第10章-磁学.ppt

作 业 (大学物理学 下册P123习题) 10.2，10.3， 10.8，10.9，10.12，10.13， 10.15， 10.16，10.19，10.21 ? 动生电动势 motional emf Motional emf is any emf induced by the relative motion of a magnetic field and a current path. ? 感生电动势 inductance An emf is induced in a stationary circuit whenever the magnetic flux through the circuit varies with time. 数学中规定,等式左方线积分的积分回路L的正向,和右方面积分的积分曲面S法线的正向,两者应符合右手螺旋法则.因此式中的负号表明,感应电场的绕行方向与磁场变化率的方向之间满足左手螺旋关系, 应该特别注意的是,与E感满足左手螺旋关系的是B的变化率而不是B本身. 将铁芯视作一系列半径逐渐变化的圆柱状簿壳组成，每层薄壳自成一个回路。在交变电场中，通过这些薄壳的磁通量都在不断的变化，所以沿着一层层的的壳壁产生感应电流。从铁芯的上端俯视，涡电流：电流的流向呈闭合的涡旋状，故称之为涡电流，简称涡流。 这里磁通量是通过每匝线圈的磁通量 导线所在处( r 位于0 -a之间 )，左右两侧的磁通大小相等、符号相反，故积分时下限为a。 我们曾经把?I内说成是“与回路L铰链的电流”的代数和.由于电流是稳定的,这种说法的意义十分明确.因为如果电流穿过前者而不穿过后者,把么它就必然中断于S1和S2所围起来的那一个体积内,该体积内的电荷就会不断积累起来,电流就不可能稳定。 欧姆定律的微分形式，西格玛是材料的电导率 超导磁悬浮，迈斯纳效应 上磁块，下超导 超导磁悬浮磁场线变化，迈斯纳效应 超导磁悬浮和磁悬挂 上海磁悬浮列车是常导磁悬浮，利用电磁铁斥力实现悬浮，不是超导磁悬浮。时速可达400公里 二、磁场的能量 Wm 、磁能密度 wm 螺线管长 l , N 匝，横截面S，内介质磁导率 m . 1. 定义：磁能密度 wm 单位体积内的磁能 2. 磁场的能量 Wm V: 磁场分布(B≠0)的整个空间 在电磁场中 普遍适用 各种电场 磁场 能量存在器件中 C 能量存在场中 通过平板电容器得出下述结论 通过长直螺线管得出下述结论 静电场 稳恒磁场 L 类比 例：无限长同轴线，电流强度为 I ，内、外半径分别为R1 , R2 , 其间介质的磁导率为μ，求: l 长度内储存的磁能。 例：无限长同轴线，电流强度为 I ，内、外半径分别为R1 , R2 , 其间介质的磁导率为μ，求: l 长度内储存的磁能。 I 解： a 单位长度L* l 电场 磁场 真空中电磁学基本定理 R L I I §10.6 麦克斯韦方程组和电磁场 一、位移电流 1. 恒定电流： 通过三个面S1 、S2 、 S3的电流均为I。 与S无关 2. 非恒定电流： 问题 :当电流不稳定时,安培环路定理是否还成立呢? l S2 S3 i i + + + + + + C S1 l S2 S1 ~ L S1 i S2 qt -qt dq/dt :闭合曲面S内自由电荷的增加率 由电荷守恒 位移电流 Id 传导电流 定义 位移电流 Id Displacement Currents 位移电流 Id 等于电位移通量对时间的变化率 位移电流 密度 位移电流的假设是Maxwell 电磁场理论的核心 传导电流与位移电流的比较 Ic Id 带电粒子宏观定向移动形成 真空中是纯粹的变化的电场 介质中：有一部分是电荷（束缚电荷）的移动 只能在导体中流动 依赖于 只要有变化的电场就有Id 产生焦耳热 产生其它形式的热 全电流 I Total Currents 传导电流与位移电流之和 I = Ic+Id 位移电流的性质 位移电流与传导电流按相同的规律激发磁场。 二、与变化电场相联系的磁场 S： 以L为边线的任意曲面（L的绕行方向与S的法线 方向成右手螺旋关系） ~ L S1 i S2 电荷守恒 含电容器的电路 例：圆形电容器，面积为S，两极板间场强 求：(1)两极板间与两极板平行同大的某一横截面的 Id. (2)空间的磁感应强度。 × 解(1) 规定S法线方向向右为正 S =ε0 ES (2) 左视 L r R I S r R L B