大学物理课件：电磁感应与电磁场.ppt

2.自感现象的应用A.限交流，稳直流：电感元件具有阻高频、通低频的性质；线圈就具有阻碍电流变化的特性，故可稳定电路中的电流；B.镇流器（限流器）：限制大电流，起到保护日光灯管的目的；3.自感现象的危害A.开、关电源开关时产生的火花放电现象就是自感效应的产物。B.室内有可燃气体，禁止开关一切电器以免产生火花放电引起爆炸；C.大电流电力系统的“灭弧”装置；8.3.1互感互感电动势由于某回路的电流变化在其附近回路中产生的电磁感应现象称为互感现象。这类载流回路间互相激发产生的感应物理量称为互感电动势、互感电流；1.互感系数思路：以实例引出互感现象，然后寻其规律。(1)设有两邻近载流线圈1、2，过线圈的磁通量是由电流引起的，由毕－萨定律知：其中：比例系数称为两线圈的互感系数，只与两载流线圈的物理、几何性质及周围介质有关，理论、实验均证明：于是有：(2)(3)注意：1.(3)式可作为M的定义式；2.M主要由两回路的形状、磁介质及其相对位置决定；3.M是代数量，是描述两回路互感能力的物理量；4.常用实验方法测定M，简单情况可由理论计算求得：2.互感电动势对于两个确定的线圈（互感耦合回路），当其中的电流发生变化时，由电磁感应定律知在两线圈中将产生互感电动势：(4)1.(4)式也可作为M的定义式；负号为楞磁定律的体现；2.利用互感现象可将电能、电信号在不同回路中转移；注意：互感应用广泛：通过互感线圈可使能量或信号由一个线圈方便地传递到另一线圈；利用互感可制成变压器、感应圈等。互感的危害：有线电话由于两路话线间互感可造成串音；收录机、电视机及电子设备中也会由于导线或部件间互感而妨害正常工作。这些互感的干扰要设法尽量避免。问：下列几种情况互感是否变化？1.“线框”平行直导线移动；2.“线框”垂直于直导线移动；3.“线框”绕OC轴转动；4.直导线中电流变化.OC3.自感、互感的计算方法例1:如图示长直密绕螺线管,已知；求其自感；解:分析：先设电流I根据安培环路定理求得HB；(1)(2)设：注意：可用下式测量自感：(3)(4)例3:两同轴长直密绕螺线管的互感:长度均为l，半径、匝数分别为r1、r2（r1r2），N1、N2.求其互感；解:分析：先设一线圈中通以电流I求另一线圈的磁通量；设：半径的线圈中通有电流则：(1)代入计算得：则穿过半径为的线圈的磁通为：(2)则：(3)解:设长直导线通电流例4:在磁导率为的均匀无限大磁介质中,无限长直导线与一宽长分别为和的矩形线圈共面,导线与线圈的一侧平行,且相距为.求二者的互感系数.则有：(1)(2)教学基本要求一、掌握应用电磁感应定律、楞次定律对感应电动势的计算及其方向的判定；二、理解动、感生电动势的本质，及有旋电场概念；三、掌握自、互感现象，及自感、互感的计算；四、了解磁场的能量、磁能密度概念；五、了解位移电流、电磁场等基本概念及麦克斯韦方程组的物理意义；法拉第（MichaelFaraday,1791-1867）：英国物理学家，创造性提出场的思想，是电磁理论的创始人之一。于1831年发现电磁感应现象，又相继发现电解定律、物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转等物理现象.历史回顾：8.1电磁感应定律A.1820年丹麦物理学家奥斯特首先宣布发现电流的磁效应，7月21日发表论文《电流对磁针的作用的实验》，揭示电、磁两种现象的内在联系；B.1821年英国实验物理学家法拉第得知“电流磁效应”消息后，9月3日重作实验并提出“磁能生电”设想，以后十年里设计大量实验。1831年8月29日发现电磁感应现象、10月28日创造出第一台发电机；C.1865年德国理论物理学家诺伊曼、英国物理学家麦克斯韦等人共同努力，给出电磁感应定律的数学表达式。麦克斯韦三十四岁归纳出电磁场方程组；奥斯特：三个月＝六十多个实验；法拉第：十年＝大量实验；麦克斯韦：三十四岁归纳出电磁场方程组；距法拉第发现电磁感应定律三十四年!历史总结：结论：在科