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4.5.1 法拉第电磁感应定律再讨论在线视频

4.5.1 法拉第电磁感应定律再讨论

下一节:4.5.2 法拉第的主要成就

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4.5.1 法拉第电磁感应定律再讨论课程教案、知识点、字幕

前面我们学习了

法拉第电磁感应定律

学习了动生电动势

和感生电动势

我们知道

通过法拉第电磁感应定律

可以计算

回路中产生的感应电动势的大小

我们也可以通过

动生电动势

和感生电动势的定义

来计算

回路中产生的电动势的大小

下面我们就对

它做一个总结

首先

导体在恒定磁场中运动

产生的电磁感应现象

导体运动

电磁感应现象

就是所谓的

产生动生电动势的情形

变化磁场在固定不动的

回路中所产生的电磁感应现象

这就对应于

产生感生电动势的情形

这两种

电磁感应现象

两种物理性质完全不同的现象

为什么说它们的物理性质不同呢

这是因为

引起

感应电动势的

非静电起源的作用

是完全不同的

这个前者

产生动生电动势时

它起源于

v叉乘B

也就是起源于

单位正电荷所受的

洛伦兹力

而后者

起源于

磁场变化产生的

感生电场

这是

单位正电荷所受的

电场力

但是这个电场不是我们

最开始学的静电场

而是由变化磁场产生的

称之为

感生电场的这么一个东西

但两种现象

都服从统一的

法拉第电磁感应定律

虽然法拉第电磁感应定律是从现象上

总结了

磁通量变化时

产生感应电动势的规律

但是

法拉第电磁感应定律

同时包含了

感生电动势又包含了动生电动势

下面我们就来比较

这两种情形

假设导体在变化的磁场中运动

导体既在运动

磁场也在变化

当然

它里面就既有动生电动势

就又有感生电动势

那么变化磁场

产生的感应电场

磁场对运动电荷的洛伦兹力

都是产生感生电动势的

非静电起源的作用力

它们都贡献了

对贡献电动势有贡献

于是

这个感应电动势

电动势的定义

就可以表达成

感生电场

加上v叉乘B

点乘dl的一个

路径积分

而这个路径积分

就是沿着

要计算的

电动势的导体回路

其中E

对应于

感生电场

它做路径积分计算出回路中

因磁场变化产生的

感生电动势的大小

而v叉乘B

点乘dl的一个积分

计算出来的是一个动生电动势

它对应于由于回路某部分导体运动

而产生的

动生电动势

那么分别通过电动势的定义

我们可以分别计算动生分别计算感生

然后两个加起来就是总的感应电动势

当然

我们也可以

通过法拉第电磁感应定律

通过磁通量的时间变化率

来计算回路中

总的感应电动势的大小

而总的感应电动势的大小

就既包含

动生又包含感生

这是因为

我们计算磁通量的时候

是磁感应强度的面积分

来计算通量

而它就包含磁感应强度

和面积的一个乘积

而这两个乘积中

磁场可以随时间而变化

也就是说磁感应强度

可以随时间而变化

当然面积

会因为导体

运动

也随时间而变化

因此我们在时间微分的时候

可以分别

看成是两项分别

对时间微分

一项是把

围成的面积看成是不动

也就是说导体是不动的

光是磁场变化

引起的通量变化

对时间微分

当然这一项

我们就得到了感生电动势

加上

把磁场看成是不变的

但是导体回路某一部分在变化

因此

导体回路围成的面积S随时间而变化

那么

当然S对时间的微分

这样就可以得到另外一项

这一项就对应于

动生电动势

因此我们可以看见

利用法拉第电磁感应定律

既可以得到动生电动势

又可以得到

感生电动势

这和利用电动势的定义式

分析电动势的非静电起源的作用力是什么

得到的

感应电动势的计算

方法

是相对应的

也就是说法拉第电磁感应定律

自然的包含了

不同起源的

物理性质完全不同的

产生的两种电动势

最后我们再看看

法拉第电磁感应定律

概括了物理实质不同的现象

由感应电场

产生的感生电动势

并不需要与

真实的导体

相联系

就是说

因为

感生电动势

是由感应电场

产生的

而感应电场是变化的磁场引起的

它是在空间

存在的

即使没有回路

感应电场也存在

感应电场的路径积分也存在

所以

感生电动势

并不需要

与真实的导体相联系

当然我们再看动生电动势

动生电动势

虽不要求导体

构成回路

但在磁场中运动的必须是

真实的导体

因为

提供

动生电动势的

非静电起源的作用力

就是洛伦兹力

洛伦兹力

就是

磁场对

自由电荷的一个作用力

那么只有

导体中

才包含自由电子

它在磁场中运动时才会受到洛伦兹力

才会贡献动生电动势

所以动生电动势必须和真实的

导体相联系

那么理解法拉第电磁感应定律时

应使磁通量及其变化的含义

确定化

这通量

是由什么变化引起的

是因为

磁场变化引起的还是因为

导体运动引起的

那么由前者引起的

就是由磁场变化引起的它对应于

感生电动势

由导体运动引起的它对应于

动生电动势

另外我们还可以看见

法拉第电磁感应定律

概括了物理实质不同的现象

它计算

能既计算出

感生电动势又能计算出

动生电动势

但是感生电动势和动生电动势它的

物理性质

物理实质完全不同

这也是法拉第电磁感应定律的

伟大之处

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绪论

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-电磁学引言

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第一章 静电场

-1.1 库仑定律

--1.1.1A 电荷(1)

