第20章电磁感应 清华大学版大学物理PPT课件.ppt

; 20.1 法拉第电磁感应定律 ;(2)楞次定律:;(3)磁链; 20.2 动生电动势 Motional EMF ;5.感应电动势作功的功率;6.洛仑兹力不做功;例20.1 法拉第曾利用左图的实验来演示感生电动势的产生。铜盘在磁场中转动时能在连接电流计的回路中产生感应电流。为了计算方便，我们设想一半径为R的铜盘在均匀磁场中转动，角速度为 。求盘上沿半径方向上产生的感应电动势。;整杆上产生的电动势; 20.3 感生电动势和感生电场;2.麦克斯韦观点:;例20.2 电子感应加速器. 电子感应加速器是利用感生电场来加速电子的一种设备，它的柱形电磁铁在两极间产生磁场，在磁场中安置一个环行真空管道作为电子运行的轨道。当磁场发生变化时，就会沿着管道方向产生感生电场，射入其中的电子就受到这感生电场的持续作用而不断加速。设环行真空管的轴线半径为a，求磁场变化时沿环行真空管道轴线的感生电场。;解：沿真空管轴线的感生电场的环路积分为：;例20.3 测铁磁质中的磁感应强度。 在铁磁质试样做的环上绕上两组线圈。一组线圈匝数为N1，与电池相连。另一组线圈匝数为N2，与一个“冲击电流计”(这种电流计的最大偏转与通过它的电量成正比)相连。设铁环原来未磁化。当合上电键使N1中电流从零增大到I1时，冲击电流计测出通过它的电量是q。求与电流I1相应的铁环中的磁感应强度是多大?;解:;则在0→ 时间内通过 回路的电量; 20.4 互感; 如果回路周围不存在铁磁质，互感 M21仅取决于回路的匝数、几何形状和大小以及周围介质的磁导率，是一个与电流 i无关的物理量。;可以证明：;例20.5 一长直螺线管，单位长度上的匝数为n。另一半径为r的圆环放在螺线管内，圆环平面与管轴垂直.求螺线管与圆环的互感系数。;因为; 20.5 自感; 如果回路周围不存在铁磁质，自感L与电流无关，仅取决于回路大小、形状、线圈的匝数以及它周围的磁介质的分布。;例20.6 计算一个螺绕环的自感。 设环的截面积为 ，轴线半径为 ,单位长度上的匝数为 ，环中充满相对磁导率为 的磁介质。;例20.7一根电缆由同轴的两个薄壁金属管构成.两半径分别为 和 , 两壁间充以 的电介质.电流由内管流走,由外管流回.试求单位长度的这种电缆的自感系数。 ;通过单位长度纵截面的磁通量为:;例20.8 RL电路.如图所示,由一自感线圈L、 电阻R与电源 组成的电路.当电键K与a 端相接触时,自感线圈和电阻串联而与电源 相接,求接通后电流的变化情况.待电流稳定 后,再迅速将电键打向b端,再求此后的电流 变化情况. ;解:如图(a),;根据初始条件,t=0时,i=0,则上式的解为:;; 20.6 磁场的能量;2.磁能;3.磁能密度;例20.9 求两个相互邻近的电流回路的磁场能量,这两个回路的电流分别是 和;存储到磁场中的能量:;若先合