11电磁感应方案.ppt

二. 互感应 2、互感系数与互感电动势 电磁感应作业 写作业本上：P112-P116 11.5、11.6、11.11、11.13、11.16 其它书： P114-P116： 10.4、10.5、10.10、10.12、10.15 单元自测需要做的题 选择题：1—10、16、17 填空题：1、3—14 计算题：1、2、3 讨论 2） S 是以 L 为边界的任一曲面。 的法线方向应选得与曲线 L的积分方向成右手螺旋关系 是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率 1） 此式反映变化磁场和感生电场的相互关系， 即感生电场是由变化的磁场产生的。 不是积分回路线元上的磁感应强度的变化率 法拉第电磁感应定律 的普遍形式 由静止电荷产生 由变化磁场产生 线是“有头有尾”的， 是一组闭合曲线 起于正电荷而终于负电荷 线是“无头无尾”的 感生电场（涡旋电场） 静电场（库仑场） 具有电能、对电荷有作用力 具有电能、对电荷有作用力 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化 闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化 原因 由于S的变化引起回路中? m变化 非静电力来源 感生电场力 洛仑兹力 由于 的变化引起回路中? m变化 例1、 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内， 已知： 方向如图. 求： 感生电场电力线 注意： 径向方向上的电动势为零！ 用法拉第电磁感应定理求解 所围面积为： 磁通量 讨论 CD导体存在时， 电动势的方向由C指向D 加圆弧连成闭合回路 矛盾？ 1 2 1 2 3 由楞次定理知：感生电流的 方向是逆时针方向…….. 练习 求杆两端的感应电动势的大小和方向 L——自感系数，单位：亨利（H） 一、自感 由于回路自身电流、回路的形状、或回路周围的磁介质发生变化时，穿过该回路自身的磁通量随之改变，从而在回路中产生感应电动势的现象。 1.自感现象 磁通链数 11.3 自感和互感 1) L的意义： 自感系数与自感电动势 自感系数在数值上等于回路中通过单位电流 时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。 若 I = 1 A，则 L的计算 2)自感电动势 若回路几何形状、尺寸不变，周围介质的磁导率不变 L的静态定义 讨论: 2. L的存在总是阻碍电流的变化，所以自感电动势是反抗电流的变化,而不是反抗电流本身。 L的动态定义 自感的计算步骤： S l 例1 、 试计算长直螺线管的自感。 已知：匝数N,横截面积S,长度l ,磁导率?0 S l 1) 互感系数(M) 因两个载流线圈中电流变化而在对方线圈中激起感应电动势的现象称为互感应现象。 1、互感现象 实验和理论都可以证明： 2）互感电动势： 互感系数和两回路的几何形状、尺寸，它们 的相对位置，以及周围介质的磁导率有关。 互感系数的大小反映了两个线圈磁场的相互 影响程度。 （a）顺接 （b）逆接 自感线圈的串联 记笔记 两个线圈中的电流方向相同 两个线圈中的电流方向相反 例1 有两个长直螺线管，它们绕在同一个圆柱面上。 已知：?0、N1 、N2 、l 、S 求：互感系数 称K 为耦合系数 耦合系数的大小反映了两个回路磁场耦合松紧的程度。由于在一般情况下都有漏磁通，所以耦合系数小于一。 在此例中，线圈1的磁通全部通过线圈2，称为无漏磁。 在一般情况下 例1. 如图所示,在磁导率为?的均匀无限大磁介质中,一无限长直载流导线与矩形线圈一边相距为a,二者共面。线圈共N匝,其尺寸见图示,求它们的互感系数. 解:设直导线中通有自下而上的电流I,它通过矩形线圈的磁通链数为 互感为 I dr 考察在开关合上后的一段时间内，电路中的电流滋长过程： 由全电路欧姆定律 11.5 磁场能量 磁场能量密度 电池 BATTERY 一、自感磁能 电源所作的功 电源克服自感电动势所做的功 电阻上的热损耗 二、磁场的能量 磁场能量密度：单位体积中储存的磁场能量 wm 螺线管特例： 任意磁场 * 电 流 磁 场 电磁感应 感应电流 1831年法拉第 闭合回路 变化 实验 产生 产 生 问题的提出 ？ 11.1 电磁感应定律 1、产生感应电流的几种情况 R 1 2 ε G m Φ 当回路 1中电流发生变化时，在回路 2中出现感应电流。 感应电流与原电流本身无关， 而是与原电流的变化有关。 电磁感应 当通过回路的磁通量变化时， 回路中就会产生感应电动势。 线圈内磁场变化 两类实验现象 感生电动势 动生电动势 产生原因、规律不相同