法拉第定律
北大物理学院
王稼军
电磁感应定律
? 电磁感应现象是怎样发现的？
电? 磁
? 多种探索均告失败
–例如安培, 科拉顿
? 1822年阿喇果发现电磁阻尼现象
– 未能识别 无从解释
法拉第的发现
? 1831年 8月 29日 Faraday
做了第一个电磁感应实验
并取得成功。
示意图
电磁感应现象
演示实验
Faraday观察的结果
? 把可以产生感应电流的情况概括成
五类：
– 变化的着 电流 ；
– 变化着的 磁场 ；
– 运动的 稳恒电流 ；
– 运动的 磁铁 ；
– 在磁场中运动的 导体 。
– 英语讲解点播
电流
? 电荷的定向运动形成电流
? 恒定电流：电流强度不随时间变化
? 在闭合电路中，是什么力量驱使电
荷运动？
– 静电力：使电荷从低电势 ——高电势
– 非静电力：提供能量使电荷从低电势 ——
高电势
电源,
? 在外电路上维持恒定电压, 在电
场力作用下
–正电荷从电源正极 ——负极
? 在电源内部在非静电力作用下
–正电荷克服静电力
从电源负极 ——正极
电动势：
? 把单位正电荷从负极通过电源内部
移到正极时，非静电力所做的功
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与外电路是否接通无关，
不限于 闭合回路，定义为
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法拉第对电磁感应的研究
? 感应电流的出现表明
– 存在着某种推动电流的非静电力
——感应电动势
? 即便没有感应电流, 感应电动势
仍应存在 。
法拉第的观点
? 持近距作用观点
– 与当时盛行的超距作用观点相背；
– 法拉第认为对力线的研究甚至于比对产生
力线的源的研究还要重要 。
? 关注动态变化
– 许多研究此产生电的人预期产生出静态电
场，持续电流；
– 法拉第认为
磁体变化 —电紧张状态变化 —感应电动势
法拉第甚至于猜测
? 磁效应的传播速度可能与光速有相同的
量级。
? 1832年写给英国皇家学会的信中写道：
–, 磁作用的传播需要时间，即一个磁铁作
用于另一个远处的磁铁或者一块铁时，产
生作用的原因（我可以称之为磁）是逐渐
地从磁体传播开去的，这种传播需要一定
的时间，而这个时间显然是非常短的。,
“我还认为电感应也是这样传播的,
我认为磁力从磁极出发的传播类似
于水面上波纹的振动或者空气粒子
的声振动, … 我 打算把振动理论应
用于磁现象, 就象对声所做的那样,
而且这 也是光现象最可能的解释,
类比之下, 我认为也可以 把振动理
论应用于电感应 。, （ 直到 1938年
才发现 ）
法拉第电磁感应定律
? 通过以闭合回路为周界的任意曲
面的磁通量发生变化时, 在闭合
回路中就有感应电动势产生；其
的大小与磁通量随时间的变化率
成正比
.
dt
d
i
????
演示点播
N匝线圈,
.
)(
dt
Nd
dt
d
Ni
??
?????
总感应电动势,
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是磁通匝链数
感
应
电
动
势
的
方
向
楞次定律
? 闭合回路中感应电流的方向，总是
使得感应电流所激发的磁场阻碍引
起感应电流的磁通量的变化
? 等价表示：感应电流的效果总是反
抗引起感应电流的原因
? 感应电流只有按照楞次定律所规定
的方向流动才能符合能量守恒定律
涡电流
? 大块金属处于变化
磁场中或在磁场中
运动时，其中产生
的感应电流呈涡旋
状 ——涡电流
? 大块金属电阻小，
涡电流大，释放大
量热量
高频感应加热
电磁炉
电磁阻尼
涡电流在磁场中
所受到安培力
——电磁阻尼
阻尼摆演示
应用
电磁驱动
转
速
计