1、2022年3月23日1我們我們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)物理課如何學(xué)習(xí)物理課？ 活學(xué)活用、立竿見(jiàn)影活學(xué)活用、立竿見(jiàn)影 認(rèn)真聽(tīng)課認(rèn)真聽(tīng)課 看參考書(shū)看參考書(shū) 思考思考 做大量習(xí)題做大量習(xí)題各學(xué)習(xí)階段的不同：中學(xué)各學(xué)習(xí)階段的不同：中學(xué)大學(xué)基礎(chǔ)課程大學(xué)基礎(chǔ)課程深入課程深入課程重要特征：時(shí)延性增長(zhǎng)重要特征：時(shí)延性增長(zhǎng)有時(shí)難當(dāng)堂聽(tīng)懂有時(shí)難當(dāng)堂聽(tīng)懂 盡快課后復(fù)習(xí)的重要性盡快課后復(fù)習(xí)的重要性做習(xí)題加大做習(xí)題加大腦力運(yùn)動(dòng)量腦力運(yùn)動(dòng)量 聽(tīng)課與作業(yè)的聽(tīng)課與作業(yè)的連續(xù)性連續(xù)性 要勤奮地去做練習(xí)，只有這樣，你才會(huì)發(fā)現(xiàn)，哪些要勤奮地去做練習(xí)，只有這樣，你才會(huì)發(fā)現(xiàn)，哪些你理解了，哪些你還沒(méi)有理解。你理解了，哪些你還沒(méi)有理解。 學(xué)習(xí)過(guò)程中主要

2、是靠做習(xí)題來(lái)鍛煉，不做習(xí)題是練學(xué)習(xí)過(guò)程中主要是靠做習(xí)題來(lái)鍛煉，不做習(xí)題是練不出本領(lǐng)來(lái)的。不出本領(lǐng)來(lái)的。2022年3月23日2華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 物理學(xué)院物理學(xué)院參考文獻(xiàn)：清華大學(xué)參考文獻(xiàn)：清華大學(xué) 張三慧張三慧 大學(xué)物理學(xué)（第二版）大學(xué)物理學(xué)（第二版） 程守洙程守洙 普通物理學(xué)（第五版）普通物理學(xué)（第五版） 馬文尉物理學(xué)馬文尉物理學(xué)(第四版第四版)Lin_林 鋼基礎(chǔ)物理交流群：基礎(chǔ)物理交流群： 385838092022年3月23日313.1 13.1 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律13.2 13.2 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)13.3 13.3 互感和自感互感和自感13.4 13.4 磁

3、場(chǎng)的能量磁場(chǎng)的能量第第13 13章章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)2022年3月23日4一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象： 1 1 磁鐵與線圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)磁鐵與線圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生了電流。生了電流。13.1 13.1 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律2022年3月23日5 2 2 當(dāng)一個(gè)線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，它附當(dāng)一個(gè)線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，它附近的其它線圈中也產(chǎn)生了電流。近的其它線圈中也產(chǎn)生了電流。2022年3月23日6電路有電動(dòng)勢(shì)電路有電動(dòng)勢(shì)電路沒(méi)有電動(dòng)勢(shì)電路沒(méi)有電動(dòng)勢(shì)abic2022年3月23日7電路有電動(dòng)勢(shì)電路有電動(dòng)勢(shì)電路沒(méi)有電動(dòng)勢(shì)電路沒(méi)有電動(dòng)勢(shì)abic2022年3月23日8

4、問(wèn)題問(wèn)題: :這個(gè)回路沒(méi)有這個(gè)回路沒(méi)有“電池電池”檢流檢流計(jì)為何有電流計(jì)為何有電流指示？指示？目標(biāo)目標(biāo): :找出找出“隱含隱含”在回路在回路中的中的“電池電池”感生電動(dòng)感生電動(dòng)勢(shì)勢(shì)。2022年3月23日9二、電磁感應(yīng)（二、電磁感應(yīng)（Faradays Law）定律：）定律： 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和通過(guò)導(dǎo)體回路的磁通量的通過(guò)導(dǎo)體回路的磁通量的變化率成正比。變化率成正比。ddit n 定義定義 閉合回路的繞行方向確定后，閉合回路的繞行方向確定后， 用右手螺旋法則確定回路包圍用右手螺旋法則確定回路包圍 的面積的方向的面積的方向 。tin2022年3月23日10in B1 B與與n同向同向

5、（或成銳角或成銳角）d0mBS0 ,0mmtmBid0dmt 與繞行方向相反與繞行方向相反0m討論討論 :d 0dmt2022年3月23日11in B2 B與與n同向同向（或成銳角或成銳角）d0mBS 0 ,0mmtmBid0dmt 與繞行方向相同與繞行方向相同0md 0dmt繞行方向2022年3月23日12in B3 B與與n反向反向（或成鈍角或成鈍角）d0mBS , 0 ,0mmtmB0idtdm與繞行方向相同與繞行方向相同0md 0dmt2022年3月23日13in B4 B與與n反向反向（或成鈍角或成鈍角）0SdBm 0 ,0mmtmB0idtdm與繞行方向相反與繞行方向相反0m0 d

