大学物理B层次--第七章-变化的电磁场和电磁波.pptVIP

Fm=IilB 沿斜面方向应用牛顿第二定律： - dt Ii R a b c d ? B × ? ? B mg Fm - dt 由 t=0,?=0, 得 C2=-gsin? 导体不动, 磁场随时间变化,导体中便产生感应电动势—感生电动势。 §7-3 感生电动势 涡旋电场 1.现象 2.原因 当螺线管中电流发生变化，引起螺线管中的磁场变化时，套在外边的圆环中便产生电动势。 是什么力驱使导线中的电荷运动，从而产生电动势呢？ 不是静电力。 也不是洛仑兹力。 B I a b 麦克斯韦的这个假设已为实践所证实，是麦克斯韦电磁理论的基本原理之一。 麦克斯韦认为：变化的磁场要在其周围的空间激发一种电场,叫做感生电场(涡旋电场)E(2)。 圆环导线中的感生电动势正是感生电场对自由电子作用的结果。 B I a b 静电场：由电荷产生，是保守力场；电力线起于正电荷，止于负电荷，不形成闭合曲线。 感生电场：由变化的磁场激发，是非保守力场；其电力线是闭合曲线, 故又称为涡旋电场。 3.计算公式 按电动势的定义： 感生电场的方向可用楞次定律来确定。 (2)感生电场与静电场的比较： (1)感生电场E(2)的电力线是围绕磁力线的闭合曲线； 例题7-13 一半径为R的圆柱形空间区域内存在着由无限长通电螺线管产生的均匀磁场,磁场方向垂直纸面向里，如图所示。当磁感应强度以dB/dt的变化率均匀减小时,求圆柱形空间区域内、外各点的感生电场。 由楞次定律判定，感生电场的方向是顺时针的， R r =E(2)·2? r rR: 解 由问题的对称性知，感生电场E(2)的电力线是围绕磁力线的圆周曲线。 且圆周上各点E(2) 的大小相等。 由 rR: E(2)·2? r E(2)·2? r rR: R r 解 由楞次定律判定，感生电场的方向是逆时针的。 例题7-14 一半径为R的圆柱形空间区域内存在着均匀磁场,磁场方向垂直纸面向里，如图所示；磁感应强度以dB/dt的变化率均匀增加。一细棒AB=2R, 中点与圆柱形空间相切，求细棒AB中的感生电动势，并指出哪点电势高。 rR: 你能完成这个积分吗？不妨试试。 R A B o ? r dl 连接oA、oB组成回路。 由楞次定律知，回路电动势方向为逆时针，因此导线AB中的感生电动势由A指向B。B点电势高。 由于oA和oB不产生电动势,故回路电动势就是导线AB中的电动势。 =0 R A B o o. (填、或=) 连接oA、oB组成回路,由 得知。 A B (2)如图所示的长直导线中的感生电动势: o. R 问题: 圆柱形空间区域内存在着均匀磁场， (1)对直导线AB和弯曲的导线AB： 4. 电子感应加速器 大型电磁铁的两极间安放一个环形真空室。电磁铁用强大的交变电流来励磁,使环形真空室处于交变的磁场中，从而在环形室内感应出很强的涡旋电场。用电子枪将电子注入环形室,它们在洛仑兹力的作用下沿圆形轨道运动，同时又被涡旋电场加速,，能量可达到几百Mev。这种加速器常用在医疗、工业探伤中。 1.自感现象 自感系数 §10-4 自感和互感 现象：由于回路电流变化，引起自已回路的磁通量变化，而在回路中激起感应电动势的现象叫做自感现象。相应的电动势叫做自感电动势。 设回路有N匝线圈，通过线圈面积上的磁通量为?m,则通过线圈的磁通链数: 式中比例系数L,叫做线圈的自感系数,简称自感。 N?m =LI 自感系数的大小与线圈的大小、几何形状、匝数及周围磁介质有关。 B I N?m ? I 自感电动势为 如果线圈自感系数L为常量,则 在SI制中,自感L的单位为亨利,简称亨(H)。 由上可得计算自感系数的方法： N?m =LI 例题7-15 一单层密绕、长为l、截面积为S的长直螺线管,单位长度上的匝数为n, 管内充满磁导率为? 的均匀磁介质。求该长直螺线管的自感系数。 解 设在长直螺线管中通以电流I，则 B= ? n I ?m =BS=? nIS Sl=V 最后得 问题：如何用线绕方法制作纯电阻？ 双线并绕。 ? 例题7-16 求同轴电缆单位长度上的自感。