第17章-电磁感应.ppt

涡旋电场（感生电场）与静电场相同之处：静电场与涡旋电场都对场中的电荷施加力的作用。不同之处：1）静电场是由静止的电荷激发的，是有源场，电力线起始于正电荷，终止于负电荷。涡旋电场是由变化的磁场所激发的，是无源场，电力线是无头无尾的闭合曲线。2）静电场是的环流为零，是保守场，可以引入电势的概念；涡旋电场是的环流不为零，是非保守场，不可以引入电势的概念。解：(1)螺线管内(rR)(2)螺线管外(rR)由上述结果可知，尽管磁场集中在螺线管内，但变化的磁场所激发的涡旋电场却扩展到整个空间。本章主要讲解三个方面的问题：1）电磁感应的基本规律电磁感应现象?法拉第电磁感应定律?楞次定律2）动生电动势与感生电动势电源与电动势?动生电动势与洛仑兹力?感生电动势与感生电场3）自感与互感自感现象与自感系数?互感现象与互感系数自感与互感1、自感现象与自感系数当闭合回路中的电流发生变化时，通过回路自身的磁通量也要发生变化，进而在回路中产生感生电动势。这种现象称为自感现象，这种电动势称为自感电动势。自感系数具有保持回路中原有电流不变的性质，与力学中的惯性类似，所以又称为“电磁惯量”。【例题】有一长密绕直螺线管，长度为l，横截面积为S，线圈的总匝数为N，管中磁介质的相对磁导率为μ,试求其自感系数。二、自感现象的防止和应用1.电器设备中，常利用线圈的自感起稳定电流的作用。例如，日光灯的镇流器就是一个带有铁芯的自感线圈。2.电工设备中，常利用自感作用制成自耦变压器或扼流圈。3.电子技术中，利用自感器和电容器可以组成谐振电路或滤波电路等。4.在具有相当大的自感和通有较大电流的电路中，当切断电源的瞬间，开关处将发生强大的火花,产生弧光放电现象，亦称电弧。电弧发生的高温，可用来冶炼、熔化、焊接和切割熔点高的金属，温度可达2000℃以上。但也有破坏开关、引起火灾的危险。因此通常都用油开关，即把开关放在绝缘性能良好的油里，以防止发生电弧。?2、互感现象与互感系数当一个线圈的电流发生变化时，必定会在邻近的另一线圈中产生感应电动势，反之亦然。这种现象称为互感现象，这种电动势称为互感电动势。利用互感现象可以把电能由一个回路转移到另一个回路，这种转移能量的方法在电工、无线电技术中有广泛的应用。在中学物理中学习过的变压器就是一例。互感系数的定义和计算与自感系数定义和计算很类似互感系数M决定于每一个线圈的形状、大小、匝数、周围介质的情况及两个线圈的相对位置。【例题】如图所示，一个边长为a的正方形线圈与一无限长直导线共面，相距为b，求该系统的互感系数。课后作业：17-117-517-1217-1517-20THEEND产生动生电动势的非静电力是洛伦磁力动生电动势感生电动势感应电动势【例题】如图所示，导体棒AB在均匀磁场B中绕过C点的垂直于棒长，且沿磁场方向的轴OO’转动，角速度为?。BC的长度为棒长的1/3。则：(1)A点比B点电势高(2)A点与B点电势相等(3)A点比B点电势低(4)有稳恒电流从A点流向B点【例题】圆盘发动机的铜圆盘半径为R2=1.2m、厚度为d=1.0?10-3m，以角速度?=5?2?rad·s-1绕通过盘中心的金属轴oo转动，转轴的半径为R1=2.0?10-3m。圆盘面与磁感应强度B=10T的均匀磁场垂直。转轴和圆盘边缘间的电动势为多少？解:因为厚度d远小于半径R2，所以把圆盘看作薄圆盘，在圆盘上沿矢径r取一线元dr，线元距轴心距离r，转动速度v=r?，由动生电动势公式得线元的电动势BB?oo积分得电动势为边缘的电势高。整个圆盘可看作是许多径向导线的并联。BB?oo【例题】如图所示，在与均匀恒定磁场B垂直的平面内，有一半径为R的圆弧形导线abc。导线沿x轴方向以速度v向右平动，求导线上的动生电动势。【例题】如图所示，一长直导线通有电流I，有一长为l的金属棒bc与x方向成?角，以速度v垂直于长直导线作匀速运动。当棒的b端距导线为a时，求金属棒的电动势。第17章电磁感应*大学物理UniversityPhysics本章主要讲解三个方面的问题：1）电磁感应的基本规律电磁感应现象?法拉第电磁感应定律?楞次定律2）动生电动势与感生电动势电源与电动势?动生电动势与洛仑兹力?感生电动势与感生电场3）自感与互感自感现象与自感系数?互感现象与互感系数注意：教材上17－4、17－6、17－8、17－10小节不作