大学物理电磁场

电磁场小结,实验定律,麦克斯韦方程组,+,电磁波,赫兹实验,预言,证实,感应电动势,自感与互感,磁场的能量,动生电动势,感生电动势,回路磁通量发生变化时产生,非静电力是洛仑兹力,实质,涡旋电场提供了非静电力,库仑定律毕萨定律法拉第电磁感应定律,光是电磁波,光、电、磁统一,电磁场的内容框架,科学假说,2：自感与互感,1：感应电动势计算,涡旋电场,动生,感生,非保守力场,基本计算：,螺线管,无漏磁,法拉第圆盘发电机,两线圈串联，等效自感系数,交流发电机,（1）位移电流,（2）麦克斯韦方程组,（3）电磁波的能量和能流,4.电磁场与电磁波,3：磁能：,1.一细导线弯成直径为2R的半圆形，均匀磁场垂直导线所在平面方向向里，如图所示。当导线绕垂直于半圆面而过M点的轴，以匀角速逆时针转动时，导线两端电动势为:,等于连结导线两端的直导线转动时电动势,A,一.选择题：,2.在圆拄形空间有一均匀磁场，以dB/dt变化，磁场中A，B两点可放直导线或弯曲导线，则,（A）电动势只在直导线中产生,（B）电动势只在弯曲导线中产生,（C）电动势都能产生，且二者大小相等,（D）直导线中的电动势比弯曲导线中的电动势小,D,连接OA，OB,（A）闭合曲线L上Ek处处相等，（B）感应电场是保守力场，（C）感应电场的电力线不是闭合曲线，（D）在感应电场中不能像对静电场那样引入电势的概念。,D,4.已知圆环式螺线管的自感系数为L，若将该螺线管锯成两个半环式的螺线管，则两个半环式的螺线管的自感系数为：（A）都等于L/2；（B）有一个大于L/2，另一个下于L/2；（C）都大于L/2；（D）都小于L/2。,D,5.如图，两个线圈P和Q并联地接到一电动势恒定的电源上，线圈P的自感和电阻分别是线圈Q的两倍。当达到稳定状态后，线圈P的磁场能量与Q的磁场能量的比值是：（A）4，（B）2，（C）1，（D）1/2。,D,并联：,6.有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为M21,线圈2对线圈1的互感系数为M12,若它们分别流过i1和i2的变化电流且,并设由i2变化在线圈1中产生的互感电动势为,由i1变化在线圈1中产生的互感电动势为,判断下述哪个论断正确.,C,1.将电阻为R的导体回路从磁场中匀速拉出，如图所示，则此回路中将产生时针方向的感应电动势。设拉出回路的时间为t，磁通量变化为，则回路中通过的感应电量为。,穿过回路的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，此即感应电动势方向。,根据法拉第电磁感应定律，得：,二.塡空题：,逆,3.如图所示，一长为2a的细铜杆MN与载流长直导线垂直且共面。N端距长直导线为a，当铜杆以v平行长直导线移动时，则杆内动生电动势大小为=_,_端电势高。,N端电势高,N,5.两个线圈自感系数分别为串联成一个线圈后测得自感系数则两个线圈的互感系数M=（）,4.一个薄壁纸筒，长为30cm,截面直径为3cm,筒上绕有500匝线圈,纸筒内由的铁芯充满，则线圈的自感系数为。,6.一线圈中通过的电流I随时间t变化的规律如图所示，请图示出自感电动势L随时间变化的规律。,7.在一根铁芯上，同时绕有两个线圈,初级线圈的自感系数为L1，次级线圈的自感系数为L2，设两个线圈通以电流时，各自产生的磁通量全都穿过两个线圈。若初级线圈通以电流i(t),次级线圈断开，则次级线圈中的感应电动势为。,无漏磁,8.半径为R的无限长柱形导体上均匀流有电流I，设导体，则在导体轴线上一点的磁场能量密度为（），在与导体轴线相距r(rR)处的磁场能量密度为（）。,r=0，B=0,0,I,R,9.充了电的由半径为r的两块圆板组成的平行板电容器，在放电时两板间的电场强度的大小为E=E0e-t/RC，式中E0、R、C均为常数，则两板间的位移电流的大小为；其方向与场强方向。,10.加在平行板电容器极板上的电压变化率为，在电容器内产生1.0A的位移电流，则该电容器的电容量为（）。,1.载流长直导线与矩形回路ABCD共面，且导线平行于AB，如图，求下列情况下ABCD中的感应电动势：（1）长直导线中电流恒定，t时刻AB以垂直于导线的速度v以图示位置远离导线匀速平移到某一位置时，（2）长直导线中电流I=I0sint，ABCD不动，（3）长直导线中电流I=I0sint，ABCD以垂直于导线的速度v远离导线匀速运动，初始位置也如图。,三.计算题：,解：（1）电流恒定,方向以顺时针为正方向。,也可按动生电动势公式计算，以顺时针为正方向。,方向以顺时针为正方向。,以顺时针为正方向。,2.在均匀磁场中，导体框架可绕ab边以作匀角速转动,求：三角形框架中所产生的动生电动势,ba边：ab=0,=ab+cb=0,3.一根电缆由半径为R1和R2的两个薄圆筒形导体组成,在两圆筒中间填充磁导率为的均匀磁介质.电缆内层导体通电流I,外层导体作为电流返回路径,如图所示,求长度为l的一段电缆内的磁场储存的能量.,I,l,解：因磁介质及电流分布均具有轴对称性，可利用安培环路定理求H，进而求Wm.,或由H求B，再求通过矩形面积的磁通。,l,4.两根平行“无限长”载流均为I的直导线间,放置一共面的固定门框形支架,其电阻为R,另