感生电动势-myqcloudcom.PPT

—全电流定律 I L S1 S2 +q -q b)揭示了变化电磁场的对称性,为新理论的建立奠定了基础 静电荷 磁荷或电流 电场 磁场 无旋 有旋 有旋 有旋 传导电流与位移电流的比较 Ic Id 带电粒子宏观定向移动形成 变化的电场引起，与电荷宏观运动无关 只能在导体中流动 依赖于 只要空间有变化的电场就有Id 通过电阻时产生热效应 一般不引起热效应 都以相同的规律激发磁场 解： 根据对称性，取以轴线为圆心，半径为r 的圆为回路 例12-15一板面半径为R=0.1m的圆形平板电容器，以匀速充电使电容器两极板间电场的变化率dE/dt=1013V/ms.求:电容器两板间的位移电流,并计算电容器内离两板中心连线 r (rR)处的磁感应强度。 五、麦克斯韦电磁场理论（1865年） 1.理论的核心思想: 在“变化”的情况下,电场和磁场密切不可分割,两者互为因果,形成统一的客体——电磁场。并预言电磁波的存在, 且推算出电磁波在真空中的传播速度为： 两个数据惊人的吻合，成为光波是电磁波的重要证据。 由实验测得真空中的光速为: 2.理论的实验证实 假说是进行科学研究的一种方法,它可以先于实验证明, 起着探索真理的作用。 1888年赫芝通过实验证实了电磁波的存在,证明了麦克斯韦电磁场理论的正确 感应圈 谐振接受器 发射器 电火花 赫兹实验 赫兹实验装置（复制品） 环流 通量 3.理论的数学表示 场量 麦克斯韦方程组(积分形式) 位移 传导 B B B r r r + = 1 3 4 2 方程1是电场的高斯定律，它说明电场强度和电荷的关系。尽管变化的磁场激发感生电场，但总的电场和电荷的联系总服从这一高斯定律。 方程2是磁通连续定理，它说明，目前的电磁场理论认为在自然界中没有单一的“磁荷”存在。 方程3是法拉第电磁感应定律，它说明变化的磁场和电场的联系。 方程4是一般形式下的安培环路定理，它说明磁场和电流（即运动的电荷）以及变化的电场的关系。 静电场 稳恒磁场 物理学是一门极度崇尚美感的科学 两者的结合则是美不胜收 它的美也无非是两点 其一曰简洁， 其二曰对称。 正负电荷可以分开——自由电荷能单独存在 正负磁荷不可分开——自由磁荷（磁单极）不能单独存在 如果存在磁单极 六、一个仍令人困惑的问题 ——磁单极究竟存在否？ 有无磁单极子？ 1931年，狄拉克（英）： 理论上论证了在微观世界中存在磁单极子。 1974年，特霍夫脱（荷兰）、鲍尔亚科夫（前苏联）： 独立地提出的非爱、阿贝尔规范场理论认为磁单极子 必然存在，并预言其质量为 但是，直到目前为止尚未在实验中确认磁单极子的存在。 这究竟是自然界中根本不存在磁单极，还是目前尚不具 备观察它的条件？这仍然是个谜。 但物理学家不懈的努力只意味着一件事： 人类对周围世界的理解将更加正确，更加深刻。 条件:Br随电子动量mv增加 而增加 当磁场发生变化时，就会沿管道方向产生感生电场,射入的电子被加速。 磁场垂直 向下增大 FL 电子运行的轨道——-环形真空室中半径为r的圆形。 E感 电子 - 电子束轨道 如何使电子维持在恒定的 圆形轨道上加速？ =恒量 ？ 铁 芯 线圈 电 束 子 环形 真空室 B 磁场 三、电子感应加速器 Fm Em 电子 - 轨道上的磁感应强度等于轨道 内磁感应强度平均值的一半 §12-3 自 感和互 感 按磁通量激发的方式分类 互感电动势 自感电动势 电磁感应 按磁通量变化的原因分类 动生电动势 感生电动势 一、自感应 1.自感现象——由于回路自身电流 的变化，在回路中产生感应电动势的 现象。该电动势叫自感电动势。 Φ I 如果回路几何形状、尺寸不变， 周围无铁磁性物质。 实验指出： Ψ I L = 则有： L 自感系数 单位：亨利（H） 自感系数决定于回路的几何形状、尺寸以及周围介质的磁导率。 2、自感电动势： L d = dt I ( ) Ψ = d dt ε L d dt L I d dt L = I 若回路几何形状、尺寸不变，周围无铁磁性物质， 则： = d dt L 0 = ε L d dt L I 讨论： d dt I 0 若： 则： ε L 与 I 方向相反 若： d dt I 0 则： ε L 与 I 方向相同 表明： L 的存在总是阻碍电流的变化， L 是电磁惯性的一种表现。 3、自感电路中电流的增长和衰减 ε L R a a： i εL t I o b: i b a I t Im o 0.37Im τ——LR回路的时间常数或弛豫时间 长直密绕螺线管: 例12—9