原创法拉第电磁感应定律、楞次定律

 2007-12-12 12:33  6116 9 9 分类: 模拟

法拉第电磁感应定律、楞次定律

一　电磁感应现象

1.电流的磁效应：1820年奥斯特首次由实验发现。

2.电磁感应现象实验:1822-1831年英国物理学家法拉第进行多次实验和研究在1831年发现电磁感应定律。
（1）磁铁（或通电线圈）与线圈相对运动时线圈中产生电流，图（a）和图（b）. 电流计的指针发生偏转，且运动方向不同，偏转方向也不同。
　　　　　　　　　

（2）线圈中电流变化时另一线圈中产生电流，图（c）.
　　　　　　　

（3）闭合回路的一部分切割磁力线，回路中产生电流，图（d）.

3.总结:不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的磁通量发生变化（增加或减少），回路中都会出现电流，这种电流称为感应电流。在磁通量增加和减少的两种情况下，回路中感应电流的流向相反。感应电流的大小则取决于穿过回路中的磁通量变化快慢。变化越快，感应电流越大；反之，就越小。

二电源电动势

电源：依靠非静电力将回到负极的正电荷再反抗电场力的作用移回到正极，从而维持两电极的电势差。提供非静电力的装置称为电源。
　　　　　　　　　　

电源电动势：把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力所作的功，称为电源电动势，记号

，即：

. 在非静电力存在于整个回路中时的电动势表示为：

三、电磁感应定律

表述：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。

数学表达式：当采用国际单位制时，比例系数为 1，数学表达式为：

注意：（1）“—”号反映感应电动势的方向与磁通量变化之间的关系：即选定回路 L 的绕行方向，规定：与绕
　　　　　　行方向成右手螺旋关系的磁通量为正，反之为负。
　　　　　　

　　　（2）如果回路由N匝密绕线圈组成，则通过线圈的磁通用磁链表示:

，则:

感应电流和感应电量：
（1）感应电流: 回路中的总电阻为R，则回路中的感应电流为:

.

（2）感应电量: 在

时间内，通过回路截面的感应电量为:

. 感应电量仅与回路中磁通量的变化量有关，而与磁通量变化的快慢无关；磁通计及其应用。

四、楞次定律

两种表述:闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。
　　　　或者：感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。
应用:判断感应电动势的方向;
　　楞次定律实际上是能量守恒定律的一种表现。

　　　　

用楞次定律判断感应电流方向的步骤:

（1）判断穿过闭合回路的磁通沿什么方向，发生什么变化（增加或减少）；
（2）根据楞次定律来确定感应电流所激发的磁场沿什么方向（与原来的磁场反向还是同向）；
（3）根据右手螺旋法则从感应电流产生的磁场方向确定感应电流的方向。

例１ (交流发电机的原理)如图,均匀磁场中，置有面积为S的可绕OO’轴转动的N匝线圈。若线圈以角速度