磁场与电磁感应复习

1,磁场与电磁感应复习课,2,主要内容：,一、电流周围的磁场二、磁场的效应三、感应电动势的计算例题分析,3,1、毕-萨定律2、磁通量与高斯定理3、安培环路定理,一、电流周围的磁场,4,1、磁场对运动电荷的作用力-洛仑兹力2、磁场对电流的作用力-安培力,二、磁场的效应,5,三、感应电动势的计算,1、法拉第电磁感应定律2、动生电动势的计算3、感生电场与感生电动势,6,dB的大小：,7,（1）.载流直导线的磁场,讨论：a)当直线电流为“无限长”时,8,讨论：b)当载流直线为“半无限长”时,9,讨论：c)载流直线延长线上,a=180dB=0,B=0,10,(2).载流圆线圈轴线上的磁场,a).在载流园环圆心处,b).在载流园弧的圆心处，,11,(1)、磁感应线的特点：,b.曲线的疏密就表示该点的磁感应强度的大小,a.曲线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度的方向,d.磁感应线是一组闭合曲线,c.任意两条磁感应线不会相交,2、磁通量高斯定理,12,磁场中的高斯定理：,此式表明稳恒电流的磁场是一无源场。,(2)、磁通量,(2)、高斯定理,13,3、安培环路定理：磁感应场强度矢量沿任意闭合路径一周的线积分等于真空磁导率乘以穿过闭合路径所包围面积的电流代数和。,14,0,15,a.直长通电螺线管内的磁场,16,b.环形螺线管的磁场,17,设电流I均匀分布在整个横截面上。,c.均匀通电直长圆柱体的磁场,18,19,洛伦兹力的大小：,洛伦兹力的方向：,20,带电粒子在匀强磁场中的运动,21,螺距h：,22,安培定律：,2、安培定律磁场对电流元的作用力,有限长载流导线所受的安培力,安培力的大小：,安培力的方向：,23,一、法拉第电磁感应定律,感应电动势和磁通量的变化率成正比,闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场，去补偿或反抗任何引发电磁感应的磁场,楞次定律：,24,若有N匝导线,运用法拉第定律计算感应电动势时的步骤：1）计算磁通量和磁链2）通过对时间求导，求出感应电动势的大小3）运用楞次定律判别感应电动势方向,25,二、动生电动势,26,动生电动势的计算步骤：,27,三、感生电动势,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,28,感生电场是非保守场,和均对电荷有力的作用.,静电场是保守场,静电场由电荷产生；感生电场是由变化的磁场产生.,静电场的电场线是“有头有尾”的，感生电场的电场线是一组闭合曲线，即有旋场。,29,例题分析,30,例:电流均匀地流过宽度为b的无限长平面导体薄板，电流为I，沿板长方向流动。求：,（1）在薄板平面内，距板的一边为b的P点处的磁感应强度；,31,例:电流均匀地流过宽度为b的无限长平面导体薄板，电流为I，沿板长方向流动。求：,（2）通过板的中线并与板面垂直的直线上一点Q处的磁感应强度，Q点到板面的距离为x。,32,(2)解：,由对称性：,33,34,例6:在半径为R的“无限长”的半圆柱形金属薄片中，有电流I自下而上通过。如图所示。试求：圆柱轴线上一点P的磁感应强度。,35,解：,36,例题：均匀带电直导线AB，长为b，电荷线密度为。绕垂直于直面的轴O以匀角速转动，求：O点的磁感应强度；,解：,方向：,37,例题：两无限长直导线载有大小相同、方向相反的电流I，试求P点的磁感应强度。,解：,38,例题：一个电子射入B=(0.2i+0.5j)T的非均匀磁场中，当电子速度为v=5106jm/s时，求电子所受的磁力。,目录,结束,解：,结束,39,例题一带电粒子径迹在纸面内，它在匀强磁场中运动，并穿过铅板，损失一部分动能。试判断该粒子带电的正负及运动方向。,解：,运动方向：abc,运动方向与洛伦兹力构成右旋关系，故带电粒子带正电。,40,例题：彼此相距10cm的三根平行长直导线中各通有I=10A的同向电流。试求各导线单位长度上所受的作用力的大小和方向。,解：,方向如图,41,例:一通有电流为的导线，弯成如图所示的形状，放在磁感应强度为的均匀磁场中，的方向垂直直面向里。问此导线受到的安培力为多少？,解：,根据对称性，,42,例题AB和BC两段导线，其长均为10cm,在B处相接成300角，若使导线在均匀磁场中以速度v=1.5m/s运动，方向如图，磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度为B=2.510-2T。问A、C两端之间的电势差为多少？哪一端电势高。,43,已知:l=10cm,v=1.5m/s,B=2.510-2T,求：UAC,解：,44,例题在两平行导线的平面内，有一矩形线圈，如图所示。如导线中电流I随时间变化，试计算线圈中的感生电动势。,45,解：,1,2,46,47,48,例.如图，一长直导线载有电流I，一三角形线圈以速率v向右运动，求运动至图示位置时线圈内的感应电动势的大小和方向。,解一：,49,例.如图，一长直导线载有电流I，一三角形线圈以速率v向右运动，求运动至图示位置时线圈内的感应电动势的大小和方向。,解一：,50,51,的大小：,方向：,顺时针,52,解二：,本题可由动生电动势进行计算。,53,例题一导线AB弯成如图的形状(其中CD是一半圆，半径r=0.10cm,AC和DB段的长度均为l=0.10m),在均匀磁场(B=0.50T)中绕轴线AB转动，转速n=3600rev/min。设电路的总电阻（包括电表M的内阻）为1000W，求：导线中的动生电动势和感应电流的频率以及它们的最大值。,54,=2.9610-3(V),求：(1)f,(2)em,Im,解：(1),已知：g=0.10cm,n=3600r/min,R=1000W