第9章 电磁场

《第9章 电磁场》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电磁场基本概念电磁感应现象、动生和感生电动势、自感、互感、电磁能基本定理法拉第电磁感应定律楞次定律基本应用电磁波第9章电磁场大学物理第1节电磁感应的基本规律一、电磁感应现象实验观测电磁感应现象以及的条件。1．闭合回路与磁铁作相对运动实验发现：线圈与磁铁间的相对速度愈快，感应电流也就愈大。2、闭合回路与邻近载流线圈的位置和电流发生变化保持两线圈相对位置不变线圈2中有恒定电流时，则电流计的指针不偏转，表明回路1中没有感应电流。第9章电磁场大学物理调节电阻R的大小，线圈2的电流发生变化，则电流计指针发生偏转，表明回路1中有感应电流，调节电阻的动

2、作愈快，回路1中的电流愈大。保持R不变开关K接通或断开的瞬间，回路1中有感应电流。保持载流线圈2的电流保持不变相对回路1的位置发生变化，电流计的指针发生偏转。第9章电磁场大学物理第9章电磁场大学物理3．在匀强磁场中改变闭合回路的面积当导线ab以速度v向右或向左运动时，回路的面积增大或减小，这时电流计指针发生偏转，表明此时回路中有感应电流。而当ab停止移动时，则回路中没有感应电流。实验还发现，回路中感应电流的大小与导线ab的速率v成正比。上述实验可以看出，闭合回路中产生的感应电流是由于穿过闭合回路的磁通量发生变化而引起的。因此，得出如下结论

3、：当穿过闭合导电回路的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生。这种现象叫做电磁感应现象。第9章电磁场大学物理二、法拉第电磁感应定律回路中磁通量变化产生的感生电动势与回路中磁通量对时间变化率间的关系为：若回路有N匝，则有：叫做回路中的总磁通。第9章电磁场大学物理说明：1、感应电动势的方向与回路磁通量变化之间的关系首先确定回路L的方向：回路L的绕行方向与磁通量成右手螺旋关系时，磁通量为正，反之磁通量为负。当磁通量增加时，则感应电动势ε<0，ε与L的方向相反。当磁通量减少时，则感应电动势ε>0，ε与L的方向相同。第9章电磁场大学物理三、楞次定

4、律在电磁感应现象中，感应电流方向是楞次经过大量实验的基础上总结出的。闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。判断说明：确定穿过闭合回路的原磁通量的方向和变化趋势（增加还是减小）；根据楞次定律确定感应电流所激发的磁场沿什么方向（与原来的磁场相反还是相同）；根据右手螺旋法则，由感应电流产生的磁场方向确定电流的方向。第9章电磁场大学物理例题9-1如图9-6（a）所示，外磁场方向垂直方框向外，当ab边向右运动时，判断感应电流方向。解：B外↑，B感相反×，右手螺旋I是a→b。例题9-2如图9-6（b）磁棒N极

5、向下运动，判断感应电流的方向。解：B外↑，B感相反向上，右手螺旋I是逆时针。第9章电磁场大学物理例题9-3如图9-6（c）电键k闭合或断开时，判断A线圈中的感应电流方向。解：电键K闭合时：B线圈的B外↑，B感相反向左，右手螺旋I是右边进左边出线圈A。B线圈的B外↓，B感相反向右，右手螺旋I是左边进右边出线圈A。第9章电磁场大学物理例9-5均匀磁场，磁感生强度B，磁场方向垂直纸面向里，在垂直磁场的平面内有一个边长为L的正方形,在边长固定的条件下,正方形变为一个圆,求回路中感生电流的方向.解：圆的面积大于正方形的面积，感生电动势的磁场与原磁场

6、方向相反，所以回路中的感生电动势的方向为逆时针。第9章电磁场大学物理例题9-4如图9-7，磁感应强度B垂直于线圈平面向里，通过线圈的磁通量按Φ=6t2+7t+1关系变化，式中Φ的单位为mwb，时间为s，求：1、当t=2.0s时，回路中的感应电动势的大小是多少？2、通过R的电流方向为何？解：1、根据法拉第电磁感应定律当t=2.0s时，回路中的感应电动势：2、楞次定律得电流方向为a→R→b第9章电磁场大学物理例9-6如图所示，面积为S的线圈共有N匝，放在均匀磁场B中，线圈可绕OO'轴转动，若线圈匀速转动的角速度为w，求线圈中的感应电动势。解：

7、设t=0时，线圈平面与B垂直，那么t时刻转的角度φ=wt，则穿过N匝线圈的磁通量为：令：有：若外电路的电阻为R，则感应电流为：第9章电磁场大学物理一、动生电动势导体在磁场中运动切割磁力线时，导体中有电动势，这种电动势叫做动生电动势。如图所示，导体内部的自由电子受到洛伦兹力F致使a端带正电，b端带负电，如将导线看成电源时，a端为正极，b端为负极。由电动势定义式得：第2节动生电动势和感生电动势第9章电磁场大学物理由此可得，动生电动势等于导体运动速度v与磁感应强度B的叉积，再与导体长度元dl的点积的积分。当磁场均匀且导体运动速度v、长度L、磁感

8、应强度B相互垂直时，则有：例9-7求图中捧ab中的动生电动势。解：v与ab不垂直，需正交分解：第9章电磁场大学物理例9-8如图所示，一根铜棒长为L，在磁感应强度B的均匀磁场中，以角速度w在与磁