大学物理第9章1.pptx

第九章 电磁感应 电磁场理论;;线圈2中电路接通、断开瞬间或改变电阻器阻值，可观察到线圈1中电流计指针偏转，即线圈1中出现了感应电流。;;三个实验通过不同的方法均改变了回路中的磁通量，导致了感应电流的产生。;楞次定律：闭合回路中感应电流的方向，总是使得它激发的磁场阻止引起感应电流的磁通量的变化（增加或减少）。;1)判明穿过闭合回路内原磁场的方向；;;三、法拉第电磁感应定律;;式中积分面S是以闭合回路为边界的任意曲面。;例题9-1 一长直导线中通有交变电流 ，式中 表示瞬时电流， 电流振幅， 角频率， 和 是常量。在长直导线旁平行放置一矩形线圈，线圈平面与直导线在同一平面内。已知线圈长为 ，宽为 ，线圈近长直导线的一边离直导线距离为 。求任一瞬时线圈中的感应电动势。;磁通量:;磁通量发生 变化原因;一、在磁场中运动的导线内的感应电动势;动生电动势的本质:;非静电场强Ek，非静电力为洛伦兹力。;一般情况下，;总结：动生电动势的计算;例9-3长直导线中电流为I=10A，在其附近有一长为l=0.2m的金属棒MN，以速度v=2m/s平行于导线做匀速运动，如果靠近导线的一端M 距离导线为a=0.1m，求金属棒中的动生电动势。;例9-4长直导线中通电流I，长为 L 的金属棒与导线共面(左端相距为a)。当棒以角速度?绕O端在纸面内匀角速转动时，求如图位置? 时棒中的动生电动势。;复 习;2、法拉第电磁感应定律 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的变化率成正比。;3、动生电动势及其计算;思考与讨论 1、感应电动势与回路是否闭合有关吗？ 2、导线在均匀磁场中作下列运动，问在哪几种运动中导线会产生感应电动势？其方向怎样？ ①导线垂直于B作平动； ②导线绕固定端垂直于B转动； ③导线绕中心点作垂直于B转动； ④导线绕中心点作平行于B的转动。;3、电量Q均匀分布在半径为a、长为L（L a ）的绝缘薄壁长圆筒表面上，圆筒以角速度ω 绕中心转轴旋转。一半径为 2a、电阻为R 的单匝圆形线圈套在圆筒上。若圆筒转速按照ω = ω0( 1 – t / t0 ) 的规律随时间线性减小，求圆形线圈中感应电流的大小和方向。;解：薄壁长圆筒表面的电荷旋转时等效于密绕螺线管： 式中nI 为单位长度上的圆电流的电流强度。;例9-4长直导线中通电流I，长为 L 的金属棒与导线共面(左端相距为a)。当棒以角速度?绕O端在纸面内匀角速转动时，求如图位置? 时棒中的动生电动势。;4、载有电流的I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN的连线与长直导线垂直。半圆环的半径为b，环心O与导线相距a。设半圆环以速度 平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN两端的电压UM-UN;解：如图所示引入辅助线MN，构成闭合回路MeNM，则闭合回路中的总电动势为，;§9-3 感生电动势 感生电场;2、 感生电场（有旋电场）──麦克斯韦假设;3、感生电场与变化磁场的关系;4、感应电场与静电场的异同;5、感生电场和感生电动势的计算;（2）感生电动势的计算;若既有动生电动势，又有感生电动势;例9-5 在半径为 的无限长螺线管内部的磁场 随时间作线性变化（　 ）时，求管内外的感生电场 。;（1）当 时;;2、感生电动势;例9-6在半径为R的圆柱形体积内充满磁感应强度为B(t)的均匀磁场,有一长度为l的金属棒放在磁场中,如图所示,设dB/dt为已知，求棒两端的感生电动势。;解法2:直接对感应电场积分;[例1]在半径为R的圆柱形空间内，充满磁感应强度为B的均匀磁场，B的方向与圆柱的轴线平行，有一无限长直导线在垂直于圆柱中心轴线的平面内，两线相距为a，aR， 如图所示，已知磁感应强度随时间的变化率?B/?t,求长直导线中的感应电动势，并讨论其方向。;[法2];[例2]半径为R 的长直螺线管单位长度上密绕有n 匝线圈，在管外有一包围着螺线管、面积为S的圆线圈，其平面垂直于螺线管轴线。螺线管中电流i 随时间作周期为T 的变化. 求:圆线圈中的感 生电动势εi 。画出εi- t 曲线，注明时间坐标。;;;;1.自感现象: 回路中电流产生的磁通量发生变化，在自己回路中激发感应电动势的现象叫做自感现象，这种感应电动势叫做自感电动势。 ;2.设有一无铁芯的长直螺线管，长为l，截面半径为R，管上绕组的总匝数为N，其中通有电流I。 ;1、L体现回路产生自感电动势来反抗电流改变的能力;3、对于一个任意形状的回路，回路中由于电流变化引起感应电动势为;单位：H(亨利);例9-7 由两个“无限长”的同轴圆筒状导体所组成的电缆，其间