哈工大―大学物理课件―第8章-电磁感应和电磁场理论的基本概念.ppt

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1、第8章电磁感应和电磁场理论的基本概念8.1电磁感应定律一电磁感应现象总之发生变化(导体回路中一部分切割磁力钱)1）不变变化3）不变2）不变变化（各种原因）N用愣次定律判断感应电流I方向（b）（a）来者拒之去者留之N楞次定律是能量守恒定律的一种表现机械能焦耳热二、楞次定律闭合回路中，感应电流的流动方向，总是使该电流激发的磁场去阻碍引起感应电流的磁通量的变化．三、法拉第电磁感应定律导体回路中感应电动势成正比，在国际单位制中，小与穿过该回路的磁通量的时间变化率其数学表达式为：的大式中“－”如图(a)如图(b)(a)(b)若线圈是Ｎ匝串联而成,则:穿过整个线圈的磁通匝链数---磁链,(Wb韦伯)

2、1V=1Wb/s3例：直导线通交流电置于磁导率为的介质中。求与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势。解：设当I0时，电流方向如图（常数I0和>0)设回路L方向如图在任意坐标处取一面元交变的电动势5+++++++++++++++++++++++++++++++++++ab---++如图，直导线ab在运动时，导线内每个自由电子受洛伦兹力平衡时使电子向下运动到a端，b“+”a“－”结果ab具有一定电势差Uabab相当电源ab~电源，反抗做功，将+q由负极正极，维持Uab的非静电力—洛仑兹力Eiab8.2动生电动势一、动生电动势的由来6产生动生电动势的非静电力

3、bav-FmIi根据电动势的定义：产生动生电动势的非静电场动生电动势：如图，设长为l的直杆ab，在均匀磁场B中匀速运动，则杆的动生电动势：二、动生电动势的表达式7例：长L的铜棒OA，绕其固定端O在均匀磁场中以逆时针转动，铜棒与垂直，求动。解一：取线元与同向解二：构成扇形闭合回路由楞次定律7/28/2021求：Iabc例：98.3感生电动势涡旋电场及其应用不论回路的形状及导体性质和温度如何，只要磁场变化导致穿过回路磁通量发生了变化，就会在回路中产生感生电动势：麦克斯韦提出：变化的磁场在其周围空间激发一种新的电场，称为感生电场或涡旋电场，用表示．

4、产生感生电动势的非静电力K,正是这一涡旋电场:一、感生电动势和涡旋电场<<<<<<>静电场与感生电场比较：共同点：都对电荷有作用力。不同点：②感生电场电力线是闭合的，是有旋场，而静电场是无旋场。①静电场由静止电荷激发，而感生电场由变化的磁场激发；11二、电子感应加速器原理：在电磁铁的两极之间安置一个环形真空室，当用交变电流励磁电磁铁时，在环形室内除了有磁场外，还会感生出很强的、同心环状的涡旋电场。用电子枪将电子注入环形室，电子在洛伦兹力的作用下，沿圆形轨道运动，在涡旋电场的作用下被加速。电子感应加速器是利用涡旋电场加速电子以获得高能粒子的一种装置。12三、涡旋电流及其在工业上的应用感应电

5、流不仅能在导电回路内出现，而且当大块导体与磁场有相对运动或处在变化的磁场中时，在这块导体中也会激起感应电流.这种在大块导体内流动的感应电流,叫做涡电流,简称涡流.应用热效应、电磁阻尼效应.电磁感应的应用13变化的均匀磁场abc涡旋电场是非保守场不能引入电势概念！例：同一时刻b、c两点间电势差可有很多值。内内14在上题的磁场中，当时，在螺线管内横截面上，有一长为L、距圆心的垂直距离为h的直线MN，如图，试求MN上的感应电动势。MNhO解：方法一：Ekr上的感应电动势为i的真实方向为由N至M,15方法二：作辅助线NO和OM，因Ek沿切向，故它沿NO和OM段的线积分为零，所以闭合曲线NOMN

6、上的感应电动势即为MN段上的感应电动势。设绕行方向为NOMN，则面积MNhO16一.自感当一个线圈中电流发生变化时，它所激发的磁场使得该线圈自身的磁通量也随之发生变化，而在自身产生感应电动势，称为自感现象。由此产生的感应电动势称为自感电动势．1.自感现象与自感电动势8.4互感和自感自感现象实验示意图17设闭合回路中的电流强度为i回路中的磁通为写成等式则比例系数定义为该回路的自感系数（或自感）单位：亨利(H)根据法拉第电磁感应定律：如果回路自身性质不随时间变化，则：则自感系数还可定义为2.自感系数L18自感电动势L:描述线圈电磁惯性的物理量。线圈阻碍i变化能力增强。自感系数L取决于回路线圈

7、自身的性质(回路大小、形状、周围介质等)若回路是一个绕有N匝的长直螺线管，管内充满磁导率为的磁介质，且管长为l，通有电流i，设管的横截面积为S，则自感电动势：体积则一定,19二.互感两个载流回路相互的激起感生电动势的现象称为互感现象，所产生的电动势称为互感电动势。M称为互感系数（简称互感）回路1中电流i1激发的磁场通过回路2的磁通量为回路2中电流i2激发的磁场通过回路1的磁通量为定义:本质：表征两耦合回路相互提供磁通量的强弱。20