大学物理第8章电磁感应复习与习题课.pptVIP

例题2 常见错误 * * 大 学 物 理 University Physics 电磁感应 电磁场 复习与习题课 A、电磁感应基本规律回顾 B、关于电磁场的几点讨论 主 要 内 容 C 、典型题分析 判断感应 电流方向 闭合回路中感应电流的方向，总是使它自身所产生的磁通量阻止引起感应电流的磁通量的变化。 一、楞次定律 二、法拉第电磁感应定律 三、感应电动势 基本规律回顾 动生电动势 感生电动势 ——感应电动势大小及方向 五、感生电动势 六、自感现象 自感系数 自感电动势 非静电力 四、动生电动势 非静电力 ——洛仑兹力 ——感生电场力 七、互感现象 互感系数 互感电动势 i21 线圈2 B1 I1 线圈1 磁场能量: 磁能密度： 八、磁场能量 十、全电流定律： 九、位移电流 与运动电荷无关 不产生焦耳热 应用： 微波炉 ——改变电偶极矩，使电介质反复极化，使分子热运动加剧，产生热效应，但与焦耳热完全不同。 ——变化的电场 可以产生磁场 本质 十一、麦克斯韦方程组的积分形式 介质性质方程: 2、磁场的高斯定理 1、电场的高斯定理 3、环路定理与 法拉第电磁感应定律 4、全电流定律 本章应重点掌握法拉第电磁感应定律及其应用，包括动生电动势、感生电动势、自感电动势、互感电动势的计算；理解磁场能量及磁能密度的概念。 典型题分析 例题1 有一弯成?角的金属框架COD, 一导线ab(ab垂直于OD)以恒定速度v在金属框架上滑动，设v垂直于ab向右。已知磁场B的方向垂直纸面向外，分别求下列情况框架内的感应电动势 ?i 的变化规律。设t=0时，x=0。 磁场均匀分布，且B不随时间改变； 非均匀的变化的磁场B=kxcos?t。 ? B v a b C O D x 解：1) 导线ab在均匀磁场中运动，产生的动生电动势即为所求感应电动势 方向由a指向b，框架中的电动势应为顺时针方向。 ? x v a b B C O D 2) 当磁场作非均匀变化时，框架中既有动生电动势，又有感生电动势，可应用法拉第电磁感应定律计算总的感应电动势。选取回路obao，为正方向。 若?i0，则?i 的方向与所设正绕方向（obao)一致；反之，相反。 ? B v a b C O D ? d? x y R2 R1 长直同轴电缆。已知R1、R2，填充介质均匀各向同性，电流在两柱面上均匀分布。 求：（1）l 长段电缆磁能Wm ；（ 2）电缆的自感系数L 解法一： 解题思路：H?wm ? Wm ? L r = 0 （ 其 他 ） l ? I? ? ? 0 （其他） 由安培环路定理 0 （ 其 他 ） R2 R1 r l ? I? ? ? 磁能密度: 解法二：解题思路： H ? B ?Φ ? L ? Wm dS= ldr l ? I ? ? ? 0 （ 其 他 ） 例题3 两根足够长的平行直导线轴线间的距离为20cm，在导线中保持一强度为20A而方向相反的恒定电流。若导线的半径为 a＝0.1cm，且导线内部磁场忽略不计。 解 (1) 两导线间任一点磁感应强度为: (1)求两导线间每单位长度的自感系数； (2)若将两导线分开到相距40cm，求磁场对单位长度导线所做的功; (3)位移时，单位长度的磁能改变了多少?是增加，还是减少? 说明能量的来源。 单位长 l=1 (2) 两导线中,一条导线上的电流在另一条导线处产生的磁感应强度为 故任一条导线单位长度上所受磁力为: 磁力作正功. 磁力的功： (3) 由(1)的解 当两导线相距为 d1 时 导线移动过程中磁能增加, 磁场既对外作功, 磁能又增加, 可能否？是否违反能量守恒定律？ 当两导线相距为 d2 时 可能! 否! 其能量来源于电源： 导线拉开→磁通量增加→感应电动势使电流减少→为维持电流恒定→电源克服反电动势作功→对外作功+磁能增加. 单位长度的磁能改变: 讨论: 沿袭中学套用公式的作法，不管B是否匀强，是否变化，能量密度是否为恒量，在求磁通量和电动势及磁场能量时套用： 在计算既有感生电动势，又有动生电动势时，不是用法拉第电磁感应定律计算，而是分别计算，这容易造成重复计算，或符号错误。 *