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文档简介

1、第八章 电磁场与麦克斯韦方程组 主要任务：研究电场或磁场随时间变化时激发场磁场或电场规律，以及它们之间相互依赖、相互激发的规律。1820年： 奥斯特实验：电 磁1821 1831年：法拉第实验：磁 电对称性随时间变化的磁场 感生电场(涡旋电场)随时间变化的电场 磁场对称性物理学典型方法：实验 理论 实验法拉第 麦克斯韦 赫兹蓝图(基础)建设大厦使大厦住满人8-1 电磁感应的基本定律8-2 动生电动势8-3 感生电动势 感生电场8-4 自感和互感8-5 磁场的能量8-6 RL和RC电路中的暂态过程8-7 位移电流和全电流定律8-8 麦克斯韦电磁场方程组8-1 电磁感应的基本定律8-1 电磁感应的

2、基本定律一、电磁感应现象实验一： 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，回路中不存在电流。实验二： 以通电线圈代替条形磁铁。 1. 当载流主线圈相对于副线圈运动时，线圈回路内有电流产生。 2. 当载流主线圈相对于副线圈静止时，如果改变主线圈的电流，则副线圈回路中也会产生电流。 实验三：将闭合回路置于恒定磁场中，当导体棒在磁场中切割磁力线时，回路内出现了电流。 结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因的，回路中有电流产生。这一现象称为电磁感应现象(electromagnetic induction)。 电磁感应现象中产生的电

3、流称为感应电流(induction current)，相应的电动势称为感应电动势(induction emf) 。 法拉第电磁感应定律: 当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生的感应电动势。其大小与穿过回路内的磁通量对时间变化率的绝对值成正比，其方向与穿过回路内磁通量增量的方向成左旋关系。法拉第(1791-1867)，英国物理学家、化学家，著名的自学成才科学家,生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。他一生献身科学研究，成果众多，1846年荣获伦福德奖章和皇家勋章。二、法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律数学表示:对N匝线圈，其总磁通量称全磁通。N称为磁通链数。N匝线圈的总电动势为各

4、匝产生的电动势之和：讨论：(1) 通量还是 通量？原、副线圈实验：原线圈副线圈铁棒引起闭合回路中产生感应电动势的是通过回路的 通量的变化，而不是 通量的变化。(2) 式中负号含义, 楞次定律的本质是什么？SN楞次定律的本质: 能量守恒在直导体棒匀速向右运动过程中,如果其外框是: 闭合导体回路 有持续电流。 导体不闭合 瞬态电流，建立感应电动势。(3) 感应电流 I：本质: 磁通量变化引起了感应电场(4)一定时间内通过回路截面的感应电量:B 例8-1.导线ab弯成如图形状，半径r=0.10m，B=0.50T,转速n=3600转/分。电路总电阻为1000。求感应电动势和感应电流以及最大感应电动势和最大感应电流。解： rab解：建立坐标系Ox如图 例8-2. 一长直导线通以电流 (I0为常数

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