第七章电磁感应(精简版).pptVIP

1. 发电机 2. 位移电流假设 Maxwell位移电流假设: 3. 全电流的安培环路定理 4. 传导电流与位移电流的比较 电磁场的四个基本方程 电磁感应的几个典型实验 R 1 2 ε G m Φ 感应电动势 感生电动势 动生电动势 产生原因、规律不相同 都遵从电磁感应定律 两类： 线圈内磁场变化 导线或线圈在磁场中运动 二、感生电动势 感生电场 1、感生电动势 由于磁场发生变化而激发的电动势 电磁感应 非静电力 洛仑兹力 感生电动势 动生电动势 非静电力 2、 麦克斯韦假设： 变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场， 称为涡旋电场或感生电场。记作 或 非静电力 感生电动势 感生电场力 单匝线圈 由法拉第电磁感应定律 由电动势的定义 讨论 2） S 是以 L 为边界的任一曲面。 的法线方向应选得与曲线 L的积分方向成右手螺旋关系 是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率 1） 此式反映变化磁场和感生电场的相互关系， 即感生电场是由变化的磁场产生的。 不是积分回路线元上的磁感应强度的变化率 与 构成左旋关系。 3） 感生电场电力线 由静止电荷产生 由变化磁场产生 线是“有头有尾”的， 是一组闭合曲线 起于正电荷而终于负电荷 线是“无头无尾”的 感生电场（涡旋电场） 静电场（库仑场） 具有电能、对电荷有作用力 具有电能、对电荷有作用力 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化 闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化 原因 由于S的变化引起回路中? m变化 非静电力来源 感生电场力 洛仑兹力 由于 的变化引起回路中? m变化 3、感生电场的计算 例1 局限于半径 R 的圆柱形空间内分布有均匀磁场， 方向如图。磁场的变化率 求： 圆柱内、外的 分布。 方向： 逆时针方向 L 讨论 负号表示 与 左旋 与 L 积分方向切向同向 与 L 积分方向切向相反 L 【左旋】 方向： 没有磁场的区域也有感生电场。 例2 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内， 已知： 方向如图. 求： 解: 电动势的方向由C指向D 用法拉第电磁感应定律求解 所围面积为： 磁通量 先假设正方向是C指向D，其结果为正值，表明电动势的方向为C指向D。 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化 闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化 原因 由于S的变化引起回路中? m变化 非静电力来源 感生电场力 洛仑兹力 由于 的变化引起回路中? m变化 铁芯 交 流 电 源 涡流线 三、电磁感应的应用 2. 涡电流（涡流） 7-5 麦克斯韦方程组 一. 位移电流 (1) 变化的磁场能产生涡旋电场,变化的电场呢? (2)安培环路定理在非稳恒电流的情况下是否适用? I 指传导电流.而非稳恒情况下, 传导电流可能不连续. - + B A - - - - + + + + I S1 L S2 以L为边界有两个曲面S1 , S2 H沿L的环流与曲面有关. 解决途径: 一是建立新理论; 二是修正安培环路定理. 问题 分析平行板电容器的放电过程(非稳恒电流情况) B A -σ +σ Ic I D jc jc A板上有正电荷+?, q =?S B 板上有负电荷-? . 考虑两板间的电场:电位移矢量D 大小为: D = ? 通过截面的总电位移矢量通量为 φ= SD (=S? = q ) 当电容器放电时 B A -σ +σ Ic I D jc jc 可认为在两板间中断的传导 dD/dt的方向与D的方向相同. 电流由dD/dt 来接替了. 故中断了的传导电流Io由位移电流Id 连续下去(电流连续). Id 充电： 放电： dD/dt的方向与D的方向相反. 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; 通过电场某一截面的位移电流 等于通过该截面电位移通量 对时间的变化率，即 若电路中同时存在传导电流Io 和位移电流Id 磁场强度H沿任意闭合回路的环流等于穿过此闭合回路所围曲面的全电流——全电流安培环路定理. 则， Is = I0 + Id 叫全电流 定理右边第一项表示传导电流对磁场环流的贡献. 定理右边第二项表示位移电流对磁场环流的贡献. 它们都满足右手关系: H H 传导电流能激发磁场，变化的电场也能激发磁场！ (1) 在对磁场环流的贡献,两者等效; (2) 传导电流意味着电荷的流动, 位移电流意味着电场的变化; (3) 传导电流通过导体时放出焦耳热,