10电磁感应-8xueshi.pptVIP

1820年：奥斯特实验、安培定律。10年的搁浅 法拉第研究分析奥斯特实验发现一个特点：当导线通过电流的时候， 磁针都是绕着导线偏转， 而不是磁针自己偏转。 1822年一个崭新的研究题目: 把磁转变成电。 伏打电池的贡献。1831 年10 月17日：人类科学史上重要的一天（法拉第在圆形铁环上绕２个铜线圈，接电流计和伏打电池。 接通时，指针动了一下；断开时, 指针向反方向又动了一下。他注意到： 由磁产生电流的必要条件是相对运动， 他把这样产生的电流叫做感应电流。总结出变化的磁场产生电流的规律。 电动机、电容器、变压器、发电机、伏打电池改进 法拉第发现了电磁感应现象 1. 实验现象观察 实验电磁感应1.avi视频资料 2. 实验结果分析 共同特征：所围面积内?m发生了变化 感应电动势：回路中?m的变化而产生的电动势 感应电动势 ?i 的大小与穿过导体回路磁通量的变化率d?/dt成正比 讨论： (1)回路是任意的，不一定是导体 闭合回路电阻为R时有 三、楞次定律 感应电动势的方向，总是使得感应电流的磁场去阻碍引起感应电动势 (或感应电流)的磁通量变化 　 说明： 实际应用时一般将大小和方向分开考虑 [例2]一长直导线载有稳恒电流I，其右侧有一长为l1、宽为l2的矩形线框abcd，长边与导线平行并以匀速v垂直于导线向右运动。求当 ad 边距导线 x 时线框中感应电动势的大小和方向。 一、 动生电动势 金属导体块 块状导体置于变化的磁场中或者相对于磁场运动时，其内部产生的感应电流（变化磁场激发出来的涡旋电场在块状导体内部引起的效应）。 该电流在块状导体内的流线是涡旋状的闭合曲线，故称之为涡电流。 本学期课堂内容结束 对S1 对S2 ——稳恒磁场安培环路定律不再适用 设极板面积为S，某时刻极板上的自由电荷面密度为 ，则 2. 位移电流 电位移通量 麦克斯韦称 为位移电流，即 ——位移电流密度 (1)中断的传导电流 I 由位移电流ID接替，使电路中的电流保持连续 (2)传导电流和位移电流之和：全电流 讨论： 可证对任何电路，全电流连续 附件1 二、全电流安培环路定律 ——全电流安培环路定律 对前述的电容器有 而 ——对同一环路L， 的环流是唯一的 讨论： (1)电磁感应定律：变化的磁场产生涡旋电场 (2)电场和磁场的变化永远互相联系着，形成统一的电磁场 位移电流：变化的电场产生涡旋磁场 说明： (1)位移电流与传导电流的区别： 传导电流：电荷作宏观定向运动 传导电流：产生焦耳热 (2) ID与 方向上成右手螺旋关系 (3)位移电流可存在于一切有电场变化的区域中(如真空、介质、导体) 位移电流：电场的变化 位移电流：没有热效应 [例15]半径 R=0.1m 的两块导体圆板，构成空气平板电容器。充电时，极板间的电场强度以dE/dt=1012V/m·s的变化率增加。求(1)两极板间的位移电流 ID ; (2)距两极板中心连线为r (rR) 处的磁感应强度 Br 和 r=R 处的磁感应强度BR（忽略边缘效应）。 解：忽略边缘效应，极板间电场视为均匀分布 (1)两板间位移电流 (2)根据对称性，以对称轴为圆心、半径为r作闭合回路L 当r＝R时 麦克斯韦方程组 三、麦克斯韦方程组 二、涡电流 涡电流(涡流)：导体内的涡旋电场在导体内产生的涡旋状闭合感应电流 1. 涡电流的应用 高频感应炉 ? 金属杯 ? 金属块 电磁灶 1851：傅科电流 阻尼摆 电磁驱动 ? 2.涡电流热效应的危害 ? R！ 块状比梳状停止的快？ 一、互感 互感现象：邻近线圈中电流的变化引起另一个线圈产生感应电动势的现象 §9-4 互感和自感 设?21为I1的磁场在线圈2中的全磁通 由毕-萨定律 M21：线圈1对线圈2的互感系数 当I1变化时，线圈2中的互感电动势 同理 M12：线圈2对线圈1的互感系数 可证 M：两回路间的互感系数，简称互感 单位：亨利(H) 说明： (1) M与线圈形状、匝数、相对位置、周围磁介质有关 (2) M反映两线圈间相互产生 ?i 的能力 [例9]半径为R的长直磁介质棒上，分别绕有长为 l1 (N1匝)和 l2 (N2匝)的两个螺线管。(1)由此特例证明 M12=M21=M; (2)当螺线管1中的电流变化率为 dI1/dt 时，求螺线管2中的互感电动势。 1 2 解：(1)设1中通有电流I1 通过2的全磁通 又设2中通有电流 I2，则 1 2 长直螺线管端口外磁场很快减小为零，I2在1中的全磁通 1 2 即有 (2) [例10]两同轴放置的圆形线圈C1和C2，C1的面积S=4.0cm2，共50匝；C2的半径R=20cm，共100匝，求(1)两线圈的互感系数M；(2)当C2中的