2021-2022学年高二物理竞赛课件：磁介质

1、磁介质 -顺磁质-抗磁质-铁磁质（磁滞现象、居里点）磁介质的分类介质的磁化磁化强度磁场强度-磁化率 各向同性线性磁介质 、 、 的关系环路定理应用-高对称的电流分布和介质分布情形. 磁场强度沿任何闭合回路的线积分，等于该回路所包围的传导电流的代数和。内部充满均匀磁介质无限长直圆柱形密绕通电螺线管内：通电密绕细螺绕环内：重点：电动势与非静电场的关系,法拉第电磁感应定律,动生电动势,感生电动势,自感,磁场的能量.1、楞次定律感应电流产生的磁场，总是反抗回路中原磁通量的变化。判断感应电流或感应电动势的方向2、法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小数学表达式：感应电动势idtFd负号是楞次定律的数学表

2、达。 匝线圈NyFN磁链均匀磁场非均匀磁场sByFNNB.sdsyFNNN()idFtddFNtdydtd一、电磁感应基本定律稳恒、非稳恒磁场都适用例：直导线通交流电置于磁导率为 的介质中。求：与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势。解：设当I 0时 电流方向如图已知，其中 I0 和设回路L方向如图建坐标系如图在任意坐标x处取一面元是大于零的常数。交变的电动势解：设回路L方向如图,建坐标系如图在任意坐标x处取一面元例17.2 如图所示，一长直导线通有电流I，在与它相距d 处有一矩形线圈ABCD，此线圈以速度v 沿垂直长直导线方向向右运动，求这时线圈中的感应电动势。（方向为顺时针） 3.10-23

3、v设t时刻线圈左侧距导线为l1、动生电动势计算导线棒或线圈运动产生的感应电动势动生电动势的公式i动生()lvBdl方向：()vB的方向是 与 的夹角。vB式中 是 与 的夹角，vBdl常用公式i动生lvBdlsincos二、两类电动势微元 沿运动导线棒取dl，积分沿棒长方向进行。运动导线棒产生电动势的必要条件：切割磁场线。也可构造闭合回路求解i动生方向：导体内部正电荷运动方向vB可通过判断洛仑兹力沿导线推动电子要作功而产生动生电动势这和洛仑兹力对运 动电荷不作功是否矛盾？关于洛仑兹力是否作功的问题： B -实际上，电子受的合洛仑兹力应为：电子的速度有： (相对棒)合速度为 总洛仑兹力和合速度垂

4、直，不作功！F外 fmuu+(随棒) F洛仑兹力两个分量的作用： fm对电子作正功,产生动生电动势。方向沿 ,阻碍导体运动,作负功。两个分量作功的代数和为零;洛仑兹力并不提供能量， 外力克服f m作功(消耗机械能) 通过fm转换为感应电流的能量。只传递能量，2、感生电动势感生电场是非保守场、无源场（由变化的电场激发），不同于静电场。dtFdi感生LdlEBabldabcosqldabEBEB对于一段有限长导线，感生电场求解方法：1.2. 构造闭合回路i感生dtFd三、自感单位:亨利(H)自感系数：长直密绕螺线管与细螺绕环：四、磁场的能量自感电动势：自感线圈的磁能：能量密度：区域能量：(真空中)

5、*互感电磁场重点：位移电流,麦克斯韦方程组(积分形式) 位移电流电位移通量对时间的变化率:-位移电流面密度变化的电场也是一种电流,称位移电流2.全电流的安培环路定理在一般（非恒定）情况下，安培定理推广为：例18.1 半径为R 的平板电容器均匀充电，内部充满均匀介质 。求： I d (忽略边缘效应)解思考：已知3.11-10、173. 麦氏方程组的积分形式及其物理意义 （1）电场的高斯定理 （2）磁场的高斯定理静电场是有源场、感生电场是涡旋场 磁场是无源场 （3）电场的环路定理 （4）磁场的安培环路定理静电场是保守场, 变化的磁场激发涡旋电场传导电流和变化的电场可以激发涡旋磁场讨论麦克斯韦方程组：判断下列结论包含于或等效于哪一个方程式（）（）（）（）（）（）电荷总伴随有电场；静电场是保