--1.1.1B 电荷(2)

--1.1.2A 库仑定律

--1.1.2B  库仑定律例题

--1.1.2C 库仑定律小议

--1.1.3 电力叠加原理

-1.1 库仑定律

-1.2 电场 电场强度

--1.2.1 电场

--1.2.2 电场强度

-1.2 电场 电场强度——小测验

-1.3 电场强度的计算(1)

--1.3.1 场强叠加原理与点电荷系的场强

--1.3.2 电偶极子场强

--1.3.3 连续带电体系的场强

--1.3.4 细棒场强

--1.3.5 走近闪电

--1.3.6 平板场强

-1.3 电场强度的计算(1)——小测验

-第一章 静电场--WEEK1 作业

-1.3 电场强度的计算(2)

--1.3.7 圆环场强

--1.3.8 圆盘场强

-1.3 电场强度的计算(2)——小测验

-1.4 电场线 电通量

--1.4.1 电场线

--1.4.2 电通量

-1.4 电场线 电通量——小测验

-1.5 静电场的高斯定理

--1.5.1 高斯定理

--1.5.2 高斯定理思考题

-1.5 静电场的高斯定理——小测验

-1.6 利用高斯定理求静电场的分布

--1.6.1 高斯定理应用1

--1.6.2 高斯定理应用2

--1.6.3 高斯定理应用3

--1.6.4 高斯定理应用4

--1.6.5 静电场强求解举例及小结

-1.6 利用高斯定理求静电场的分布——小测验

-第一章 静电场--WEEK2 作业

-1.7 静电场的环路定理 电势

--1.7.1 静电场的环路定理

--1.7.2 电势能

--1.7.3 电势

--1.7.4 电势差

-1.7 静电场的环路定理 电势——小测验

-1.8 场强积分法求电势

--1.8.1 点电荷的电势

--1.8.2 均匀带电球面的电势

--1.8.3 无限长均匀带电直线的电势

--1.8.4 静电除尘

--1.8.5 两道小例题及本讲小结

-1.8 场强积分法求电势——小测验

-1.9 电势叠加原理及电势的计算

--1.9.1 电势叠加原理

--1.9.2 点电荷系的电势例题

--1.9.3 电偶极子的电势

--1.9.4 均匀带电细杆延长线上的电势

--1.9.5 圆环轴线上的电势

--1.9.6 圆盘轴线上的电势

--1.9.7 两个同心均匀带电球面的电势

--1.9.8 均匀带电球层的电势

--1.9.9 电势计算小结

-1.9 电势叠加原理及电势的计算——小测验

-1.10 等势面 电势梯度

--1.10.1 等势面

--1.10.2 电势梯度

--1.10.3 由电势梯度求场强例题

-1.10 等势面 电势梯度——小测验

-1.11 静电场中的电偶极子

--1.11 静电场中的电偶极子

-1.11 静电场中的电偶极子——小测验

-第一章 静电场-- WEEK3 作业

第二章 静电场中的导体和电介质

-2.1 导体的静电平衡条件

--2.1.1 物质导电性能分类

--2.1.2 导体的静电平衡条件

-2.1 导体的静电平衡条件——小测验

-2.2 静电平衡时导体上电荷的分布

--2.2.1 导体电荷分布1

--2.2.2 库仑定律的精确验证

--2.2.3 导体电荷分布2

--2.2.4 导体电荷分布3

--2.2.5 避雷针趣事

--2.2.6 范德格拉夫起电机

--2.2.7 场离子显微镜

-2.2 静电平衡时导体上电荷的分布——小测验

-2.3 静电屏蔽

--2.3.1 静电屏蔽

--2.3.2 静电屏蔽的应用

-2.3 静电屏蔽——小测验

-2.4 有导体存在时静电场量的计算

--2.4.1 有导体时场量计算原则与例题1

--2.4.2 导体例题2

--2.4.3 导体例题3

--2.4.4 导体例题4

-2.4 有导体存在时静电场量的计算——小测验

-第二章 静电场中的导体和电介质--WEEK4 作业

-2.5 静电场中的电介质

--2.5.1 电介质对电场的影响

--2.5.2 电介质的极化

--2.5.3 电极化强度

-2.5 静电场中的电介质——小测验

-2.6 有电介质时的高斯定理

--2.6.1 电位移和有电介质时的高斯定理

--2.6.2 D的高斯定理的应用例1

--2.6.3 D的高斯定理的应用例2

--2.6.4 静电场的边界条件

-2.6 有电介质时的高斯定理——小测验

-2.7 电容 电容器

--2.7.1 孤立导体的电容

--2.7.2 电容器及其电容

--2.7.3 电容器家族简介

--2.7.4 电容器的连接

--2.7.5 电容的计算及平板电容器的电容

--2.7.6 电容器的应用举例

--2.7.7 柱形电容器的电容

--2.7.8 神经元的电容

--2.7.9 球形电容器的电容

--2.7.10 分布电容

-2.7 电容 电容器——小测验

-2.8 静电场的能量

--2.8.1 电容器的能量

--2.8.2 电容器的能量例题

--2.8.3 巧克力碎屑的秘密Ⅲ

