大学物理Ⅱ15

1.法拉第电磁感应定律,第13章电磁感应,一电磁感应定律,穿过导体回路的磁通量发生变化，回路中就产生感应电动势。感应电动势的大小，与穿过导体回路的磁通量对时间的变化率成正比,2.楞次定律,通过回路环绕方向，确定回路所在面的法线方向，赋予电动势与磁通量的正负含义。（右手规则）,感应电流的方向，总是使其激发的磁场来阻止引起该电流的磁通量的变化。感应电流的效果反抗引起感应电流的原因,第13章电磁感应,二动生电动势与感生电动势,1动生电动势motionalelectromotiveforce,洛仑兹力是导致动生电动势的非静电力.,方向：非静电场强的方向，或正电荷的洛仑兹力方向,动生电动势,方法二,假想的导轨。作辅助线，闭合回路OACO，选择顺时针回路,负号表示方向沿AOCA。,OC、CA段没有动生电动势,2感生电动势inducedelectromotiveforce,由于磁场发生变化而激发电动势/电流（法拉第的主要贡献）,电磁感应,与导体的性质无关,敏锐的麦克斯韦：电磁场的新效应。假设：变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为涡旋电场或感生电场。记作或,非静电力,感生电动势,感生电场力,由法拉第电磁感应定律,由电动势的定义,大胆假设小心求证,有旋场,电磁学基本方程之一:静电场环路定理非稳恒条件下的推广,总电场,为什么假定是电场力,不是磁场力?(提示:与速度无关),2）S是以L为边界的任一曲面。,的法线方向与曲线L的积分方向成右手螺旋关系,是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率,1）变化磁场和感生电场的相互关系：感生电场是由变化的磁场产生的。,不是积分回路线元上的磁感应强度的变化率,注:,感生电场电场线,动生电动势/感生电动势绝对不同?,动生与感生相对性,相对于线圈不动：感生相对于磁铁不动：动生取折中速度：感生+动生,运动描述具有相对性，依赖参考系,一般一方不可能仅通过坐标变换归结为另一方,例：感生电场的计算,半径R的圆柱形空间，均匀磁场，磁场的变化率,求：圆柱内外分布。,逆时针,解：根据对称性分析，选择半径r的顺时针回路,在圆柱体外，由于B=0,柱体内,？,方向：逆时针方向。反抗磁场的变化,棒上的感生电动势,引申：圆柱形区域内匀强磁场，距离h处放一横棒l,方向如图.,求：,分析感生电场对称性，确定空间电场分布方法：1：感生电动势定义2：电磁感应定律,已知：,h,方法1,正，D端电势高,方向：C-D,方法2,涡电流,1热效应：高频感应炉冶炼金属、合金；家用电磁炉；变压器铁芯（分片）。,土法炼钢铁,机械效应：电磁阻尼稳定仪表指针；磁力制动（无摩擦损耗，与速度相关过山车）；感应式电动机;,3交流电，导线趋肤效应；辫线，镀银,闭合回路中磁通量发生变化，产生感应电流。引起变化的原因不同。自身电流发生变化，产生感应电动势自感其它电流发生变化，产生感应电动势互感,效率低-昨夜失眠_-同桌老说话,第13章电磁感应,三自感应互感应（分类）,1自感,自身电流、回路的形状、或回路周围的磁介质发生变化时，在回路中产生感应电动势的现象。,闭合：渐亮（阻碍增大）打开：短暂强光（阻碍减小）（能量来源？）楞次定律,越大，感生电动势越大。L自感系数，单位：亨利（H）,比例系数：回路几何形状、尺寸，周围介质的磁导率,L定义：,定义2,L的存在总是阻碍电流的变化(反抗电流的变化，而不是反抗电流本身)。应用：稳流。害：大自感放电：电车电网；电力系统加阻减流,自感的计算步骤：,例长直螺线管的自感（近似无限长）。已知：匝数N,横截面积S,长度l,磁导率,2互感应,互感系数，一般试验测定,因载流线圈中电流变化，而在对方线圈中激起感应电动势的现象,若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质,互感电动势：,互感系数和两回路的几何形状、尺寸，它们的相对位置，以及周围介质的磁导率有关。,互感系数的大小反映了两个线圈磁场的相互影响程度。拉远?（相互感应强弱，孪生子）,互感系数在数值上等于当第二个回路电流变化率为每秒一安培时，在第一个回路互感电动势,例有两个直长螺线管，它们绕在同一个圆柱面上。已知：0、N1、N2、l、S求：互感系数,耦合系数,应用：无线电技术。能量信号传递；变压器；电话串音，窃听