第08章 变化的电磁场(1).ppt

四类磁介质 复习 磁化强度与磁化电流 铁磁质 磁滞曲线软磁材料 硬磁材料和矩磁材料 第八章变化的电磁场 8 1电磁感应基本定律 8 2动生电动势感生电动势 8 3自感和互感 8 4磁场的能量 8 5位移电流 8 6麦克斯韦方程组电磁波 8 1电磁感应的基本定律 1 电磁感应现象 法拉第1822 1831 I类 实验一 当条形磁铁插入或拔出线圈回路时 在线圈回路中会产生电流 而当磁铁与线圈保持相对静止时 则回路中不存在电流 磁场变化产生感应电流 I类 实验二 1 当载流线圈B相对于线圈A运动时 线圈回路内有电流存在 2 当载流线圈B相对于线圈A静止时 如果改变线圈B中的电流 则线圈回路A中也会产生电流 磁场变化产生感应电流 II类 实验三 将闭合回路置于恒定磁场B中 当导体棒在导体轨道上滑行时 回路内出现了电流 结论 的变化 当穿过闭合回路的磁通量发生变化时 不管这种变化是由于什么原因 回路中将有电流产生 这一现象称为电磁感应现象 电磁感应现象中产生与感应电流相应的电动势称为感应电动势 感应电动势 感应电流 2 楞次定律 楞次1834 闭合回路中的感应电流的方向 总是使得感应电流所产生的通过回路的磁通量去补偿引起感应电流的磁通量的变化 楞次定律与能量守恒定律一致 感应电动势 电流方向判断法则 3 法拉第电磁感应定律 纽曼1845 当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时 回路中产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变化率成正比 式中的负号反映了感应电动势的方向 是楞次定律的数学表示 多匝回路 有关回路方向 磁通量及电动势的约定 1 对任一回路取一绕行方向 2 回路平面的正法线方向由右手螺旋关系确定 磁通量 3 回路中的感应电动势方向与绕行方向一致时为正 反之为负 的方向与的方向一致 当N极移近线圈时 由知 感应电动势的方向与绕行方向相反 感应电动势的方向与绕行方向相反 当N极移近线圈时 由知 的方向与的方向一致 感应电动势的方向与绕行方向相同 a d I x l 设当I 0时 电流方向如图 在任意坐标处取一面元dS 解 设回路L方向如图 建立坐标系如图 a d I l 解 交变的电动势 小型三相发电机 风力发电机 三峡发电机转子吊装 作业 8 8 8 10 8 2动生电动势感生电动势 动生电动势 磁场不变 导体运动感生电动势 导体回路不动 磁场变化 感应电动势的两种基本形式 从场的角度来讲 电磁感应对应的场是 非静电 电场 研究的问题是 动生电动势的非静电场 它可以 1 使静止电荷运动 2 使电荷沿闭合路径运动 感生电动势的非静电场 性质 1 1动生电动势产生的微观机制 运动导体内的自由电子受到洛伦兹力的作用 1 动生电动势 非静电场 电动势 思考 洛伦兹力不做功 能量从哪里来 1 3动生电动势的计算 一段运动的导体 解 方法一 电动势方向 a b 解 方法二 电动势方向与约定方向一致 解 方法一 动生电动势方向 a O 解 方法二 例如图 一无限长直导线沿竖直方向放置 通有电流I 其一旁有一长为L的直导线ab绕一端a以角速度 作匀速转动 设a点到无限长直导线的垂直距离为r 求ab转到与水平方向夹角为 的位置时 ab内的动生电动势 解 解 例如图所示 一半径为R的半圆形导线在磁感应强度为B的匀强磁场中沿垂直于