--2.8.4 静电场的能量 能量密度

--2.8.5 静电场的能量例题

--2.8.6 核裂变能的估算

-2.8 静电场的能量——小测验

-第二章 静电场中的导体和电介质--WEEK5 作业

第三章 稳恒磁场

-3.1 稳恒电流

--3.1.1 磁学概述

--3.1.2电流 电流密度

--3.1.3欧姆定律的微分形式

--3.1.4电源和电动势

--3.1.5 巧克力碎屑的秘密Ⅳ

--3.1.6 案例研究

-3.1 稳恒电流——小测验

-3.2 磁场 磁感应强度

--3.2.1磁的基本现象

--3.2.2磁场和磁感应强度

--3.2.3磁感线

-3.3 毕奥—萨伐尔定律

--3.3.1毕奥--萨伐尔定律的内容

--3.3.2毕奥--萨伐尔定律的应用一

--3.3.3毕奥--萨伐尔定律的应用二

--3.3.4毕奥--萨伐尔定律的应用三

--3.3.5毕奥--萨伐尔定律的应用四

--3.3.6运动电荷的磁场

-3.3 毕奥—萨伐尔定律——小测验

-第三章 稳恒磁场--WEEK6 作业

-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理

--3.4.1磁场的高斯定理

--3.4.2安培环路定理

--3.4.3第四节应用一

--3.4.4第四节应用二

--3.4.5第四节应用三

--3.4.6第四节应用四

--3.4.7第四节应用五

-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理——小测验

-3.5 磁场对载流导线的作用

--3.5.1安培力

--3.5.2安培力例一

--3.5.3安培力例二

--3.5.4安培力例三

--3.5.5电磁炮

--3.5.6磁矩

--3.5.7磁力矩

--3.5.8磁力矩例题

-3.5 磁场对载流导线的作用——小测验

-3.6 磁场对运动电荷的作用

--3.6.1洛伦兹力

--3.6.2带电粒子在磁场中的运动

--3.6.3带电粒子在磁场中的运动(续)

--3.6.4霍尔效应

-3.6 磁场对运动电荷的作用——小测验

-第三章 稳恒磁场--WEEK7 作业

-3.7 磁场中的磁介质

--3.7.1磁介质分类

--3.7.2磁介质的磁化

--3.7.3磁化强度磁化电流

--3.7.4磁化强度磁化电流(续)

--3.7.5 H的环路定理

--3.7.6 第七节例一

--3.7.7 第七节例二

--3.7.8 铁磁质

第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组

-4.1 法拉第电磁感应定律

--4.1.1 法拉第电磁感应定律

--4.1.2 法拉第电磁感应定律例题

--4.1.3 楞次定律

-4.1 法拉第电磁感应定律——小测验

-4.2 动生电动势

--4.2.1 动生电动势定义

--4.2.2 动生电动势例题(一)

--4.2.3 动生电动势例题(二)

-4.2 动生电动势——小测验

-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK8 作业

-4.3 感生电动势及感生电场

--4.3.1 感生电动势及感生电场

--4.3.2 感生电场的计算

--4.3.3 电子感应加速器

-4.3 感生电动势及感生电场——小测验

-4.4 感生电动势例题

--4.4.1 感生电动势例题(一)

--4.4.2 感生电动势例题(二)

-4.4 感生电动势例题——小测验

-4.5 涡电流及电磁阻尼

--4.5.1 法拉第电磁感应定律再讨论

--4.5.2 法拉第的主要成就

--4.5.3 涡电流及电磁阻力

-4.5 涡电流及电磁阻尼——小测验

-4.6 互感与自感

--4.6.1 自感、自感电动势、自感系数

--4.6.2 自感例题

--4.6.3 互感、互感电动势、互感系数及例题

-4.6 互感与自感——小测验

-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK9 作业

-4.7 磁场的能量和能量密度

--4.7.1 磁场能量

--4.7.2 位移电流

-4.7 磁场的能量和能量密度——小测验

-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波

--4.8.1 普遍意义的安培环路定理

--4.8.2 电磁波

-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波——小测验

-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK10 作业

4.5.1 法拉第电磁感应定律再讨论笔记与讨论

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