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第40讲：电磁感应——感生电动势、自感与互感 内容：§13－2（下），§13－3，§13－4 1．感生电动势 (30分钟) 2．自感 (25分钟) 3．互感 (25分钟) 4．RL电路 (20分钟) 要求： 1．认识到产生感生电动势的非静电力是变化的磁场，掌握感生电动势的计算方法。 2．掌握自感与互感概念的物理意义；并能熟练计算自感电动势与互感电动势，自感系数与互感系数； 3．了解自感与互感的应用，会分析自感与互感现象； 4．了解RL电路的暂态过程。 重点与难点： 感生电动势 2．自感电动势，自感系数 3．互感电动势，互感系数 方法： 指出磁场的变化是产生感生电动势的原因后，讲清感生电动势的物理意义及其运用方法； 以电磁感应定律为基础，重点讲清楚自感与互感的概念及其物理意义，通过例题的分析，掌握自感与互感的计算；对RL电路讲清概念。 3．通过例题加以巩固。 作业： 问题：P237：6，7，10，12 习题：P242：14，15，16，17 预习：§13－5，§13－6 复习： 电磁感应定律 电磁感应的基本现象 法拉第电磁感应定律 楞次定律 动生电动势 §13-2 动生电动势与感生电动势（下） Motional Electromotive Force and Induced Electromotive Force 二、感生电动势（Induced Electromotive Force） 1．感生电场（Induced Electric Field） 问题：闭合回路在磁场中，当磁场变化时，在回路中要产生感应电流，因而要产生感应电动势，其非静电力不可能是Lorentz力。那么引起感生电流的电场是什么? 英国著名物理学家Maxwell分析了一些电磁感应现象以后（1861年），提出假设：变化的磁场在其周围空间要激发一种电场——感生电场，它就是产生感应电动势的“外来场”，可以形成感应电流。即感生电场是由变化的磁场引起的。 实验证实了Maxwell提出的感生电场确实存在，而且还可以扩展到原磁场未达到的区域。通常把由感生电场引起的电动势，叫做感生电动势。可见，变化的磁场是产生感生电动势的非静电力。 2．感生电场与变化磁场的关系： 由电动势定义可知，由于磁场的变化，在一个导体回路L中产生的感生电动势为： 由Faraday电磁感应定律： 当仅考虑磁场随时间变化，而导体回路不动时，则有 即 其中S表示以回路为边线的任一曲面的区域，其正法线方向与回路绕行方向成右手关系。 这就是感生电场与变化磁场之间的关系，是电磁场的基本方程之一。 注意： 不管回路是否由导体构成，也不管闭合回路是否在真空中还是在介质中，该式都适用； 若是闭合导体回路，因为有电荷在导体中作定向运动，故能形成电流，否则无感应电流。 3．感生电场与静电场（或库仑电场，Coulomb Field）的相同点与不同点： 1）相同点：感生电场与库仑电场都是一种客观存在的物质，它们对电荷都有作用力。 2）感生电场与库仑电场的区别： 场源： 静电场： 场源是静止电荷 感生电场： 场源是变化的磁场 环流： 静电场：保守力场 感生电场：涡旋场Curl Electric Field 通量： 静电场：不闭合曲线 感生电场： 闭合曲线 感生电场与静电场的比较 ? 静电场 感生电场 场源 正负电荷 变化的磁场 场 的 性 质 有源场 　无源场 　保守场 非保守场 力线 起源于正电荷，终止于负电荷,不闭合 闭合线 作用力 计算（要求知道）。 2）用，又分两种情况： ①闭合回路感应电动势，只要知道，即可求。 ②求一段非闭合的感应电动势——辅助线方法。 注意：作辅助线应满足两个条件之一：辅助线上的感应电动势为零；或辅助线上的感应电动势容易计算。 例1．在一长直螺线管内通以电流，其内部就会产生一轴向均匀的磁场B，如果使螺线管中的电流以一定规律变化，则磁感应强度B也将随之变化。这样，空间各点将产生涡旋电场Ek，设空间