《5.1法拉第电磁感应定律.》.ppt

4.趋肤效应 * * 法拉第简介 （Michael Faraday,1791-1867) 法拉第于1791年出生在英国伦敦附近的一个小村里，父亲是铁匠，自幼家境贫寒，无钱上学读书。13岁时到一家书店里当报童，次年转为装订学徒工。在学徒工期间，法拉第除工作外，利用书店的条件，在业余时间贪婪地阅读了许多科学著作，例如《化学对话》、《大英百科全书》的《电学》条目等，这些著作开拓了他的视野，激发了他对科学的浓厚兴趣。 1.生平 1812年，学徒期满，法拉第打算专门从事科学研究。次年，经著名化学家戴维推荐，法拉第到皇家研究院实验室当助理研究员。这年底，作为助手和仆人，他随戴维到欧洲大陆考察漫游，结识了不少知名科学家，如安培、伏打等，这进一步扩大了他的眼界。1815年春回到伦敦后，在戴维的支持和指导下作了好多化学方面的研究工作。1821年开始担任实验室主任，一直到1865年。1824年，被推选为皇家学会会员。次年法拉第正式成为皇家学院教授。1851年，曾被一致推选为英国皇家学会会长，但被他坚决推辞掉了。1867年8月25日，他坐在书房的椅子上安祥地离开了人世。遵照他的遗言，在他的墓碑上只刻了名字和生死年月。 法拉第简介 法拉第简介 2.主要工作 1821年法拉第读到了奥斯特的描述他发现电流磁效应的论文《关于磁针上的电碰撞的实验》。该文给了他很大的启发，使他开始研究电磁现象。经过十年的实验研究（中间曾因研究合金和光学玻璃等而中断过），在1831年，他终于发现了电磁感应现象。 1833年，法拉第发现了电解定律，1837年发现了电解质对电容的影响，引入了电容率概念。1845年发现了磁光效应，后又发现物质可分为顺磁质和抗磁质等。 §5-1 电磁感应定律 1. 电磁感应现象 感应发光 霓虹灯 电磁感应现象 当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发生变化时（不论这种变化是由什么原因引起的），在导体回路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象。 相应的电动势则称为感应电动势。 回路中所产生的电流称为感应电流。 电磁感应现象 2．楞次定律 判断感应电流方向的楞次定律: 闭合回路中产生的感应电流具有确定的方向，它总是使感应电流所产生的通过回路面积的磁通量，去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化。 楞 次 注意: （1）感应电流所产生的磁通量要阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身。 （2）阻碍并不意味抵消。如果磁通量的变化完全被抵消了，则感应电流也就不存在了。 楞次定律 3．法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律 通过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势 与磁通量对时间的变化率成正比. 式中 磁通链数（简称磁链）或全磁通，表示通过N 匝线圈的总磁总量。 绕行正方向 绕行正方向 法拉第电磁感应定律 设在时刻t1到t2时间内，通过闭合导体回路的磁通量由 变到 。那么，对上式积分，就可以求得在这段时间内通过回路导体任一截面的总电量q ，这个电量称为感应电量。即: 设闭合导体回路中的总电阻为R，由全电路欧姆定律得回路中的感应电流为: 法拉第电磁感应定律 如果用 表示等效的非静电性场强，则感应电动势 可表为 法拉第电磁感应定律 以固定边的位置为坐标原点，向右为X 轴正方向。设t时刻ab边的坐标为x，取逆时针方向为badob回路的绕行正方向，则该时刻穿过回路的磁通量为: 例1 矩形框导体的一边ab可以平行滑动，长为l 。整个矩形回路放在磁感强度为B、方向与其平面垂直的均匀磁场中，如图13－4所示。若导线ab以恒定的速率 v 向右运动，求闭合回路的感应电动势。 解: 法拉第电磁感应定律 当导线匀速向右移动时，穿过回路的磁通量将发生变化，回路的感应电动势为: 正号表示感应电动势的方向与回路的正方向 一致，即沿回路的逆时针方向。 也可不选定回路绕行方向，而是根据楞次定律判断感应电动势的方向，再由 算出感应电动势的大小。 法拉第电磁感应定律 3 涡电流 当大块导体，特别是金属导体处在变化的磁场中时，由于通过金属块的磁通量发生变化，因此在金属块中产生感应电动势。而且由于大块金属电阻特别小，所以往往可以产生极强的电流，这些电流在金属内部形成一个个闭合回路，所以称作涡电流，又叫涡流。 感应淬火 高频感应炉：利用金属块中产生的涡流所发出的热量使金属块熔化。具有加热速度快、温度均匀、易控制、材料不受污染等优点。 阻尼摆：在一些电磁