10大學(xué)物理new

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1、第十章電磁感應(yīng)感應(yīng)電流1831年法拉第閉合回路變化實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生電流磁場電磁感應(yīng)產(chǎn)生?問題的提出10-1電磁感應(yīng)定律一、法拉第電磁感應(yīng)定律閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)在該閉合回路中將出現(xiàn)感應(yīng)電流當(dāng)回路1中的電流發(fā)生變化時(shí)在回路2中會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流.電磁感應(yīng)R12εGmΦ1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種情況1.磁棒插入或抽出線圈時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流；2.通有電流的線圈替代上述磁棒,線圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；3.兩個(gè)位置固定的相互靠近的線圈，當(dāng)其中一個(gè)線圈的電流發(fā)生變化時(shí),在另一個(gè)線圈上有感應(yīng)電流；4.放在穩(wěn)恒磁場中的導(dǎo)線框，其中一條導(dǎo)線邊運(yùn)動(dòng)或?qū)Ь€框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線框

2、中有感應(yīng)電流。共同特點(diǎn):線圈包圍的磁通量發(fā)生變化.感應(yīng)電流與原電流本身無關(guān),只與原電流的變化有關(guān)(變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,使線圈中的磁通量變化)電動(dòng)勢形成產(chǎn)生當(dāng)通過回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢.如果線圈閉合,則有感應(yīng)電流.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的兩種方式1.導(dǎo)線或線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)2.線圈內(nèi)磁場變化導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,與穿過導(dǎo)體回路的磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與感應(yīng)電流的方向相同楞次定律感應(yīng)電動(dòng)勢大小2、電磁感應(yīng)定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢的方向1.判明原磁場的方向;2.選擇閉合回路的繞行方向與原磁場方向符合右

3、螺關(guān)系(則:回路包圍面積的法線方向與原磁場方向一致)使得穿過回路的磁通量為正值;3.這時(shí)如果磁通量增加,則,表明感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與閉合回路的繞行方向相反如果,則,表明感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與閉合回路的繞行方向相同.對(duì)N匝線圈—磁通鏈感應(yīng)電流在t1到t2時(shí)間間隔內(nèi)通過導(dǎo)線任一截面的感應(yīng)電量根據(jù)電流的定義有二、楞次定律(判斷感應(yīng)電流方向)感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流阻礙產(chǎn)生磁通量的變化感應(yīng)電流產(chǎn)生阻礙閉合回路中感應(yīng)電流的方向,總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止或補(bǔ)償引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.感應(yīng)電流的方向與線方向符合右手螺旋關(guān)系。

4、感應(yīng)電流的方向與線方向符合右手螺旋關(guān)系。例:無限長直導(dǎo)線通有隨時(shí)間變化的電流矩形線圈與直導(dǎo)線共面求:已知:解:（1）如圖所示建立坐標(biāo)思考在無限長直載流導(dǎo)線旁有相同大小的四個(gè)矩形線圈，分別作如圖所示的運(yùn)動(dòng)。判斷各回路中是否有感應(yīng)電流。線框繞豎直軸旋轉(zhuǎn)線框從外向內(nèi)平移線框從左向右平移線框從上向下平移兩類實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①導(dǎo)線或線圈在磁場中運(yùn)動(dòng):使通過線圈的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生----動(dòng)生電動(dòng)勢②線圈內(nèi)的磁場發(fā)生變化:使通過線圈的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生----感生電動(dòng)勢感生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢產(chǎn)生原因和規(guī)律不相同但都遵從電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢一、動(dòng)生電動(dòng)勢：動(dòng)生電

5、動(dòng)勢是由于導(dǎo)體或?qū)w回路在恒定磁場中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢10-2動(dòng)生電動(dòng)勢與感生電動(dòng)勢?什么非靜電力動(dòng)生電動(dòng)勢產(chǎn)生電動(dòng)勢方向從負(fù)極經(jīng)由電源內(nèi)部指向正極而電流方向由電源正極流出G洛侖茲力驅(qū)使電子沿導(dǎo)線由a向b移動(dòng)b端出現(xiàn)過剩負(fù)電荷a端出現(xiàn)過剩正電荷+++++++++++++++++++++非靜電力動(dòng)生電動(dòng)勢的成因?qū)Ь€內(nèi)每個(gè)自由電子受到的洛侖茲力電子受到靜電力達(dá)到平衡時(shí)此時(shí)電荷積累停止,ab兩端形成穩(wěn)定的電勢差.洛侖茲力是產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢的根本原因在導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生靜電場方向：a?b+++++++++++++++++++++由電動(dòng)勢定義得到運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線ab產(chǎn)生

6、的動(dòng)生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢的公式非靜電力是洛侖茲力定義為非靜電場強(qiáng)度單位正電荷所受到的非靜電力一般情況:導(dǎo)線是曲線,磁場為非均勻場上的動(dòng)生電動(dòng)勢整個(gè)導(dǎo)線L上的動(dòng)生電動(dòng)勢導(dǎo)線上各線元上的速度和各不相同的方向沿著的方向均勻磁場非均勻磁場計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢分類方法平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)例已知:求:均勻磁場平動(dòng)解:非靜電場非靜電場方向豎直向上,與直線的夾角為β+++++++++++++L?由圖知:非靜電場與各線元的夾角都是β典型結(jié)論：特例（均勻磁場中）++++++++++++++++++++++++++++L?均勻磁場：閉合線圈平動(dòng)均勻磁場:導(dǎo)線平動(dòng)++++++++++++

7、+++求：動(dòng)生電動(dòng)勢解:方法一作輔助線構(gòu)成閉合回路例：有一半圓形金屬導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。已知：電動(dòng)勢方向與非靜電場方向相同+++++++++++++++++++R解：方法二方向:豎直向上設(shè)圓弧半徑(紅色)與速度方向的夾角為θ+++++++++++++++++++RR電動(dòng)勢的方向與非靜電場方向相同均勻磁場中:導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)例:長為L=R的銅棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的均勻磁場中以角速度繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)求：棒中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向。解:微元法--銅棒在與磁場垂直的平面內(nèi)方向:沿棒若取線元的積分方向從A到O，則有方向:到點(diǎn)O距離不同速率不同,距離點(diǎn)O為l

8、處的速率方法二作輔助線:形成閉合回路OACO(扇形),設(shè)OC邊不動(dòng),OA邊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),當(dāng)扇形面積增大時(shí)穿過該扇形的磁通量增加.設(shè)包圍扇形的閉合回路的繞