第17章-变化的电磁场(2).pptx
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1、第十七章第十七章 变化变化的电磁场的电磁场(二二)复习法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律“”号表示感应电号表示感应电动势的方向动势的方向楞次定律楞次定律 感感应应电电流流自自身身产产生生的的磁磁场场总总是是反反抗抗引引起感应电流的起感应电流的原磁场的变化原磁场的变化。动生电动势:动生电动势:四、动生电动势的计算:四、动生电动势的计算:用法拉第定律计算:用法拉第定律计算:a)闭合电路整体或局部在恒定的磁场中运动,根据运动情况闭合电路整体或局部在恒定的磁场中运动,根据运动情况 求出闭合回路的求出闭合回路的(t),再求出再求出。b)一段不闭合的导线在恒定磁场中运动。不闭合的导线不一段不闭合的导线在
2、恒定磁场中运动。不闭合的导线不 存在磁通量,但可存在磁通量,但可假想一条曲线与此导线组成闭合曲线假想一条曲线与此导线组成闭合曲线,其电动势可由法拉第定律求出。其电动势可由法拉第定律求出。注意:注意:一般情况下积分路径上各点一般情况下积分路径上各点 和和 都不相同,不一都不相同,不一 定能提出积分号外。定能提出积分号外。c)磁通量的变化等于在磁通量的变化等于在d t 时间内扫过面积的磁通量。时间内扫过面积的磁通量。求出求出对对t 的导数即的导数即得得。即。即一段导线的动生电动势一段导线的动生电动势 的大小等于它在单位时间扫过的面积的的大小等于它在单位时间扫过的面积的磁通量磁通量。例题例题1 求旋
3、转棒的电动势。求旋转棒的电动势。解:解:法法1即:即:法法2 取取OM 固定不变,固定不变,P 在在MM上滑动。上滑动。沿垂直沿垂直 纸面向里方向增加。纸面向里方向增加。沿逆时针方向,且由运动部分沿逆时针方向,且由运动部分 OP 产生的。产生的。方向:例题例题2 通电直导线旁运动导线中的感应电动势。通电直导线旁运动导线中的感应电动势。解解 在在 x 处取微元处取微元 d x。的方向:的方向:b a一、感生电动势一、感生电动势 导体或导体回路不动,由于导体或导体回路不动,由于磁磁场随时间变化场随时间变化,导体或导体回路内导体或导体回路内产生的感应电动势。产生的感应电动势。由法拉第电磁感应定律:由
4、法拉第电磁感应定律:感生电动势感生电动势思考思考:产生:产生感生电动势感生电动势的非静电力是什么?的非静电力是什么?感应电场力感应电场力17.3 感生电动势感生电动势 二、感应电场(涡旋电场)二、感应电场(涡旋电场)麦克斯韦假设麦克斯韦假设假设:假设:变化的磁场变化的磁场将在其周围空间激发将在其周围空间激发感应电场(涡旋场)。感应电场(涡旋场)。感应电场对电荷有作用力,它是产生感生电动势的非感应电场对电荷有作用力,它是产生感生电动势的非静电力。导体回路中的感生电动势只是感应电场存在的一静电力。导体回路中的感生电动势只是感应电场存在的一种表现,即使没有任何导体存在,只要磁场随时间变化,种表现,即
5、使没有任何导体存在,只要磁场随时间变化,感应电场总是存在的。感应电场总是存在的。感应电场力感应电场力感生电动势的非静电力感生电动势的非静电力 非静电场强非静电场强注意注意:法拉弟建立的电磁感应定律是对导体组成的回:法拉弟建立的电磁感应定律是对导体组成的回路讲的,而麦克斯韦的假设则不管有无导体存在,不路讲的,而麦克斯韦的假设则不管有无导体存在,不管是真空或在介质中都是适用的管是真空或在介质中都是适用的。三、感应电场与变化磁场的关系三、感应电场与变化磁场的关系根据电动势的定义:根据电动势的定义:又因为:又因为:所以:所以:L为闭合导体回路。为闭合导体回路。S 是以是以 L 为边界的曲面。为边界的曲
6、面。说明说明四、感应电场与静电场的异同四、感应电场与静电场的异同对电荷都有力的作用。对电荷都有力的作用。相同点相同点不同点不同点静电场静电场感应电场感应电场起源起源静止的电荷静止的电荷变化的磁场变化的磁场电场线电场线发散曲线发散曲线闭合曲线闭合曲线基本规律基本规律性质性质有源无旋场有源无旋场无源有旋场无源有旋场 保守场保守场非保守场非保守场 用法拉第电磁感应定律计算:用法拉第电磁感应定律计算:a)闭合回路)闭合回路 的感生电动势:的感生电动势:先求出通过闭合回路先求出通过闭合回路 的的,再求,再求d/dt 即得即得。应选择一条辅助曲线,其上感生电动势为零或者为应选择一条辅助曲线,其上感生电动势
7、为零或者为较易算出的数值。较易算出的数值。五、五、感生电动势的计算感生电动势的计算 由由 计算。计算。在某些具有对称性的情况下,求出在某些具有对称性的情况下,求出 ,再根据,再根据 的的 线积分计算线积分计算。b)一段)一段导线的感生电动势:导线的感生电动势:作辅助曲线与导线组成闭合回路;求出通过闭合回路作辅助曲线与导线组成闭合回路;求出通过闭合回路 的的,再求,再求d/dt 即得即得。注意注意 例题例题1有一半径为有一半径为R 的圆形线圈,线圈内有垂直于线圈平面的的圆形线圈,线圈内有垂直于线圈平面的均匀磁场,磁感应强度随时间变化的关系为均匀磁场,磁感应强度随时间变化的关系为 ,在,在 t=0
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- 17 变化 电磁场
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