第八章_电磁感应电磁场概述.ppt

* 8-1 电磁感应 当电流由 0 增大到稳定值时 ，电源克服自感电动势做的总功为: 充磁完成后储存在电感线圈中的磁场能量为: ——自感磁能 * 8-1 电磁感应 电感线圈可视为长直螺线管： 线圈自感： 定义：单位体积内的磁场能量为磁场的能量密度 ，即 * 8-2 感生电场 电磁炉作为一种安全、节能、环保的炊具而受到人们的青睐，电磁炉的热效率高达90%。 电磁炉利用的是什么来加热食物的呢？ * 8-2 感生电场 一、感生电场 感生电动势的成因是什么？ 变化的磁场将激发一种非电场——感生电场 * 8-2 感生电场 ，导体两端产生恒定的电势差为： 感生电动势应为： 空间有一变化的磁场，激发出感生电场 ，它提供了非静电力，电子在感生电场提供的非静电力的作用下定向运动，在导体内部建立起一个电场。 ——感生电场与变化磁场的关系 * 8-2 感生电场 （1）只要有变化的磁场就会激发感生电场， 的方向满足右手螺旋关系。 （2）感生电场沿任意闭合回路的环流不为零，感生电场的电场线为一系列的闭合曲线，感生电场也称为涡旋电场。 注意 * 静电场 E0 感生电场 Ek 起源 由静止电荷激发 由变化的磁场激发 电力线 电力线为非闭合曲线 电力线为闭合曲线 Ek 感生电场和静电场的对比 8-2 感生电场 * 静电场E0 感生电场Ek 电场的性质 保守场 非保守场 有源场 无源场 对电荷有力的作用 对电荷有力的作用 8-2 感生电场 * 8-2 感生电场 在变化的磁场空间放置一块导体，导体内部的电子将在感生电场力的作用下做定向运动，在导体内部形成漩涡状的感应电流，称为涡电流。 涡电流的存在，将在导体内部产生焦耳热，这称为涡流的热效应。 二、涡电流 I感 涡流 涡流生热的特点：热量集中在导体内部，损耗小，对外界的影响小，因此在工业界和工程技术领域有着独特的应用。 * 8-2 感生电场 1、电磁炉 这个场景可能吗？ * 8-2 感生电场 2、感应炉 感应炉是利用涡流的热效应来冶炼金属的冶金炉。 优点：可以真空、可以冶炼难熔金属，热量集中且几乎无损耗 ，冶炼出的金属杂质少，污染少。 坩埚 感应 线圈 金属 * 8-3 位移电流 变化的磁场可以产生感生电场，变化的电场能够产生磁场吗？ 麦克斯韦大胆地假设：变化的电场可以激发一种电流——位移电流 位移电流 感应磁场 传导电流 * 8-3 位移电流 一、电流的连续性 在一个导体回路中，任意时刻通过导体回路任意横截面的电流处处连续、且相等，这称为电流的连续性原理。 电流的连续性存在矛盾：在里两个极板间电流不连续，但在外回路中连续。 * 工作原理如下： （1）当电磁炉接上电源，炉内的整流器将家用交流电转换为直流电，再经高频电力转换器转变为高频交流电，并将高频交流电加在线圈上。 （2）这时，线圈中将会产生一个高频的交变磁场，交变磁场将激发感生电场，感生电场将在金属容器内形成涡流。 （3）金属容器器壁内的涡流将在器壁内产生焦耳热，涡流产生的热量通过热传递来加热和烹制食物。 * * 金属探测器是利用涡流来探测和识别地下隐埋的金属的装置 第八章 电磁感应 * 0 10 20 30 40 G （1） 磁铁与线圈相对运动 一、电磁感应现象 8-1 电磁感应 1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，他的发现来源于一系列的实验: （2）金属棒切割磁力线 0 10 20 30 40 G S N 当空间存在磁场和导体回路时，由于磁场的变化或回路(或部分回路)的运动，会在导体回路中产生瞬间电流，这种现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流，而电流的产生必然存在电动势，把产生感应电流的电动势称为感应电动势。 * 电磁感应现象：线圈内磁场变化，回路不变；磁场不变，回路变化。 8-1 电磁感应 电磁感应现象实质——线圈回路的磁通量变化。 实验表明 * 一个圆形线圈在均匀磁场中运动，判断在下列几种情况下是否会产生感应电流: 线圈沿磁场方向平移； 线圈沿垂直磁场方向平移； 线圈以自身的直径为轴转动，轴与磁场方向平行； 线圈以自身的直径为轴转动，轴与磁场方向垂直； (否) 8-1 电磁感应 思考题1 (否) (否) (是) * 8-1 电磁感应 二、楞次定律 表述1——在闭合导体回路中，感应电流激发的磁场所产生的磁通量，总是阻碍原磁场磁通量的变化。 * 8-1 电磁感应 表述2——当导体回路（或部分回路）在磁场中做切割磁感