电磁感应定律.ppt

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1、第十一章电磁感应电磁感应的基本规律（重点）动生电动势（重点）感生电动势（重点）涡旋电场自感与互感磁场能量与磁场能量密度位移电流麦克斯韦方程组7/25/2021§11-1电磁感应的基本规律一电磁感应现象1电磁感应现象当一闭合回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，回路中就产生电流，这种电流被称为感应电流，这一现象被称为电磁感应现象NS2楞次定律回路中感应电流的方向，总是使感应电流所激发的磁场来阻止或补偿引起感应电流的磁通量的变化。NS二法拉第电磁感应定律导体回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比式中k是比例常数

2、，在(SI)制中k=1NS（1）负号表示感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因——楞次定律++是通过回路的磁通量，代表的意义？与有何区别？（2）*只要闭合导体回路磁通量发生变化就有感应电动势。（2）N匝线圈串联时的法拉第电磁感应定律N匝相同线圈串联组成回路,若通过每个线圈的磁通量相同B若闭合回路中电阻为R产生的感应电荷称为线圈的磁通链数三法拉第电磁感应定律的应用例11-1直导线通交流电置于磁导率为的介质中,已知:求：与其共面的矩形回路中的感应电动势其中I0和是大于零的常数解：alx在无限长直载流导线的磁场中，有一运动的

3、导体线框，导体线框与载流导线共面，求线框运动到距导线距离为l0时的电动势。解通过面积元的磁通量（方向顺时针方向）例11-2电动势电源将单位正电荷从电源负极推向电源正极的过程中，非静电力所作的功定义表征了电源非静电力作功本领的大小反映电源将其它形式的能量转化为电能本领的大小非静电性场强••对闭合电路§11-2动生电动势两种不同机制相对于实验室参照系，若磁场不变，而导体回路运动（切割磁场线）—动生电动势相对于实验室参照系，若导体回路静止，磁场随时间变化—感生电动势一.动生电动势电子受洛伦兹力——非静电力••+-直导线在均匀场中运

4、动，三者相互垂直。1）非静电场强动生电动势的一般情况2）动生电动势B+-•结论：动生电动势的本质是洛伦兹力,洛伦兹力是形成动生电动势的非静电力。例11.3在匀强磁场B中，长R的铜棒绕其一端O在垂直于B的平面内转动，角速度为OR求棒上的电动势解动生电动势dl方向二动生电动势的计算例11-4如图金属杆AB以速度v平行于长直载流导线运动。已知导线中的电流强度为I.求：金属杆AB中的动生电动势。解：作业：P10311-3,4,5§11-3感生电动势涡旋电场感生电场（涡旋电场）一感生电动势*麦克斯韦的假设：变化磁场在其周围激发一种

5、电场，这种电场就称为感生电场设一个半径为R的长直载流螺线管，内部磁场强度为，若为大于零的恒量。求管内、外的感应电场。例11-6求轴对称分布的变化磁场产生的感应电场解：求管外的感应电场。例11-7一被限制在半径为R的无限长圆柱内的均匀磁场B，B均匀增加，B的方向如图所示。求导体棒ON、CD的感生电动势解方法一(用感生电场计算):方法二(用法拉第电磁感应定律):(补顺时针回路ODCO)§11-4自感与互感一自感I(t)B(t)F(t)自感系数L—自感系数与线圈大小、形状、周围介质的磁导率有关；与线圈是否通电流无关线圈反抗电

6、流变化的能力,一种电惯性的表现IB(1)式中的负号表示自感电流反抗线圈中电流变化(2)L越大对同样的电流变化自感电流就越大即回路中电流越难改变3、自感电动势IB4、自感系数的计算假设电路中流有电流I,IB，再计算L=/I例11-8求单层密绕长直螺线管的自感已知l、N、S、解:设回路中通有电流IL仅与回路、介质有关I二互感互感电动势互感系数线圈1内电流的变化，引起线圈2内的电动势12例11-11在磁导率为的均匀无限大的磁介质中，一无限长直导线与一宽、长分别为b和l的矩形线圈共面，直导线与矩形线圈的一侧平行，且相距为.

7、求二者的互感系数.解设长直导线通电流7/25/2021§11-5磁场能量与磁场能量密度一磁场能量磁场能量密度解根据安培环路定理,螺绕环内取体积元例11-12一由N匝线圈绕成的螺绕环，通有电流I，其中充有均匀磁介质求磁场能量Wm麦克斯韦假设电场中某一点位移电流密度等于该点电位移矢量对时间的变化率.位移电流密度位移电流§11-6位移电流（1）全电流是连续的；（2）位移电流和传导电流一样激发磁场；（3）传导电流产生焦耳热，位移电流不产生焦耳热.++++----全电流注意：传导电流密度位移电流密度安培环路定理3麦克斯韦方程组的积分形

8、式（Maxwellequations）麦克斯韦方程组电场磁场电场是有源场变化磁场可以激发涡旋电场传导电流和变化电场可以激发磁场磁感线是闭合的一、法拉第电磁感应定律二、动生电动势第十一章小结方向判断：楞次定律产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力.计算方法与所选回路正方向相同。与所选回路正方向相