第九章_电磁感应_电磁场理论.ppt

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1、第九章电磁感应电磁场理论§9-1电磁感应定律§9-2动生电动势§9-3感生电动势感生电场§9-4自感应和互感应§9-6位移电流电磁场理论§9-5磁场的能量§9-1电磁感应定律一、实验实验一：NS实验二：上两实验都有相对运动.是不是无相对运动就不会有电流?电流变化也能引起磁通变化二、法拉第电磁感应定律国际单位制中K=1结论：不论由于什么原因，当一个闭合电路的磁通发生变化时，电路中都出现感应电流。磁通发生变化产生的电动势叫感应电动势三、楞次定律在闭合回路中，感应电流的磁通总是力图阻碍引起感应电流的磁通变化。阻碍即指：当原磁通增加，感应电流的磁通将与原磁

2、通方向相反。当原磁通减少，感应电流的磁通将与原磁通方向一致。楞次定律实际是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。以第一实验为例SNSNNS四、考虑愣次定律后法拉第定律的表达式证明所决定的感应电动势方向与楞次定律所确定的方向一致。磁通减少磁通増加可见：······回路是由串联的N匝线圈构成，则法拉第定律变成冲击电流计测量磁通变化量(磁通计)的原理：t1—t2穿过回路截面的电量：q与的变化快慢无关，测q1-2.§9-2动生电动势一.动生电动势产生的原因方向:ba任意时刻感生电动势(2)回路不变，磁场变，产生动生电动势(1)磁场不变，回路变，产

3、生负号意思？产生动生电动势的原因,是洛仑兹力建立的静电场使电子受到电场力当时，就达到了平衡状态。a端电势高，b端电势低。ab相当一个电源。洛仑兹力正是电源中的非静电力，此非静电场的强度为二.动生电动势的计算方法▲方法一由电动势的定义有式中的是处的。在上例中又与方向相反，所以有（方向:ba）▲方法二由法拉第电磁感应定律（考虑时，有时须设计一个闭合回路）P402例9-2长为L的导线绕o点以角速度在均匀磁场中转动，与转动平面垂直。求动生电动势。o【解】方法一．由电动势的定义：电动势的方向由oa．a端带正电荷、电势高．方法二．由法拉第电磁感应定律：

4、负号表示动生电动势方向是oa．两种方法的结果相同。任意时刻P403例题9-3计算图中金属AB棒的电动势。解：用第一种方法求XLdAB方法二：XdAB作辅助线与AB构成闭合回路三．洛仑兹力究竟做不做功？1、产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力，洛仑兹力的功不为零2、安培力是洛仑兹力的宏观表现,安培力的功不为零,因此洛仑兹力的功不为零.矛盾？电子的实际运动速度是电子受的洛仑兹力是所以仍不做功。四、在磁场中转动的线圈内的感应电动势矩形钢性线圈，匝数为N，面积为S，线圈在均匀磁场中转动。++++++.+任意位置时的磁通t时刻有t§9-3感生电动势感生电场一

5、.感生电动势产生的原因1861年，麦克斯韦大胆假设“变化的磁场会产生感生电场”。感生电场是一种非静电场。正是这种非静电场产生了感生电动势。二、感生电场与变化磁场的定量关系电动势的普遍定义：产生感生电动势的非静电力，正是感生电场对电荷的作用力即感应电场的环流等于感生电动势。按照法拉第电磁感应定律所以有（的正方向与L成右手螺旋关系）现在四、感生电场与静电场的比较三、感生电场的性质1、起源2、力线3、电位概念非保守力场、无势场其力线闭合五、感生电动势的计算方法一：方法二：（有时需设计一个闭合回路）P407例9-5已知:半径为R的长直螺线管内的求:管内外的

6、【解】由于磁场有轴对称性，所以又有轴对称性。管内：取场点P;L上各点大小相同，方向与半径垂直。：L即沿L的切线方向。假设与L同向，有L所以管外:同理可得L的曲线如图所示：0Rr六、涡电流大块导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，导体内部出现的感应电流称涡流如：++++BvF热效应：电磁冶炼，电磁淬火；机械效应：电磁阻尼；应用：§9-4自感应和互感应一个线圈的电流发生变化时，通过线圈自身的磁通也会发生变化，线圈内会产生感应电动势这种由自身电流变化引起的电磁感应现象叫自感现象据毕沙拉定律B∝iL-----线圈的自感系数，简称自感。一、自感应自感系数在数

7、值上等于线圈中通有单位电流强度时，通过线圈自身的磁通链数的大小。它取决于线圈的形状、大小、匝数以及周围磁介质的情况，与电流i无关。自感电动势自感在数值上也等于线圈中有单位电流变化率时，线圈中产生的自感电动势的大小。考虑自感电动势时，通常选电流的方向为回路的正方向，并且假设L的方向与正方向一致，由可以看出：若di>0，则L<0，与正方向相反，阻碍电流的变化；若di<0，则L>0，与正方向相同，也阻碍电流的变化。自感系数是电磁惯性的量度，L大电磁惯性大，电路中电流愈不易改变.自感电动势称为反电动势.自感系数一般由实验测定；简单情况可以计算。计算思

8、路:设iBL例1已知:l、S、n、..求：长直螺线管的自感L.[解]设电流iB=ni=N=NBS=Nni