同济版大学物理第八章.pptVIP

三、互感现象 1. 互感现象： 一个载流回路中电流的变化引起邻近另一回路中产生感生电动势的现象称为互感现象(mutual-inductance)，所产生的电动势称为互感电动势(mutual Emf) 。 当I1变化时，穿过L2的磁通量发生变化，在L2中产生感应电动势，反之成立。 M称为互感系数简称互感，同形状、大小、匝数、位置和磁介质有关。 单位：亨利(H) 理论和实验证明： 2. 互感电动势 根据法拉第电磁感应定律： 若M保持不变，则： 3. 互感系数M的物理意义 当一回路中通过单位电流时，引 起的通过另一回路的全磁通。 2. 互感电动势 根据法拉第电磁感应定律： 若M保持不变，则： 当一个回路中电流变化率为一个单位时，在相邻另一回路中引起的互感电动势。 本质：表征两耦合回路相互提供 磁通量的强弱。 4. 求解互感电动势的步骤 （1）设其中一导线通有电流I； （2）通过另一线圈的B； （3） 例题：辅P148 例8-8，辅P146 8-6（同书P352 8-19） 作业：辅P159 7, 8,书P351 14 辅P148 例8-8：如图所示，有一无限长直导线，与一边长分别为 b 和 l 的矩形线圈在同一平面内，矩形线圈中通有电流I = kt(k0)，求（1）互感系数；（2）长直导线中的感应电动势的大小。 a b l I 解 设长直导线中通有电流i，它在距离直导线为r处产生的磁感应强度为 穿过矩形线圈的磁通量为 则导线与矩形线圈的互感为 所以，矩形线圈中通有电流I = kt(k0)时，长直导线中的感应电动势的大小为 x 解 ：（1）设螺绕环通有电流I，由安培环路定理可知在螺绕环内距离其中心为r处的磁感应强度为 通过螺绕环截面的磁通量为 故自感系数为 （2） 如果在螺绕环内通以交变电流，自感电动势得 例辅P146 8-6（同书P352 8-19）:一矩形截面螺绕环（ ），由细导线均匀密绕而成，内半径为R1，外半径为R2，高为b，共N匝，如图所示。(1) 求此螺绕环的自感系数；(2) 如果在螺绕环内通以交变电流 ，求感应电动势。 P.*/64 电磁感应 P.*/76 质点动力学 影响电磁感应的因素有哪些？ 有什么规律？ 什么对它导航？ 与其自身的结构有关 与它们的相对位置有关 鸽子飞行与磁场有何关系？ 第8章 电磁场与麦克斯韦方程组 第六章和第七章我们分别研究了： 静电场 恒定电场 恒定磁场 电场与磁场互不关联，彼此独立。 但电场和磁场的源——电荷和电流却是相互关联的，所以电场和磁场之间必然存在某种联系。 这一章主要任务： 变化的电场 激发 磁场 变化的磁场 激发 电场 相互依赖，相互激发，形成统一的变化电磁场。 电磁感应现象揭示了电和磁现象之间的相互联系和转化： 1820年：奥斯特实验：载流导线下放一小磁针：电 ? 磁 1821 -1831年：法拉第实验：磁?电 1864年：麦克斯韦提出 位移电流 涡旋电场 两大基本假设 在两个基本假设的基础上，以完美的数学形式提出了麦克斯韦电磁场方程组，建立了系统的，完整的电磁场理论，还预言了电磁波的存在，为无线电及微波理论等建立了理论基础。 物理学典型方法： 实验 理论 实验 法拉第 ? 麦克斯韦 ? 赫兹 蓝图(基础) 建设大厦 使大厦住满人 §8-1 电磁感应基本定律 一、电磁感应实验 实验一：当条形磁铁插入或拔出线圈回路时，在线圈回路中会产生电流；而当磁铁与线圈保持相对静止时，回 路中不存在电流。 电磁感应定律是建立在广泛的实验定律基础上的，因此讨论定律之前首先研究几个电磁感应实验。 实验二： 以通电线圈代替条形磁铁 当载流主线圈相对于副线圈运动时，线圈回路内有电流产生。 2. 当载流主线圈相对于副线圈静止 时，如果改变主线圈的电流，则 副线圈回路中也会产生电流。 无论是发生相对运动还是电流变化，本质上都是使穿过回路的磁通量发生变化！ 实验二： 以通电线圈代替条形磁铁 当载流主线圈相对于副线圈运动时，线圈回路内有电流产生。 2. 当载流主线圈相对于副线圈静止 时，如果改变主线圈的电流，则副线圈回路中也会产生电流。 无论是发生相对运动还是电流变化，本质上都是使穿过回路的磁通量发生变化！ 实验三：将闭合回路(abcd)置于恒定磁 场中，当导体棒在导体轨道上滑行时， 回路内出现了电流。 v a b c d B 结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就会出现电流。 这一现象称为————电磁感应现象 (electromagn