第八章--涡旋电场和位移电流的磁场.doc

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1、第八章涡旋电场和位移电流的磁场基本要求1、掌握法拉第电磁感应定律，理解动生电动势及感生电动势的本质。2、了解自感系数和互感系数。3、了解涡旋电场和位移电流的概念。基本概念和主要内容1、法拉第电磁感应定律若为N匝相同的线圈，2、动生电动势3、感生电动势4自感电动势（L不变）自感系数5互感电动势当两线圈与为理想耦合，则互感系数M=6位移电流位移电流密度全电流总是连续的7与变化电场联系的磁场8全电流的安培环路定理重点和难点学习重点1.法拉第电磁感应定律及应用。2.动生电动势与感生电动势产生的机制及其计算。3.涡旋电场和位移电流。难点辨析1.法拉第电磁感应定律中负号的意义任一回路L所围的面积有

2、两个法向，计算穿过回路的通量时，应首先确定回路所围面积，通常人为选定一个绕行正向，由此正向用右手螺旋法则确定回路的法线方向，并计算，代入，若算得，则的指向与绕行正向相同，反之，的指向与绕行正向相反，如图10-1所示。而这样得出的结论与楞次定律的要求是一致的。换句话说，法拉第电磁感应定律中的负号是楞次定律的要求。 2.区分电动势、电压和电势差电动势是非静电力移动单位正电荷所做的功，   ——与积分路径有关而静电场中的电势差   ——与积分路径无关回路中两点间的电压其中，可以是，也可以是。显然，在静电场中电压与电势差是相同的，而在涡旋电场存在时，电压V12是对特定的路径而言，且由于涡旋电场

3、为非保守场，所以对不同的路径，两点间的电压是不同的。由以上讨论可知，电动势、电压和电势差是三个不同的概念。3.如何确定回路中电动势的指向?一种方法是由法拉第电磁感应定律，只要选定绕行正向，就能由算得的的符号，判定的指向。第二种方法，在一段运动导体中的动生电动势的指向，应是正电荷的受力方向，只要判定的方向，即可判定的指向。第三种方法，在涡旋电场中，的指向就应是的指向。第四种方法，不论是动生电动势还是感生电动势，均可先计算的大小然后再由楞次定律判断的指向。4.感应电动势只能存在于导体中吗?不一定。由电动势的定义和法拉第电磁感应定律均可推知，感应电动势的存在只取决于空间有无磁通量的变化或有无

4、非静电性场强，而不取决于空间是否有导体存在，即在没有导体的空间，也会有感应电动势存在。例题分析例1 如图10-4所示，金属杆AOC以恒定速度在均匀磁场中垂直于磁场方向运动，已知，求杆中的动生电动势。解： 金属棒在磁场中运动，切割磁感应线，产生的动生电动势为金属杆分成两段，可以分别计算产生的动生电动势。AO段运动过程中不切割磁感应线，不产生动生电动势。OC段中产生的动生电动势为其方向为由O指向C。金属杆中的总动能电动势为其方向由O指向C。例2、如图10-7(a)所示，载有电流I的长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点的连线与长直导线垂直。半圆环的半径为b，环心O与导线相

5、距a。设半圆环以速度平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及两端的电压。解：根据动生电动势为计算简单，可引入一条辅助线MN，构成闭合回路，如图10-7(b)所示，闭合回路总电动势负号表示的方向与x轴相反。