电磁感应和麦克斯韦方程组.ppt

例2 : 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内方向 如图. 已知： 求： 那端电势高？ ◆ 法一用 求解 解: 电动势的方向：C→D D 端电势高 ◆ 法二 用法拉第定理求解 闭合曲线 的感生电动势 即为 段的感生电动势 所围面积为： 磁通 解: 加辅助线OC、OD，与CD构成回路CODC. (顺时针) “-”说明是逆时针 方向C→D 例 3 半径为R的圆柱形空间充满均匀磁场，有一为 2R的金属棒放在图示位置，求金属棒中的感应电动势。已知 解： 连接 O b、a O 形成闭合回路 O b a O ， 方向： b 点电势高。 课堂练习 求： 例3（补） 一长直导线载有交变电流 I = I0 sin? t, 旁边有一矩形线圈ABCD (与长直导线共面), 长为 l1, 宽 l2, 长边与长直导线平行, AD边与导线相距为a, 线圈共 N 匝, 全线圈以速度 v 垂直于长直导线方向向右运动, 求此时线圈中的感应电动势大小. 解: 由于电流改变的同时, 线圈也在 向右运动, 故线圈中既有感生电动势,又有动 生电动势. 在ABCD内取一 dS =l1dx 的面元, 穿 过该面元的磁通量为 取回路绕向顺时针，则 故 感生 动生 时，顺时针； θ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 例4(补) OM、ON及 MN 为金属导线，MN以速度v 运动， 并保持与上述两导线接触. 磁场是不均匀的，且： x y 0 × × × × × × × × × × M N 求： 导体 MN 在 解：选顺时针方向为正 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 动生 感生 动生 感生 分析 顺时针方向； 逆时针方向. 3. 涡电流（涡流） 1)涡电流的概念 大块的金属在磁场中运动，或处在变化的磁场中，金属内部也要产生感应电流，这种电流在金属内部自成闭合回路，称为涡电流或涡流。 铁芯 交 流 电 源 涡流线 铁 芯中的 涡电流 2）涡电流 涡流 (涡电流)的热效应 有利：高频感应加热炉 有害：会使变压器铁心发热， 减少涡流的途径 1、选择高阻值材料 （电机变压器的铁芯 材料是硅钢而非铁） 2、多片铁芯组合 变压器铁芯用绝缘硅钢片叠成 弊 增加能耗 热效应过强--温度过高-- --易破坏绝缘--造成事故 应减少涡流 如变压器铁芯。 炼制特殊钢 去除金属电极吸附的气体 电磁炉 涡电流的机械效应 §16 . 5 自感和互感 一、自感现象 由于线圈回路本身电流变化而在其自身产生 1. 自感现象 — 不变， 变， 变， 场变电磁感应 2. 自感系数 L 感应电动势的现象。 实际线路中的感生电动势问题 自感现象反映了电路元件反抗电流 变化的能力 (电惯性) 演示 K合上 灯泡A先亮 B后亮, K断开 B会突闪 3. 自感电动势 负号表示 的方向： (2) 单位： H （ 亨 ） (1) 自感系数的定义： (2) 的物理意义： 线圈电流每秒变化 1A 时 的大小。 (3) 的作用： 阻碍线圈中电流的变化。 5. 自感系数 L 的计算 (1) 根据 L 定义： (2) 根据法拉第定律及 L 和 的关系： (1) L 反映线圈本身电磁惯性的大小，由其几何形状、匝数及 4. 说明： 所处介质的磁导率 有关。(与电流 无关） 自感应用：日光灯镇流器；高频扼流圈；自感线圈与电容器组合构成振荡电路或滤波电路。 自感危害：电路断开时，产生自感电弧。 通电后，启辉器辉光放电，金属片受热形变互相接触，形成闭合回路，电流流过，日光灯灯丝加热释放电子。 同时，启辉器接通辉光熄灭，金属片冷却断开，电路切断，镇流器线圈中产生比电源电压高得多的自感电动势，使灯管内气体电离发光。 解:对于长直螺线管,当有电流I通