磁感应 电磁场.pptx
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1、 8-0 8-0 第八章教学基本要求第八章教学基本要求 8-1 8-1 电磁感应的基本定律电磁感应的基本定律 8-2 8-2 动生电动势动生电动势*涡旋电场涡旋电场 第八章第八章 电磁感应电磁感应 电磁场电磁场 8-3 8-3 自感自感*互感互感 磁场的能量磁场的能量*8-4 *8-4 位移电流位移电流 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组第1页/共32页教学基本要求教学基本要求 一、理解电动势的概念.二、掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律,并会用于计算感应电动势的大小和判断感应电动势的指向.三、理解动生电动势,能计算简单情况中的动生电动势.四、了解感生电动势和感生电场的概念.五、了解自感现象和自感系数
2、.*六、了解互感现象和互感系数.七、了解自感磁能公式,了解磁场能量密度概念和磁场能量计算方法.*八、了解位移电流的概念,了解麦克斯韦关于电磁场的基本概念和麦克斯韦方程组的积分形式及其物理意义.第2页/共32页8-1 电磁感应的基本定律预习要点预习要点1.领会电源电动势的定义及其物理意义,弄清电动势领会电源电动势的定义及其物理意义,弄清电动势指向的规定指向的规定.2.领会楞次定律及其物理实质,注意应用楞次定律判领会楞次定律及其物理实质,注意应用楞次定律判断感应电动势指向的方法断感应电动势指向的方法.3.什么是法拉第电磁感应定律及其数学表达式什么是法拉第电磁感应定律及其数学表达式.第3页/共32页
3、一、电动势一、电动势 将其他形式的能量转变为电能的装置.描写电源将其他形式能量转变为电能的能力.非静电力在电源内部从负极到正极移动单位正电荷所作的功,等于非静电性场强在闭合电路上的环流.1.电源2.电动势3.电源电动势规定电动势的指向从电源负极经内电路指向正极.电源内第4页/共32页二、楞次定律二、楞次定律 闭合回路的感应电流的方向,总是企图使感应电流本身所产生的通过回路面积的磁通量,去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化.用楞次定律判断感应电流方向的方法:引起感应电流的磁场 的方向及回路中 是增加还是减少;由螺旋关系由 方向确定 I感.由楞次定律确定 方向;增加 与 反向;减小 与 同向.
4、第5页/共32页三、法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小正比于通过导体回路的磁磁通通量量的变化率的变化率.N匝线圈时感应电流感应电流(SI)(SI)(各匝中(各匝中 相同)相同)第6页/共32页例:证明在均匀磁场 中,面积为 S、匝数为N的线圈以角速度 绕垂直于 的轴线匀速转动时,(1)线圈中的感应电动势按正弦规律变化;(2)若线圈自成闭合回路,电阻为R,则在一周内外力矩所作的功等于感应电流所放出的焦耳热.解:(1)在任一时刻t(为为t=0时时 与与 的夹角)的夹角)第7页/共32页令(2)感应电流放出的焦耳热为线圈所受磁场的作用力矩的大小为第8页/共32页外力矩所做的功
5、即在一周内外力矩所作的功等于感应电流所放出的焦耳热.可见,在电磁感应现象中是遵从能量守恒定律的.令第9页/共32页8-2 动生电动势*涡旋电场预习要点预习要点1.什么叫动生电动势什么叫动生电动势?什么叫感生电动势什么叫感生电动势?2.注意动生电动势产生的原因和数学表达式注意动生电动势产生的原因和数学表达式.3.麦克斯韦关于涡旋电场的假设是什么麦克斯韦关于涡旋电场的假设是什么?涡旋电场有涡旋电场有什么特点什么特点?4.感生电动势的产生原因是什么感生电动势的产生原因是什么?第10页/共32页一、动生电动势一、动生电动势 (1)稳恒磁场中的导体运动 (2)导体不动,磁场变化动生电动势感生电动势引起磁
6、通量变化的原因 在磁场中,导体棒以速度 沿金属导轨向右运动,棒内的自由电子被带着以速度 向右运动,因而每个自由电子都受到洛伦兹力的作用.当导体在磁场中运动时内部的电荷所受的洛伦兹力 为非静电力.它驱使自由电子向b端聚集,ab棒为电源,a端为正极,b端为负极.ab第11页/共32页自由电子所受的洛伦兹力:非静电性场强只在电源ab棒中存在,故第12页/共32页*三、涡旋电场三、涡旋电场 麦克斯韦尔假设变化的磁场在其周围空间激发一种电场,这个电场叫感生电场 .闭合回路中的感生电动势负号表示 与 成左螺旋关系.第13页/共32页 由于圆柱形空间的对称性及磁场均匀增加,圆形磁场区域内 感线为一系列同心圆
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