大学物理电磁学复习总结电磁感应

§10-1法拉第电磁感应定律(Faradayslawofelectromagneticinduction)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：感应“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。dtd“-”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ε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。00dtd0dtdε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：iitdΦd）（）（iiΦdtd——全磁通iiΦ令有tdd，…ΦΦΦΦN21若则3、感应电流(inductioncurrent)tddR1RIR——回路电阻——磁链(magneticfluxlinkage)N在t1—t2内通过导线任一截面的感应电量为21tttdIdqq21tttd.tddR121dR1)(R121测q可得Ψ，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ε的方向一致。)cosBS(dtddtd夹角）与为（BnˆcosBS▲以匀强磁场中平面回路为例：有3种简单情况：tBS)1(不变，、感生电动势tdSdB)2(不变，、动生电动势tddSB)3(不变，、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。NS切割磁感线SN没电流！有电流！I§10-2动生电动势(motionalemf)(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vBLxBSBLvdtdxBLdt/d方向用楞次定律或右手定则判断，如图。均匀、不变B右手定则：手掌迎磁场，拇指沿运动方向，四指所指即方向。abLxIabEeFeBveFmBv-++++----平衡时，eEFevBFemvBEvBLELab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。.ba,BLvEL方向：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：ldEK(内)非静电场强：qFEKK对动生电动势：BveFFmKBveFEmK对一段运动导线：LLKld)Bv(ldELld)Bv(对一小段（线段元）：ld)Bv(dε的方向为结果取正值的积分方向。abld)Bv(ab180cosvBdlbaBv方向：abdlvB0BLvε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ε.B••••••••••••Bω取微元dl，速率v=l.它产生的动生电动势为ld)Bv(dvBdl整个金属棒产生的动生电动势为0LB21ldlBd2L0AOε方向:O→A.右手定则判断也可。OAL固定ldlvvabLld均匀、不变B2LB21(转轴∥均匀)B思考1：若金属棒与轴不⊥，情形如何？BOALdllrωld)Bv(d:v向右:BvsinvBdlcosvBdlsinBdlrL02ldlsinBsinBdlsinlR0RB212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。2)sinL(B21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p325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(p343)、10.3(p344)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：dlIabvOXx+dxx选坐标系，取微元，如图所示，其产生的动生电动势为vBdxxd)Bv(d整个导线产生的动生电动势为dldln2Ivdxx2Ivd0ldd0baV101.15方向：b→a.a点电势高。