，了解；例,10.1,，自学。,思考,3,：试用法拉第电磁感应定律解例,2.,作业：,10.1,(,p,343),、10.3,(,p,344),练习：习题集“磁学”,一、,12-14,二、,19,、,21,三、,14,、,16,四、,3,、,4,六、,3,注：四、,3,、,4,可作为结论：,均匀,磁场中，起点与终点相同的任意导线,平动,，产生的,一样。,10.1,解：,d,l,I,a,b,O,X,x+dx,x,选,坐标系，取微元，如图所示，,其,产生的动生电动势为,整个导线产生的动生电动势为,方向：,b,a.,a,点电势高。,10.3,解：,I,d,a,L,故,上、下两边不产生动生电动势。,左边产生：,方向：向上（顺时针）,右边产生：,方向：向上（逆时针）,整个线圈的动生电动势为,方向：顺时针,
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