《电磁场》课件.pptVIP

类型 相对强度 作用距离（m） 强相互作用 弱相互作用 电磁相互作用 引力相互作用 1 10-13 10-2 10-38 10-15 10-18 长 长 谢谢！ * 设ab为l 正向，结果为负，表明实际电动势方向为ba ，即a正b负. 电子在洛伦兹力作用下定向(本例向下)移动,会形成向上的电流并受到向左的安培力,在其作用下会减速而损失机械能或为了维持原速度就必须有外力抵抗该安培力做功,因此转化为静电能的是运动导体的机械能或外力克服安培力做功的能量,而非源于磁力做功或磁场能量的减少. * * * “-”号表示自感电动势阻碍电流变化。E21为回路1中电流变化在回路2中产生的互感电动势 恒星外层所受其核心的引力中有相当大的部分是由发自核心的辐射光压来平衡的. 交变电磁场 本章主要内容 法拉第电磁感应定律(掌握). 动生电动势 (掌握). 感生电动势 涡旋电场 (理解). 自感 互感 磁场能量(理解). 位移电流 全磁场的环路定理(理解). 麦克斯韦方程组(理解). 电磁辐射 电磁波谱(了解). 作业：4、6、8 、9 一.法拉第电磁感应定律 §1 法拉第电磁感应定律 线圈所处的磁场发生变化 磁场未变，但回路面积变了 电磁感应现象：不论何种原因，使得闭合回路所包围面积内的磁通量变化，就会在回路中产生感应电流. 电流 磁场 产生 产生？ Faraday，1831年发现电磁感应现象. §1 法拉第电磁感应定律 通过闭合回路所包围面积的磁通量变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量的时间变化率成正比. 法拉第电磁感应定律 或 Ψ =NΦ称为磁链 “－”表示感应电动势的正负与磁通量变化率相反. 任取一绕行方向，以右手定则确定回路包围面积的法向. 确定磁通量的正负，和dΦ/dt的正负. ε 为“+”表示感应电动势方向与所选回路绕行方向相同， “－”则相反. —— 感应电流的方向总是使得它所激发的磁场阻止引起感应电流的磁通量变化. §1 法拉第电磁感应定律 例：长直导线中的电流为 ，一矩形线圈与之平行放置，线圈平面与长直导线在同一平面内，求任一瞬间线圈中的感应电动势. x处磁场： 选定回路绕行正方向：顺时针方向. (1)求磁通量. (2)由电磁感应定律： §2 动生电动势 一.动生电动势 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + —— 导体运动使其中的自由电子受到洛仑兹力作用而发生移动: 导体两端出现电荷积累，产生电动势. 形成机制 ——非静电力 ——由于导体相对于磁场运动而产生的感应电动势. 由电动势定义： 均匀磁场，且 的情况： 例：均匀稳恒磁场中，长L的导体棒ab在垂直于磁场的平面内绕其a 端匀速转动，角速度为ω，求Vab. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + §2 动生电动势 二 . 在磁场中转动的线圈内的感应电动势 设θ│t=0为0. 若线圈的角速度为常量，则： 这种随时间作周期性变化的电动势称为交变电动势. 应用：发电机. §2 动生电动势 三 . 动生电动势中的能量转换关系 —— 洛仑兹力为能量转换者，而非能量提供者. §2 动生电动势 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 能量从哪来？ §3 感生电动势 涡旋电场 1. 感生电动势 2. 感生电场 (涡旋电场) 感生电场的存在并不依赖于导体或回路. ——由于磁场变化所产生的感应电动势. —— 变化的磁场在其所在的空间中激发的一种涡旋状的电场. 总电场的环路定理： 由静止电荷产生 由变化磁场产生 感生电场（涡旋电场） 静电场（库仑场） 有电能、对电荷有作用力 有电能、对电荷有作用力 感生电场线是无头无尾的闭合曲线 静电场线起于正电荷，终于负电荷 §3 感生电动势 涡旋电场 §4 自感 互感 磁场能量 一.自感 长直螺线管： 磁链： 自感电动势： 二. 互感 ——互感系数 当两回路磁感线彼此全穿过时： 应用：变压器. 自感系数： 单位:亨利. §4 自感 互感 磁场能量 三. 磁场的能量 = 建立磁场需消耗的能量 = 电源抵抗自感电动势做的功 K接a： 磁场能量密度 磁场能量: 自感中的磁能： §4 自感 互感 磁场能量 例: 无限长均匀载流同轴电缆中长l 的一段的磁场能量(电流强度I，内外导线均为柱面). 安培环路定理： 亦可通过自感的磁能求解. §5 位移电流 磁场环路定理 变化的磁场 感生电场 ？ 变化的电场 磁场 非稳恒电流的磁场服从怎样的环路定理？ +++++ ----- —— 位移电流的电流密度. ——位