电磁感应和电磁场.ppt
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1、张 甫 宽 理学院物理系,大学物理学,电子教案,第9章,电磁感应和电磁场,电 流,磁 场,电磁感应现象,感应电流,1831年法拉第,问题的提出,一、电流 电流密度,第1节 电流密度 电动势,电流 大量电荷有规则的定向运动形成电流。,方向:规定为正电荷运动方向。,大小:,单位(SI):安培(A),电流强度 单位时间内通过某截面的电量。,电流密度:,导体中某点的电流密度,大小等于通过该点垂直于电流方向的单位面积的电流强度。方向:该点电流的方向。,电流密度和电流强度的关系,穿过某截面的电流强度等于电流密度矢量穿过该截面的通量。,电流强度是电流密度的通量。,二、稳恒电场,电流的连续性方程,稳恒电流:导
2、体内各处的电流密度都不随时间变化,对稳恒电流有:,在稳恒电流情况下,导体内电荷的分布不随时间改变。不随时间改变的电荷分布产生不随时间改变的电场,这种电场称稳恒电场。,三、电源与电动势,非静电力:能把正电荷从电势较低点(如电源负极板)送到电势较高点(如电源正极板)的作用力称为非静电力,记作Fk。,提供非静电力的装置就是电源。,静电力欲使正电荷从高电势点到低电势点。,非静电力欲使正电荷从低电势点到高电势点。,非静电场强,方向:自负极经电源内部到正极的方向为正方向。,电源外部Ek为零,,电动势:把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时,电源中非静电力所做的功。,单位正电荷绕闭合回路一周时,电源中非静电
3、力所做的功。,第2节 电磁感应定律,一、法拉第电磁感应定律,导体回路中产生的感应电动势的大小,与穿过导体回路的磁通量对时间的变化率成正比。,(1)负号反映感应电动势的方向,是楞次定律的数学表示。,(2)对 N 匝线圈,有,在t1到t2时间间隔内通过导线任一截面的感应电量,对N匝线圈,磁通链,感应电流,二、楞次定律,感应电流的磁通量总是反抗回路中原磁通量的变化。,解:,思 考,一、动生电动势,动生电动势是由于导体或导体回路在恒定磁场中运动而产生的电动势。,第3节 动生电动势与感生电动势,动生电动势的成因,导线内每个自由电子受到的洛仑兹力为,洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因。,对于一段导体 ab
4、,,动生电动势的计算方法,(2)法拉第电磁感应定律,(1)动生电动势公式,动生电动势的方向判定,动生电动势的公式,上图中,a点电势高。,例1:如图,长为L的铜棒在磁感应强度为,的均匀磁场中,以角速度,绕O轴转动。,求:棒中感应电动势的大小 和方向。,解:方法一,应用动生电动势公式,取微元,方向,方法二:应用法拉第电磁感应定律,作辅助线,形成闭合回路OACO,符号表示方向沿AOCA,OC、CA段没有动生电动势,例2:一直导线CD在一无限长直电流磁场中作 切割磁力线运动。求:动生电动势。,a,b,I,解:方法一,方向,方法二,a,b,I,作辅助线,形成闭合回路CDEF,方向,二、感生电动势和感生电
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