9电磁感应与电磁场(修改).pptVIP

涡流效应及其应用 返回 趋肤效应及其应用 返回 位移电流的产生 返回 导线L在匀强磁场中绕O点，以ω做匀速转动，求：导线两端之间的电动势。 l dl L A O 解：取线元dl，其电动势是 方向均指向A 例1 如图 I= 10 A , l = 0.2 m ,υ= 2 m·s-1 ，a = 0.1m 。求：动生电动势。 解：对任意线元dx 方向是逆x 轴方向。 方向： 返回 例2 x dx a l A B I υ 如图 求： 均为常数。 O x dx a b x I l 解： 当 顺时针向； 例3 当 逆时针向； 返回 在半径 R 的圆柱形管内有一匀强磁场 且 。 求管内外 的分布。 根据变化磁场的柱对称性涡旋电场的力线是以 o 为圆心的同心圆，利用楞次定律（左手系关系），涡旋电场是逆时针方向。 柱内：r R 例4 解： * * 主要内容： 电磁感应 自感与互感 感生电动势 动生电动势 位移电流 电磁场基本方程 磁场能量 涡旋电场 变化电场 麦克斯韦方程组 6.1 电磁感应基本定律 一、法拉第电磁感应定律 (Faraday’s Law of Eectromagnetic Induction) 电磁感应现象 N S K 通过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间变化率的负值成正比。 对N匝回路，定义磁链Ψ＝NΦ，则 负号体现电动势的方向. 表述二 闭合回路中产生感应电流，总是使它自己产生磁场反抗任何引起感应电流的变化。 楞次定律 楞次定律或法拉第电磁感应定律是符合能量守恒和转换定律的。 二、楞次定律（ Lenz ’s Law ） 闭合回路中感应电流的方向，总是企图使它自己磁场产生穿过回路面积的磁通量去抵偿引起感应电流的磁通量变化。 表述一 通过回路中任一截面感应电量q 一、动生电动势(Motional Electromotive Force） 如图，电子受洛伦兹力为 定义非静电场Ek，则 6.2 动生电动势和洛伦兹力 相应的电场力为 两种场平衡时： 动生电动势 a b b、a 间的电势差，即动生电动势为 方向： 动生电动势来自于运动导 体部分，不动导体只是提供 电流的通路。 动生电动势的方向可以用 的方向评定。 二、动生电动势的计算 （Calculation of Motional Electromotive Force） (2)闭合回路整体在匀强磁场中转动或平动时，可直接用电磁感应定律求解。 (3)对非均匀磁场中运动的一段导线 动生电动势计算 一、感生(涡旋)电场(Induced(curl) Electric Field) 导体回路不动,磁场变化,回路中有感应电流 驱使电荷运动的力既不是洛仑兹力, 也不是静电力,哪是什么力？ 6.3 感生电场与感生电动势 变化磁场在其周围空间产生涡旋状电场，称为涡旋电场或感生电场，记为 麦克斯韦认为： 同静电场比较，感生电场有如下特点： 感生电动势 相同点：对电荷有力的作用。 不同点： 二、感生电动势(Induced Electromotive Force) 涡旋电场提供了对电荷作用的非静电力，由此产生感生电动势： “ ? ”表示EK的方向同 的方向成左手系统。 变化磁场激发涡旋电场，涡旋电场大小与变化磁场快慢成比例。 感生电动势计算 通电线圈中电流变化而在线圈中产生感应电动势的现象，相应电动势称自感电动势。 由毕 — 沙定律知： L称为自感系数，其数值上等于回路电流为1个单位时穿过此回路的磁通量。其单位是亨利（H）。 6.4 自感与互感 一、自感现象（Self-Inductance) 自感现象 自感系数影响因素 当回路及磁导率不随时间变化时， 负号说明： 总是反抗回路中电流变化。 对N匝密绕线圈： 由电磁感应定律，自感电动势是 自感系数计算 二、互感现象（Mutual Inductance) 一个通电线圈中电流变化，引起周围磁场变化，在同一空间的另一线圈中产生感应电动势的现象，相应电动势称互感电动势。 互感现象 互感现象提出 由毕 — 沙定律知： 是线圈1对2的互感； 是线圈2对1的互感； 理论上可以证明： 在线圈1、2中的感应电动势是 在无铁磁质时，互感M与线圈尺寸、形状、匝数、相对位置和磁介质情况有关，与电流无关。 在有铁磁质时，M与电流有关。 6.5 涡流与趋肤效应 一、涡流（Eddy Current) 放在变化磁场中的