6、tdm2022年3月23日14注注: 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與人為規(guī)定的繞行方感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與人為規(guī)定的繞行方 向無(wú)關(guān)。即在相同條件下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)向無(wú)關(guān)。即在相同條件下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的方向具有絕對(duì)性。的方向具有絕對(duì)性。 當(dāng)計(jì)算值當(dāng)計(jì)算值 i 0，感應(yīng)電流與繞行方向一致感應(yīng)電流與繞行方向一致結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)計(jì)算值當(dāng)計(jì)算值 i0，感應(yīng)電流與繞行方向感應(yīng)電流與繞行方向 相反相反2022年3月23日15三、感應(yīng)電量三、感應(yīng)電量dtdRRImi1idtdtdRdtIqmii1)(1100mmmRdRmm感應(yīng)電量只與始末狀態(tài)有關(guān)感應(yīng)電量只與始末狀態(tài)有關(guān)2022年3月23日16n感應(yīng)電量只與始末狀態(tài)有關(guān)感應(yīng)電量只

7、與始末狀態(tài)有關(guān)n)(10mmiRqBBBrm20Brm2BSm0線圈翻轉(zhuǎn)線圈翻轉(zhuǎn)180180度度201()2immrqBRR 電阻為電阻為R的圓線圈沿環(huán)流過(guò)任一橫截面的圓線圈沿環(huán)流過(guò)任一橫截面的電量為：的電量為：rr2022年3月23日17四、線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)四、線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) N 匝線圈，每匝線圈的磁通量分別匝線圈，每匝線圈的磁通量分別 m1, m2, mn12iddddddmmmnttt mnmm21 當(dāng)當(dāng)iddmNt iddddmmNtt Nm磁鏈磁鏈2022/3/2318例例. .長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，在它附近放有一在它附近放有一 矩形導(dǎo)體回路矩形導(dǎo)體回路. . 求：

8、1）穿過(guò)回路中的穿過(guò)回路中的； 2）若若I=kt（k=常數(shù)常數(shù)）回路中回路中i=？ 3）若若I=常數(shù)，回路以常數(shù)，回路以v向右運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)，i =？ 4）若若I=kt，且回路又以且回路又以v向右運(yùn)動(dòng)時(shí)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求求i=？設(shè)回路繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針設(shè)回路繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針，1）baldrBbaldrrI20abl Iln202） I=kt時(shí)時(shí)，在在t時(shí)刻時(shí)刻，abtlkln20dtdi0ln20ablk逆時(shí)針?lè)较蚰鏁r(shí)針?lè)较騛bIldrr3）I=常數(shù)常數(shù)，t 時(shí)刻時(shí)刻，此時(shí)回路的磁通此時(shí)回路的磁通：drrIl20.ln20vtavtbIldtdi. 0)(20vtbvtavball順時(shí)針?lè)较蝽槙r(shí)針?lè)较?/p>

9、a+vtb+vt2022/3/23194）綜合綜合2 2）、）、3 3），），t t時(shí)刻回路的磁通：時(shí)刻回路的磁通：.ln20vtavtbtkldtdivtavtbvtbvtavtabklln20.ln20vtavtbIl2022/3/2320例例 彎成彎成角的金屬架角的金屬架COD, 導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒MN垂直垂直O(jiān)D以恒定速以恒定速度度v在金屬架上向右滑動(dòng)在金屬架上向右滑動(dòng)，且且t=0. x=0，已知磁場(chǎng)的方已知磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，求下列情況中金屬架內(nèi)的向垂直紙面向外，求下列情況中金屬架內(nèi)的i: 1）磁場(chǎng)磁場(chǎng)B分布均勻，且磁場(chǎng)不隨時(shí)間變化分布均勻，且磁場(chǎng)不隨時(shí)間變化。 2）非均勻時(shí)變磁場(chǎng)非均

10、勻時(shí)變磁場(chǎng)，B=kxcos t。設(shè)回路繞向逆時(shí)針設(shè)回路繞向逆時(shí)針1） t 時(shí)刻時(shí)刻，x =vt 。tgtBvxtgxBSB222121vBOCDMNx02tgtBvdtdi方向與繞向相反，方向與繞向相反，只出現(xiàn)在只出現(xiàn)在MNMN上上。此處也可直接利用均勻場(chǎng)：此處也可直接利用均勻場(chǎng)：SBdtdidtdSBtgxdtdB221tgtBv 2BdSSdBd2022/3/23212） B不均勻不均勻，SB.dsBdsdBxdxxtgtkx0cos.cos313tgtkx .cos3133ttvktgtdtdi3333cossin31tvtktgtvttgk, 0i, 0i與繞向相同。與繞向相同。與繞向

11、相反。與繞向相反。vBOCDMNxxdx2022年3月23日2213.2 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：導(dǎo)體在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)導(dǎo)體在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)。生的感生電動(dòng)勢(shì)。2022年3月23日2313.2 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Vabi動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：導(dǎo)體在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)。 取順時(shí)針繞行方向取順時(shí)針繞行方向0SmSdBBlxSBmdtdxBldtdmiBlViL，如圖所示，求導(dǎo)線，如圖所示，求導(dǎo)線L在與水平方向成在與水平方向成角時(shí)的動(dòng)生電動(dòng)角時(shí)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。勢(shì)的大小和方向。() dbiaVBlBV00() d