大学物理第13章 电磁感应.ppt

2.法拉第电磁感应定律的内容 感应电动势产生的原因 感应电动势的大小 感应电动势的方向 磁通量 通过某一面积的磁通量定义为： 大学物理 作业 No.8电磁感应 一 1 二 2 三 1 大学物理 作业 No.8电磁感应 一、3 、4 二、3 三、3 变化的电流 变化的磁场 感生电动势 1 2 互感 自感 13.4互感 两个相邻的闭合线圈，当一个线圈中的电流发生变化时，在另一个线圈中产生磁通量的变化，从而引起感应电动势的现象叫互感现象，相应产生的感应电动势叫互感电动势。 一、互感概念 二 互感电动势 互感 1 ）互感系数 设线圈1通电流 通过线圈2的磁通 互感系数(mutual inductance) 若线圈2通电流 ，同样有， 1 2 1 2 单位：亨（利） H 可以证明：对给定的一对线圈(或导体回路)有 互感系数决定于线圈的形状、尺寸、匝数、线圈间的相对位置以及周围磁介质的分布情况，和线圈是否通电流无关。 (对于一对固定的线圈，其互感系数是常数。) 注意 三、互感电动势的表达式 四、互感系数的计算 1. 2. 1 2 1 2 1 2 无穷长直导线 (a) (b) (c) 设 设 或者 计算步骤： 几种特殊导体回路的磁场（真空中） 无限长直导线的磁场 载流长直螺线管内的磁场 螺绕环周围的磁场 圆电流中心处磁场 （内） （外） 在磁介质中： （磁介质的磁导率） 注意 例13.5 求螺线管与圆环的互感系数 设：螺线管通有电流 通过圆环的全磁通 设 总结 互感 互感系数 互感电动势的表达式 互感系数的计算 i 线圈1 线圈2 设 两个相距不太远的平面圆线圈，怎样放置可使其互感系数近似为零，设其中一线圈的轴线恰通过另一线圈的圆心 A.两线圈的轴线互相平行 B.两线圈的轴线成45o角 C.两线圈的轴线互相垂直 D.两线圈的轴线成30o角 C 在真空中一个通有电流的线圈a所产生的磁场内有另一个线圈b，a和b相对位置不变，当线圈b中电动势为零时，线圈b与a间的互感系数： A.一定为零 B.一定不为零 C.可以不为零 D.可能随时间变化 互感的利与弊 通过互感线圈可以使能量或信号由一个线圈方便地传递到另一个线圈 利用互感现象的原理可制成变压器等 有线电话往往由于两路电话线之间的互感而有可能造成串音 收录机、电视机及电子设备中也会由于导线或部件间的互感而妨害正常工作 13.5 自感 i 由于线圈中电流的变化而在线圈自身产生感应电动势的现象叫做自感现象，相应的电动势叫做自感电动势。 一、概念 1.自感系数的定义 写作 ： 自感系数：即上式中的比例系数，简称自感。 设：通电流为 ，则 L 的单位： 亨利(H) B I l S N匝 二、自感系数 2.自感系数的性质 L 决定于线圈的形状、尺寸、匝数和磁介质的分布情况，与线圈是否通电流无关。 目前“TMS”仪器只能激活大脑的表层皮质，离开线圈一定距离后磁场强度会急剧下降。 能安全穿过并激活大脑中央区域的磁场仍然是“TMS”研究的梦想，因为这提供了治疗如帕金森氏病等顽固疾病的可能。 存在的问题 法拉第电磁感应定律 回顾： 感应电动势 动生电动势 感生电动势 改变磁通量 改变磁感应强度 改变回路的面积或者面积在磁场中的取向 13.2动生电动势 感 生 动 生 感应电动势 感生电动势 动生电动势 一、动生电动势的一般表达式 a b B 电动势：非静电力移动单位电荷所做的功 a b B a b B 运动导体各个部分速度相等， 所处磁感应强度相等 法拉弟圆盘发电机 例题 法拉弟圆盘发电机 B v dl l 选定积分方向 2. 用公式计算 3. 判断 方向 如果 则 和所选定的积分方向相同 和所选定的积分方向相反 则 如果 动生电动势的计算 （2）对于导体回路 （1）对于一段导体 a b 二、动生电动势的方向判定： 楞次定律 右手定则：伸平右手掌并使拇指与其他四指垂直，让磁感线从掌心穿入，当拇指指着导体运动的方向时，四指就指着导体中产生的动生电动势的方向。 公式判定 关于手的故事 总结 动生电动势的计算 动生电动势的方向 公式判定 右手定则 地磁场发电 1992年7月31日，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机升空后的第四天，他们从航天飞机上向太空施放了一颗卫星。 20km 直径：2.5m ～ 3.2kv 3A 8kw 跳绳发电 法拉第电磁感应定律 回顾： 感应电动势 动生电动势 感生电动势 回顾 动生电动势的计算 动生电动势的方向 公式判定 右手定则 感 生 动 生 13.3感生电动势和感生电场 感生电动势 一、感生电动势 回路静止，回路包围的磁场变化时，在回路中产生的感应电