大学物理电磁感应习题课分解.ppt

一、电磁感应的基本规律： 产生电磁感应的前提要有相对运动和相互感应，其实验规律有两个： 1. 楞次定律（定性）： 感应电流的产生是阻碍原磁通量的变化，这是判断电动势方向的最基本的定律。 2.法拉第电磁感应定律（定量）： 在具体计算时先求?的绝对值，再用楞次定律来定方向 关键是要有闭合回路或曲面来计算磁通量；而且一定要求任一时刻的总磁通量?B(t)，才能用法拉第定律求总感应电动势。 电磁感应习题课 二、产生电动势的方式有两种：（具体要理解电动势 的产生关键是要确定相应的非静电场力） 产生动生电动势的非静电力是洛伦磁力,计算动生电动势有两种方法： 电磁感应习题课 产生感生电动势的非静电力是涡旋电场力，计算感生电动势也有两种方法： ※.先求涡旋电场强度，再求感生电动势，这种方法仅适用于磁场分布具有高度对称性的情况； ※.与动生电动势一样，先构造闭合回路，计算有关的磁通量，再用法拉第电磁感应定律，重点掌握添辅助线的方法。 电磁感应习题课 三、自感系数与互感系数的定义及计算： ★自感系数： 其计算步骤与计算电容很类似： 1.假设线圈通有电流I； 2.求出磁场分布； 3.计算相应的磁通量； 4.用（1）式或（2）式求出L（I一定消去）。 电磁感应习题课 ★互感系数 计算互感系数特别注意： 1先在容易求出磁场分布的线圈中，假设通有电流I； 2. 求出相应的磁场分布； 3.在另一个容易计算磁通量的回路中求互感磁通量； 4.用上述公式求出M（I一定消去）。 电磁感应习题课 四、磁场的能量： 电磁感应习题课 五、掌握位移电流（感生磁场）的定义及计算方法；理解麦克斯韦方程组中各方程的物理意义；了解电磁波的产生条件及基本性质。 这一部分还要掌握一些基本的物理概念，如坡印廷矢量等 电磁学复习要点 电磁感应习题课 麦克斯韦电磁场方程组  【例1】 ：一无限长直导线与一矩形(a?b)线圈共面，如图所示( t=0 时刻,相距为d)，直导线中通有电流 I=I0e-kt ( I0、k 为正常数），矩形线圈以速度 v 向右作匀速平动，求任一时刻 t 矩形线圈中的感应电动势。 方向为顺时针 讨论： （1）动生、感生和感应电动势的大小、方向区别。 （2）本题也可以将动生和感生电动势分开单独计算。 【例2】载有电流 I 长直导线的平面内有一长方形线圈，边长为 l1 和 l2 ( l2//I )，t=0 时与 I 相距为 d，若从 t=0 开始以匀加速度 a 移动线圈，v0=0，求 t 时刻线圈内的动生电动势。 电磁感应习题课 【例2】载有电流 I 长直导线的平面内有一长方形线圈，边长为 l1 和 l2 ( l2//I )，t=0 时与 I 相距为 d，若从 t=0 开始以匀加速度 a 移动线圈，v0=0，求 t 时刻线圈内的动生电动势。 电磁感应习题课 【例3】有一载流长直密绕螺线管长度为 L ，匝数为 N ，管中介质是空气。螺线管中部的磁场可以看作均匀磁场。在螺线管内部垂直于磁场方向放置一段长度为 a 的直导线（如图所示），求：当螺线管上的电流变化率为dI/dt(为正）时，直导线两端产生的感应电动势的大小和方向。 解：设想构成回路 OABO，则 因为 所以 【例4】如图，线框内通有电流 求：直导线的感应电动势 解：设长直导线通有电流I 【例5】两块长为 l、宽为 b 的平行导体板相距为 a ( al、b )，若导体板内通有均匀分布但方向相反的电流，求导体组的自感系数。 【例6】均匀磁场 B 中，在直角坐标系框架上有一长导体棒PQ，若其夹角 ? 均匀变化，且在PQ转动过程中P点保持不动，求 ?=?0 时棒中的动生电动势。 电磁感应习题课 设铜盘的半径为 R，角速度为?。问O到边缘有没有电势差? 可视为无数铜棒一端在圆心， 另一端在圆周上，即为并联， 因此其电动势类似于一根铜棒 绕其一端旋转产生的电动势。 讨论题 电磁学复习要点 【静电场】： 一、主要掌握电势的定义以及相应的计算方法： ①.对于电荷分布高度对称的带电体（电场强度易求），用电势的定义式计算 ②.对于电荷分布部分对称或一般的带电体（电场强度不易求），用电势的叠加式计算 二、掌握已知电势与电场强度的相互关系： 重点掌握已知U (x,y,z)求电场强度，注意公式中的负号！ 电磁学复习要点 三、静电平衡下的导体的性质： 导体内部场强处处为零 其它相关性质可由此导出！ 静电平衡情况下首先要重新确定电荷的分布，再求相应的电场强度与电势！ 四、重点掌握计算电容的基本步骤： 1.先假设两极板分别带电+q、-q； 2.用高斯定理求电场强度的分布； 3.求两极板间的电势差； 4. 也可以记住常见电容器的电容！ 电