变化的磁场和变化的电场总结ppt课件.ppt

变化的磁场和变化的电场 电磁感应知识结构 变化电场产生磁场 变化磁场产生电场 位移电流 法拉第电磁感应定律 按产生原因分类 按激发方式分类 法拉第电磁感应定律 按产生原因分类 动生电动势 磁场不变 感应电动势 都变化 感生电动势 线圈不变 均匀磁场 直电流磁场 平动 转动 平动 转动 计算公式 涡旋电场 电动势 计算公式 螺线管内 特例 过中心直线电动势 计算公式 法拉第公式 电动势大小 电动势方向 法拉第电磁感应定律 按激发方式分类 自感电动势 互感电动势 自感系数 互感系数 自感电动势 互感电动势 线圈中的能量 变化电场产生磁场 位移电流密度 位移电流 全电流安培环路定理 圆形电容器中的磁场 电磁场的总结 麦克斯韦方程组 方程组形式 物理含义 实验基础 库仑定律 毕 萨定律 法拉第定律 一 电动势概念 1 电动势是有正负号的标量 2 电动势由非静电力提供 3 电动势是非静电力把单位正电荷从电源负极通过电源内部移动到电源正极所作的功 4 电动势的方向为从电源负极通过电源内部指向电源正极 点电势高 点电势低 5 电动势的表达式 二 法拉第电磁感应定律 1 法拉第定律 2 利用法拉第定律求感应电动势的方法 1 规定绕行方向L 如图顺时针 逆时针方向都可以 2 计算磁通量 正负 大小 I根据绕行方向确定磁通量的正负 顺时针 如图 0度 逆时针 180度 II根据磁感应强度大小相同 确定面元 III计算磁通量 注意结果的正负 必须得出磁感应强度的表达式 电动势为正时 与所选方向一致 3 计算感应电动势 I t 电动势为负时 与所选方向相反 典型问题 I t w 平动与转动 w 平动与转动 变化均匀磁场 变化直电流磁场 变化圆电流磁场 I t w 闭合回路中的感应电流的方向总是企图使感应电流产生的磁通量去补偿 反抗 引起感应电流的磁通量的变化 三 楞次定律 楞次定律 用来确定感应电动势的方向 应用楞次定律的条件 知道磁通量的增 减 S N I 上例中 由于电流随时间减小 磁感应强度减小 但是 面积增加 无法判断磁通量的增 减 则无法利用楞次定律确定电动势的方向 四 动生电动势 求动生电动势的方法 1 规定线元方向 线元方向可任意假设 最好设为方向 w O R dl 2 规定的正负 3 计算动生电动势 电动势为正时 与所选方向一致 由电动势方向判断电势高低 必须得出磁感应强度的表达式 I 动生电动势典型问题 匀强磁场 w O R w 直电流产生的磁场 I I w I 五 感生电动势 典型问题应用 无限长圆柱内的均匀变化磁场 1 感生电场线 同心圆 方向与dB dt成左手关系 dB dt 0 2 半径方向上的电动势为0 因为 3 求感生电场的方法 I过待求点取同心圆回路 设绕行方向 设电场为该方向 II由对称性得 III计算 EK 0时 则为该方向 注意磁通量的正负 图为负 4 求某线段上电动势的方法 I加线段两端到圆心直线 补成回路 A B II计算回路电动势 III得出线段电动势 注意回路绕行方向 dB dt 0 求导体中电流方向 dB dt 0 求导体中电流方向 比电动势大小 六互感 互感系数 计算互感系数的方法 I设1线圈有电流I1 II计算1线圈电流产生的B1表达式 III计算2线圈中的磁通量和磁链 得出互感系数 互感电动势 典型问题 两螺线管 1 同半径 不同长度 注意I2产生的磁力线都通过1线圈 反之不成立 则设I2 2 同长度 不同半径 注意在1 2之间区域 没有I2产生的磁力线 设无限长导线有电流 计算在其他线圈产生的磁链 求出M 无限长导线和其他线圈 计算磁通量时 注意在其他线圈中有无 抵消 部分 七 自感 自感系数 计算自感系数的方法 I设线圈有电流I II计算电流产生的B表达式 III计算磁通量和磁链 得出自感系数 自感电动势 典型问题 螺线管 同轴电缆 应记中间区域B的表达式 正确积分求磁通量 应记 八磁场能量 自感线圈储存的磁能 磁场能量密度 在有限区域内的磁能 计算磁能的方法 I求出B的表达式 II合理确定体元 体元中各点磁感应强度大小相同 III正确积分 得出结果 注意体积元 典型问题 螺绕环 同轴电缆 注意体积元 九位移电流 位移电流密度 位移电流 求位移电流密度的方法 I根据电荷分布情况 得出E的表达式 D的表达式 II微分得出位移电流密度 求位移电流的方法 典型问题 圆形平行板电容器 I平行板电容器内为匀强场 II位移电流密度 III半径为r内的位移电流 和均匀分布圆柱体中