2020年高中物理竞赛（基础篇）—电磁学 第七章 电磁感应(共64张PPT)

第七章 电磁感应 §7.1 电磁感应定律 §7.2 动生电动势与感生电动势 §7.3 互感与自感 §7.4 涡电流与趋肤效应 §7.5 似稳电路和暂态过程 §7.1 电磁感应定律 继1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应后，1831年法拉第电磁感应现象的发现和电磁感应定律的建立，是电磁学发展史上最辉煌的成就之一。 它揭示了变化的磁场和变化的电场之间的本质联系和互相转化的规律，为麦克斯韦普遍电磁理论的建立奠定了基础，为电工和电子技术的发展做出了无可估量的贡献。 §7.1.1电磁感应的实验现象 如图7.1所示，1831年法拉第发现电键s闭合和断开的瞬间，电流计发生偏转，由此得出结论：变化的磁场可以产生电场。 这个由变化的磁通量产生的电流叫感应电流。 图7.1 电磁感应现象演示实验 1832年，法拉第发现：在相同的条件下，不同金属导体中的感应电流的大小与导体的导体能力成正比，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的。即由于通过导线回路的磁通量的变化，可以在导体中产生感应电动势。 如图7.2示，空心线圈与一个电流计构成一个电路，未接电源，在磁棒插入线圈的过程中，电流计的指针偏移，插入的速度越快，指针偏转越厉害，当磁棒运动停止时，指针回到零点。在磁棒抽出时，指针反向偏转。这说明，磁通量的变化使线圈电路中产生了感应电动势，从而产生感应电流，感应电动势的大小与线圈和磁棒的相对运动速度有关。 如图7.3示，接电流表的导体框CDEF放于均匀磁场中，磁场B垂直于框平面，当EF无摩擦向右滑动时，电流计指针偏转，速度越大偏转越厉害。EF反向运动时，电流计指针反向偏转。 由于EF向右或向左运动，导体框面积随时间变化，因此磁通量也随时间变化，在导体回路中产生了感应电动势，从而产生感应电流，EF速度越快，单位时间内通过导体框的磁通量变化越大。 感应电流的产生是由闭合导体的一段EF切割磁力线所产生的。 图7.4 直流发电机的原理图，当导体圆盘绕轴以角速度旋转时，电流计指针发生偏转，越大，偏转越厉害。这证实了导体回路的一部分切割磁力线运动时，将在回路中产生感应电流。 §7.1.2法拉第电磁感应定律 法拉第通过各种实验发现了电磁感应现象，并总结了电磁感应的共同规律： （1）通过导体回路的磁通量随时间发生变化时，回路中就有感应电动势产生，从而产生感应电流。磁通