第7章电磁感应与电磁场.ppt.pptVIP

１ 式中负号是楞次定律的数学表示式——自感电动势的方向总是阻碍回路电流的变化，即 ２ 上式表明回路中自感电动势的大小与回路中电流的变化率成正比。 ３ 上式还表明 ，自感系数表征了回路中的“电磁惯性”。 4、自感的利弊 但过大的自感电动势也是造成回路短路的原因。 *计算自感系数的步骤 ①先求自感线圈中的B值； 自感现象在电工、电子技术中有广泛的应用。如日光灯镇流器,自感与电容组成的谐振电路和滤波器等。 * 首 页 上 页 下 页 退 出 第7章 电磁感应与电磁场 §7-1 电磁感应定律 §7-2 动生电动势与感生电动势 §7-3 自感应与互感应 §7-4 磁场能量 §7-5 麦克斯韦电磁场理论简介 磁悬浮列车 首 页 上 页 下 页 退 出 前面所讨论的都是不随时间变化的稳恒场 　我们现将研究随时间变化的磁场，电场，以进一步揭示电与磁的联系。 §7-1 电磁感应定律 7.1.1 法拉第电磁感应定律 1、电磁感应现象： 回路某一部分相对磁场运动或回路发生形变使回路中磁通量变化而产生电流 回路静止而磁场变化使回路中磁通量变化而产生电流 两种情况： 2、法拉第电磁感应定律 １）感应电动势的概念 ①从全电路欧姆定律出发——电路中有电流就必定有电动势，故感应电流应源于感应电动势。 ②从电磁感应本身来说：电磁感应直接激励的是感应电动势。 如何定量计算感应电动势的大小？ 不论何种原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势的大小与磁通量对时间的变化率成正比。即 ２）法拉第电磁感应定律 ③若为N 匝线圈，则 ①在SI制中 K 1 ②式中的负号是楞次定律的数学表示 式中 称作磁通匝链数，简称磁链。 3）磁通计 那么t1 ～ t2 时间内通过导线上任一截面的感应电量大小为 如果闭合回路为纯电阻R 时，则回路中的感应电流为 式中 是t1 , t2 时刻回路中的磁通。 ＊：如果能测出导线中的感应电量，且回路中的电阻为已知时，那么由上面公式，即可算出回路所围面积内的磁通的变化量——磁通计就是根据这个原理设计的。 上式说明，在一段时间内，通过导线截面的电量与这段时间内导线所围磁通的增量成正比。 7.1.2 楞次定律 *：注意其“补偿”的是磁通的变化，而不是磁通本身。 １、定律内容： 　闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使得这感应电流在回路中所产生的磁通去补偿（或反抗）引起感应电流的磁通的变化。 2、感应电流方向的判断 3、楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。 确定外磁场方向→分析磁通量的增减△? m→运用“反抗磁通量的变化”判断感应电流磁场的方向→运用右手缧旋法则确定感应电流方向（即感应电动势方向）。 N S N S 例10.2　一根无限长的直导线载有交流电流i＝I0sin ωt.旁边有一共面矩形线圈abcd，如图10.3所示.ab＝l1，bc＝l2，ab与直导线平行且相距为d.求：线圈中的感应电动势. 图10.3　矩形线圈中的 感应电动势 解　取矩形线圈沿顺时针abcda方向为回路正绕向，则 所以，线圈中感应电动势 可见，ε也是随时间作周期性变化的，ε＞0表示矩形线圈中感应电动势沿顺时针方向，ε＜0表示它沿逆时针方向. §7-2 动生电动势与感生电动势 ?感应电动势的非静电力实质？ 研究表明对应于磁通变化的两种方式，其产生电动势的非静电力的实质是不同的。 一是磁场不变,回路的一部分相对磁场运动或回路面积发生变化致使回路中磁通量变化而产生的感应电动势，谓之动生电动势。 另一种情况是回路面积不变,因磁场变化使回路中磁通量变化而产生的感应电动势,谓之感生电动势。 7.2.1 动生电动势 动生电动势的产生，可以用洛仑兹力来解释.如图10.4所示，长为l的导体棒与导轨所构成的矩形回路abcd平放在纸面内，均匀磁场B垂直向里.当导体ab以速度v沿导轨向右滑动时，导体棒内的自由电子也以速度v随之向右运动.电子受到的洛仑兹力为 图10.4　动生电动势 f的方向从b指向a. 在洛仑兹力作用下，自由电子有向下的定向漂移运动.如果导轨是导体，在回路中将产生沿abcd方向的电流；如果导轨是绝缘体，则洛仑兹力将使自由电子在a端积累，使a端带负电而b端带正电.在ab棒上产生自上而下的静电场.静电场对电子的作用力从a指向b，与电子所受洛仑兹力方向相反.当静电力与洛仑兹力达到平衡时，ab间的电势差达到稳定值，b端电势比a端电势高. 由此可见，这段运动导体棒相当于一个电源，它的非静电力就是洛仑兹力. 图10.4　动生电动势 电动势定义为把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极的过程中，非静电力做的功.在动生电动势的情形中，作用在单位正电荷上的非静电力Ek是洛仑兹力，即 所以，动生电动势 一般