第八章电磁感应电磁场要点ppt课件.ppt

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1、第二篇第八章电磁感应电磁场电磁学赵存虎编制：基本要求1.掌握法拉第电磁感应定律及楞次定律，并会运用；2.掌握动生电动势的计算方法，并会运用；3.掌握自感、互感原理及自感系数、互感系数的计算方法；4.掌握磁场能量的计算方法；5.理解感生电场和位移电流概念，了解麦克斯韦电磁场理论.1.第八章电磁感应电磁场§8-1电磁感应的基本定律§8-2动生电动势§8-4自感互感§8-3感生电场§8-5磁场能量2.§8-6电磁场理论简介(ElectromagneticInduction,Electromagneticfield)§8-1电磁感应的基本定律(TheBas

2、icLawofElectromagneticInduction)一、楞次定律闭合导体回路中产生的感应电流，总是使它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化.二、法拉第电磁感应定律简记法：磁通增强，产生反向磁场；磁通减弱，产生同向磁场.导体回路中磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势大小i与磁通量随时间的变化率成正比.(演示)3.负号反映了感生电动势的方向任意规定回路的绕行方向，与此方向满足右螺旋规则的磁通为正磁通；若i>0，则表明i的方向与回路的绕行方向相同，否则相反.可用以下方式确定：上式各量均使用相应的国际单位4.磁通链(总磁通)

3、N匝线圈串联的导体回路中的感应电动势或三、应用电磁感应定律求感应电动势5.第4步:判断感应电动势i的方向，若i为负值，则表明i的方向与回路L的绕行方向相反，否则相同.第1步:选取回路的绕行方向(任意)，规定回路所围面积S的法线正方向与回路绕行方向满足右手螺旋规则；第2步:求穿过面积S的磁通量(或磁通链)第3步:应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势i(以下页例题为例说明方法)6.4.)负号表明感应电动势i的方向与回路绕行方向(逆时针方向)相反，为顺时针方向.2.)则穿过S的磁通量1.)选取回路的绕行方向为逆时针方向(如图所示)3.)感应电动

4、势S例题1:如图所示，有一均匀磁场，其磁感应强度B正在随时间增强，表面与磁场垂直的导体平面线圈处在磁场中，其面积为S(不变)，求线圈中的感应电动势.解:7.解：设当I0时，电流方向如图所示例题2：如图，直导线通以交流电，其中I0和是大于零的常数.周围介质磁导率为.试求：与直导线共面的N匝矩形回路中的感应电动势.设回路L正方向如图;取一面元NaXx8.此时刻的感生电动势：N讨论：感应电动势的方向随电流变化若则且若则且若则且若则且I9.o’o例题3：如图，长直导线通电流I，矩形导线框绕平行于长直导线的轴oo’以角速度旋转(c>a).开始时线框与

5、长直导线在同一平面内，求任意时刻线框中的感应电动势.Icabp解：(俯视图)t时刻在线框内p处选取一宽为dl，长为b的面积元dSdlb10.i的方向随时间t变化11.xx一、动生电动势导线ab作切割磁感线运动§8-2动生电动势(BeingMovedGivesBirthtoElectromotiveForce)取顺时针方向为回路正方向t时刻穿过回路abdca的磁通量为(演示)ei的方向与回路正方向相反12.二、动生电动势的电子理论解释由于电荷的积累，使导体ab之间产生了附加电场.洛仑兹力(演示)当则电子不再定向移动可见:动生电动势本质上是由洛仑兹力

6、造成的.13.三、动生电动势的一般情况导线(方向任意规定)以速度在磁场中运动，其动生电动势为：若为负值，表示电动势方向与方向相反.适用于所有产生电动势的回路.长为l的任意形状导线在磁场中运动时产生的动生电动势为14.例题1:如图所示，无限长直导线电流I恒定，矩形线框作匀速切割磁感线运动.求线框中感应电动势大小和方向.a解:方法1:按动生电动势计算、切割磁感线产生的动生电动势为取顺时针方向为回路正方向ei的方向为顺时针15.方法2:按感应电动势计算Xax(取顺时针为回路正方向)16.R例题2:求“法拉第圆盘发电机”中心与边缘间的电势差.解:取一段导体

7、线元产生的电动势(中心O点的电势高于边缘电势)oadrr17.§8-3感生电场麦克斯韦提出：无论空间中有无导体回路存在，随时间变化的磁场都将在磁场周围激发一种电场，这种电场称为感生电场.用表示一、感生电场的性质1.)对电荷产生力的作用；2.)由变化的磁场激发；3.)其电场线是闭合曲线，因此也称涡旋电场.感生电场形成的感生电动势(TheInducedElectricfield)18.注:若空间有闭合导体回路，则可形成感生电流；若导体回路不闭合，也能产生感生电动势.若回路固定不动(面积不随时间而变)，磁通量仅随磁场的变化而变化时，则：式中的S是以闭合路

8、径L为边界的平面或曲面.的方向与的方向满足左手螺旋规则.如图所示19.例题:空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感强度方向平