15电磁学习题课

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1、大学物理电子教案辽宁工程技术大学物理教研室9/3/20211一、自感由于回路自身电流产生的磁通量发生变化，而在回路中激发感应电动势的现象。自感系数的计算①假设线圈中通有电流I③求通过线圈的磁通链数ψ④由定义求出自感系数L②求电流I产生的B自感电动势二、互感当两个线圈中电流发生变化时，相互在对方的线圈中产生感应电动势的现象。互感电动势互感系数①假设一个线圈中通有电流I③求通过另一线圈的磁通链数ψ④由定义求出互感系数M②求电流I在另一线圈中产生的B9/3/20212三、磁场能量线圈能量电流作功使线圈能量改变，作功等于末态线圈能量减去初态线圈的能量

2、。磁场能量密度非匀强磁场能量求法a:任取体积元dVb:计算dV内能量c:计算总能量（在dV内B的分布均匀）9/3/20213I1.电流密度垂直穿过单位面积的电流强度jndS电流密度为矢量，方向为导体内该点电场强度方向。单位：安培/米2A/m2穿过面积元dS的电流强度为dS在垂直于电流方向上的分量穿过导体横截面的电流强度为：一、位移电流10.3麦克斯韦电磁场理论的基本概念9/3/20214IS2S1恒定电流取环路L，对环路张两个任意曲面S1、S2，则穿过两个曲面的电流强度相等，由安培环路定理有：2.位移电流的提出LIS2S1KL但对于非稳恒电

3、流又如何呢？比如电容器充电过程,当电键K闭合时,电源对电容器充电,电路中的电流是变化的,作环路L,对L也张两个曲面S1、S2对于稳恒电流，穿过环路所张任意曲面的的电流强度都是相等的.9/3/20215对S1面有电流流过,而S2面在电容器内侧,由于电容器是绝缘的，无电流通过，对S1面应用安培环路定理：对S2面应用安培环路定理，由于S2面无电流通过，则S2LS1KL由此看出对于同一个环路L，由于对环路所张的曲面不同，所得到的结果也不同。1865年麦克斯韦提出一个假设，当电容器充电时，电容器中的电场发生变化，变化的电场可等效成位移电流Id，使电流

4、连续起来。位移电流也可产生涡旋的磁场，如果当时有测量仪器的话，就可测出磁场。位移电流是由变化的电场等效而来的。Id9/3/20216IdIc3.位移电流Id与传导电流Ic的比较传导电流Ic位移电流Id由宏观的电荷移动产生由变化的电场产生，无宏观的电荷移动有热效应无热效应可产生涡旋的磁场可产生涡旋的磁场B2K9/3/202174.位移电流的计算电流强度的定义：IdIcKS两极板间的电场：位移电流位移电流等于电位移通量随时间的变化率位移电流密度等于电位移随时间的变化率极板面积不变位移电流密度9/3/20218麦克斯韦第二条假设：变化的电场（位

5、移电流）激发感应磁场5.全电流安培环路定律全电流：传导电流（运流电流）和位移电流之和全电流定律：（涡旋磁场）Id9/3/20219例1：解:(1)(2)当时:一圆形平行板电容器，半径为R，两极板与一交变电源相接，电量变化规律为，忽略边缘效应，求：(1)极板间位移电流密度；(2)极板间离中心轴线距离为r(r

6、的电场能够激发变化磁场3.麦克斯韦的两条基本假设变化的磁场能够激发感生电场（1）涡旋电场的假设涡旋电场（2）位移电流的假设感应磁场自由电荷产生的静电场电场变化磁场产生的感应电场自由电流产生的稳恒磁场磁场变化电场产生的感应磁场9/3/202112（1）电场的高斯定理：（2）电场的环路定理：（3）磁场的高斯定理：（4）磁场的环路定理：三、麦克斯韦方程组9/3/202113一、电动势把单位正电荷从负极经电源内部移到正极非静电力所作的功。二、法拉第电磁感应定律楞次定律回路内感应电流产生的磁场总是企图阻止或补偿回路中磁通量的变化。（1）楞次定律（2）右

7、手定则三、动生电动势在稳恒磁场中，由于导体的运动而产生的感应电动势。9/3/202114四、感生电动势导体回路不动，由于磁场变化而产生的感应电动势。感生电场在变化的磁场周围存在一个变化的电场感生电动势的表达式感生电场与变化磁场关系9/3/202115五、自感由于回路自身电流产生的磁通量发生变化，而在回路中激发感应电动势的现象。自感系数的计算①假设线圈中通有电流I③求通过线圈的磁通链数ψ④由定义求出自感系数L②求电流I产生的B自感电动势六、互感当两个线圈中电流发生变化时，相互在对方的线圈中产生感应电动势的现象。互感电动势互感系数①假设一个线圈中

8、通有电流I③求通过另一线圈的磁通链数ψ④由定义求出互感系数M②求电流I在另一线圈中产生的B9/3/202116七、磁场能量线圈能量电流作功使线圈能量改变，作功等于末