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*大学物理习题课 2.半开卷考试， 学生每人可带1张A4公式纸，内容必须手写，不许打印或复印！纸上不许粘贴纸条。 3.可以用计算器。 1.期末考试的比例:　 刚体 15 相对论 15 静电（含导体与介质） 30 恒磁+电磁感应 40 附加题10。 期末考试( 时间：6月15日上午) 地点: 1.通信/自动化/机电/运输1,2,3班 (学前58人): SY 107 2.运输4~10班/商务/计科1班(学号 10281019共54人) : 思源SY106 3.计科2~6班/生物/安全 (学10284053共42人): 思源SY105 时间: 6月15日上午9:00_11:00 期末考试 总评成绩： 作业：10% (本周补交) 演示实验：10% 期中：20% 期末：50% 答疑: 6月13,14日 上午8:00_11:30; 下午2:30_5:00 地点: 见7教楼门口通知 平时考试：10% (14日前交 ) 附加分：参与教学研究 第十一章 变化的电磁场 §1 电磁感应 §3 自感与互感磁场的能量 §4 Maxwell’s eq.s 本章重点：感应电动势、自感、互感 的计算 本章难点：涡旋电场,位移电流,场概念的理解 §1 电磁感应 三 感生电动势 涡旋电场 一 法拉第电磁感应定律 二 动生电动势 1.电动势定义 4.感生电动势 涡旋电场 3.动生电动势： 微观本质、及计算 本节内容： 2.法拉第电磁感应定律 1.自感现象 §3、自感与互感 为了建立感应电动势与电流的关系 2.自感系数 一.自感应 一般,由毕-萨定律： 磁感应强度与电流成正比， 所以磁通量也与电流成正比： V4.0 ——自感系数： 自感系数L的单位:亨利(H),常用mH,?H等. 定义式： 自感电动势与电流的变化率成正比 当线圈形状、匝数、介质等不变时，L是常量. 定义方程: 自感电动势 =0 I 磁链数: 例1.计算长直螺线管(N,l,R)的自感系数: 解: 3.自感系数计算 (1)令回路通电流； 考虑方法同计算电容。 (2)计算穿过回路的磁通量； (3)代入定义式或定义方程。 解. 例2.由定义方程 求自感系数： 一自感线圈中,电流强度在0.002s内均匀地由10A增加到12A,此过程中线圈中的自感电动势为400V,则线圈的自感系数为 L=0.4H 定义式： 单位与自感相同:亨利(H),常用mH,?H等. 1.互感现象 二、互感应 I1 I1 2.互感系数 定义方程: 问题:长直导线是回路吗? 矩形线圈内的磁通量 3.计算互感系数： (1)给任一回路通电流; (2)计算穿过另一回路的磁通量; (3)代入定义式或定义方程 解:设长直导线通有电流 I1 例3：长直导线与矩形线圈共面，线圈中通有电流I(t),计算长直导线中的互感电动势。 考虑自感线圈中电流的建立过程： 在移动dq=idt的过程中，电源反抗自感电动势做功 即自感线圈贮存了能量(磁能): 三、磁场的能量 L ? K1 在i从0到I过程中，做功 以充满? 介质的长直螺线管(磁场全部集 中在管内)为例: 单位体积中的能量: 磁场的能量密度: 这个关系普遍适用, 一般情况下: I l S 能量存在器件中 C L 存在场中 通过平板电容器得出下述结论 通过长直螺线管得出下述结论 在电磁场中 各种电场 磁场普遍适用 电场 磁场 类比 例4.载流圆柱形长直导线,半径R, 磁导率?.电流I均匀流过截面.计算 单位长度导线内所储存的能量. r 0 R B r 0 R I R r L1 L1 r (2)长为l 的一段电缆中磁场能量 (3)长为l 的一段电缆的自感系数 解:(1)根据磁场的对称性，由安培环路定理 R2 R1 I I r r dr l 例5.同轴电缆内外半径分别为R1 、R2。内外筒通有等量、反向的电流(1)计算磁场分布； R2 R1 I I l r dr l 例6.由定义式计算同轴电缆单位长自感系数 解.考虑l长电缆的磁通量: 单位长： 1、自感系数、自感电动势的定义及计算 3、磁场能量定义及计算 本节内容小结： 2、互感系数、互感电动势的定义及计算 4、解题技巧:计算自感系数有几种方法? 电场 磁场 场源： 电荷元 dq