大学物理课件：电磁感应 .ppt

小结：感生电动势：磁场分布不变,回路或导线在磁场中运动而引起的感应电动势动生电动势：导体回路不动,磁场随时间发生变化而引起的感应电动势(1)适用于一切产生电动势的回路(2)适用于切割磁力线的导体(3)(4)闭合回路中的动生电动势为在磁场中运动的任意形状的导线，其动生电动势为：感生电动势：导体回路不动,磁场随时间发生变化而引起的感应电动势感生电动势的计算Maxwell假设：随时间变化的磁场在其周围会激发一种电场，这种电场称为感生电场，其场强用Ek表示。感生电场的性质表明：感生电场为无源场表明：感生电场为非保守场,（非势场）一、自感现象自感系数自感电动势线圈电流变化穿过自身磁通变化在线圈中产生感应电动势当——自感电动势遵从法拉第定律1.自感现象2.自感系数6.3自感和互感根据毕—萨定律穿过线圈自身的磁通量Φ与电流I成正比——自感系数若回路周围不存在铁磁质,且回路大小、形状及周围磁介质分布不变自感电动势3.自感电动势L(3)L与线圈的形状、大小、匝数、以及周围磁介质的分布情况有关。若回路周围不存在铁磁质,与I无关(1)负号：楞次定律的数学表述(2)自感具有使回路电流保持不变的性质——电磁惯性说明：(4)L的单位：亨利，用H表示例1两个“无限长”同轴圆筒状导体组成同轴电缆,设内外半径分别为R1和R2，电流由内筒流走，外筒流回。求电缆单位长度上的自感解由安培环路定理可知二、互感现象互感系数互感电动势线圈1中的电流变化引起线圈2的磁通变化线圈2中产生感应电动势穿过线圈2线圈1中电流I1的磁通量正比于1.互感现象2.互感系数穿过线圈1线圈2中电流I2的磁通量正比于若两线圈结构、相对位置及其周围介质分布不变时3.互感电动势——互感系数且说明：当电流变化一定时，互感电动势就取决于互感系数，M越大，互感电动势也越大。M是表征两个回路相互感应强弱的物理量。解：设螺线管通稳恒电流I1、I2，则一般例2:两个长度为l，半径R相同的同轴长直螺线管，它们的匝数密度分别为n1和n2，管内磁介质的磁导率为?。求：（1）两线圈的自感系数L1、L2（2）两线圈的互感系数MlS同理：I2I1(1)可以证明：(2)两个线圈的互感与各自的自感有一定的关系说明：k为两线圈的耦合系数改变两线圈的相对位置,可改变两线圈之间的耦合程度。k=1两线圈为完全耦合：k=0两线圈间无相互影响：小结：线圈电流变化穿过自身磁通变化在线圈中产生感应电动势自感电动势：线圈1的电流变化引起线圈2的磁通变化线圈2中产生感应电动势互感电动势：——互感系数——自感系数LKR12?L由2?1电路接通稳态时：电源作功=焦耳热I增加：电源作功=反抗?L作功+焦耳热电流建立过程磁场储存能量由1?2电路断开I减小：电源作功+?L作功=焦耳热有能量储存有能量放出电源作功焦耳热电源作功焦耳热结论：电源提供的一部分能量储存在线圈的磁场内一、磁能的来源6.4磁场的能量K接通时，讨论t-t+dt时间乘Idt电源作功焦耳热磁能KR12?L二、自感储能三、磁能密度磁场的能量密度：以长直螺线管为例均匀磁场单位体积内磁场能量密度与电场能量密度公式的比较在有限区域内dVVw磁场能量公式与电场能量公式具有完全对称的形式自感储能与电容储能比较自感线圈也是一个储能元件，自感系数反映线圈储能的本领小结：解根据安培环路定理取体积元思考：求自感系数例1一由N匝线圈绕成的螺绕环，通有电流I，其中充有均匀磁介质求磁场能量Wm自感储能：小结：磁场的能量密度：磁场能量密度与电场能量密度公式的比较自感储能与电容储能比较1.问题的提出对稳恒电流对S1面对S2面矛盾稳恒磁场的安培环路定理已不适用于非稳恒电流的电路2.位移电流假设非稳恒电路中，在传导电流中断处必发生电荷分布的变化极板上电荷的时间变化率等于传导电流一、位移电流6.5麦克斯韦方程组极板上电荷的变化必引起电场的变化电位移通量电位移通量的变化率等于传导电流强度—位移电流(电场变化等效为一种电流)一般情