电磁学5-1.ppt

1、第五章介绍了随时间变化的电磁场麦克斯韦方程，1，到目前为止，分别介绍了静电场和恒磁场的基本特性和规律。洛伦兹公式和麦克斯韦方程，电荷守恒定律都构成了电磁学的理论基础。21864年，英国物理学家麦斯威尔总结和发展了前人的工作，引入了涡旋电场和位移电流的假说，将变化的电磁场定律与一定的电磁场定律统一，提出了系统完整的电磁场理论。1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁刘涛现象，揭示了变化的磁场和电场之间的关系。他的发现在科学和技术上具有划时代的意义。它不仅丰富了人类对电磁现象的理解，促进了电磁学理论的发展，而且打开了在实践中广泛应用的前景。法拉第介绍(迈克尔法拉第，1791-1867)，法拉第17

2、91年出生在英国伦敦附近的一个小镇上，父亲是铁匠，从小家庭贫困，没有钱上学。13岁的时候在一家书店打工，第二年转为装订学徒。学徒时期，法拉第利用职业以外书店的条件，在业余时间贪婪地阅读了化学对话、大英百科全书的传记项目等很多科学着作。这种着作打开了他的眼界，引起了对科学的强烈兴趣。生前，3，1812年学徒期满，法拉第计划专门负责科学研究。第二年，著名的化学家戴维，推荐法拉第做皇家研究所实验室的辅助研究员。那年年底，作为帮手和仆人，他和戴维一起探索欧洲大陆，认识了很多著名的科学家，如安培、福塔，这使他的视野更加开阔。1815年春天，我回到伦敦后，在戴维的支持和指导下，做了很多化学研究工作。从18

3、21年到1865年担任研究室主任。1824年被选为皇家学会的会员。第二年法拉第正式成为皇家大学教授。1851年，他被一致选为英国皇家学会会长，但他断然拒绝了。他于1867年年八月二十五日坐在书房的椅子上舒舒服服地离开了人世。按照他的遗言，他的墓碑上只刻了名字和出生日期。4，1821年法拉第阅读了奥斯特关于他发现的电流磁效应的论文磁针上电气碰撞的实验。这篇文章给了他很大的灵感，开始研究电磁现象。经过10年的实验研究(中间被合金和光学玻璃研究中断)，1831年终于发现了电磁刘涛现象。1833年，法拉第发现了电解定律，1837年发现了电解质对电容的影响，引入了电容的概念。1845年，发现了光磁效应，

4、发现物质可以分为顺磁性和半磁性等。主要工作，5，1，基本电磁刘涛现象，电磁刘涛定律是基于广泛的实验。磁棒和线圈在相对运动中具有电磁刘涛现象。实验1，金属棒在磁场中运动时的电磁刘涛现象，实验2，6，线圈中电流变化时的电磁刘涛现象，实验2，实验3，法拉第实验大体概括为两类。7，1类在一个线圈中电流改变时，附近的其他线圈也会产生电流。另一类是磁铁与线圈相对运动时，线圈会有电流流动。以上两种类型的实验可以总结为一个想法，即使在闭合回路中产生电流的方式不同。在由一个闭合导体回路包围的区域中，如果磁通量发生变化(原因是某种原因)，导体回路中会产生电流。这种现象称为电磁刘涛现象。电路产生的电流称为刘涛电流。

5、相应的电动势称为刘涛电动势。第二，伦茨定律，1834年，基于不计后果的大量实验，以下定律：8，在闭合回路中产生的刘涛电流具有一定的方向，总是通过刘涛电流产生的电路区域的磁通量，补偿或抵抗引起刘涛电流的磁通量变化。伦茨定律，波，伦茨定律符合能量转换和守恒定律。9、刘涛电流的磁场阻碍了产生刘涛电流的原子长度磁通变化，因此为了维持原子长度磁通变化，必须有动力作用。这种动力克服了刘涛电流的磁场干扰作用，并发挥了作用。伦茨定律本质上是能量转换的过程，因为它产生了可以转换为其他形式的感应电流的电。1、判断原子长度的方向。2，确定通过闭合环的磁通量变化(增加或减少)。3，确定刘涛电流磁场的方向。磁通量增加时

6、，刘涛电流磁场与原磁场相反。磁通量减少时，刘涛电流磁场与原磁场方向相同。4，刘涛电流的方向由右手螺旋规则确定。感应电动势的方向就是感应电流的方向。10、应用伦茨定律，将感应电流的方向大体分为以下几个阶段：伦茨定律(确定感应电流的方向)、阶段、11阶段，感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。伦茨定律(判断刘涛电流的方向)，12，回路不闭合时也发生电磁刘涛现象，此时没有刘涛电流，但刘涛电动势仍然存在。另外，刘涛电流的大小与电路的电阻相关，而刘涛电动势的大小与电路的电阻无关。法拉第电磁感应定律，通过电路包围的面积的磁通量发生变化，电路产生的刘涛电动势与磁通量对时间的变化率成正比。负号反映了

7、刘涛电动势的方向和磁通量变化之间的关系。第三，法拉第电磁感应定律，法拉第在广泛的实验中总结了电磁刘涛电动势和磁通变化之间的关系，称为法拉第电磁感应定律。13，刘涛电动势方向的符号规则为：选择回路中任意方向作为回路的迂回正方向，然后使用右螺旋规则确定该回路包围的区域的正垂直线单位矢量的方向，确定通过回路区域的磁通量的正负方向。通过回路区域的所有方向与正法线方向相同，方向为正，方向为负。最后考虑的变化决定了电动势的正负影响。14，为了人为方便：对于给定循环，在围绕该循环周围区域的正法线方向构造右螺旋。刘涛电动势方向与磁通变化之间的关系，15，电动势方向与回路绕道方向一致时为正，迂回方向相反时为负。

8、如果电路由n转导线组成，并且磁场对于每个旋转导线回路所包围的面积为m，则n转电路的刘涛电动势为m，并且Nm称为磁通转链数(磁通链数或总磁通)。通过整个电路欧姆定律将闭合导体电路的总电阻设置为r，电路的刘涛电流由16，N旋转线圈排成一行，从t1到T2小时，通过闭合导体电路的磁通量从变为。那么对于自下而上积分，在此期间，可以求出通过电路导体某一部分的总电量q，这种电量称为感应功率。也就是说，在t1-T2小时内，刘涛功率与电路的磁通量变化量成正比，与磁通量变化速度无关。测量刘涛电流量，如果回路的电阻再次已知，则可以计算磁通量变化。常用磁通计是根据这个原理设计的。17，4，事例，示例1(示例5.1-2)以恒定速度流动的无限直导线。与直线电流位于同一平面且从直线导线的两条边到直线导线的距离分别为和的矩形线框，如图所示。在线框中查找刘涛电动势。，解决方案，18，由于长直线电流产生的磁场的磁感应强度是法拉第电磁感应定律，线框架的刘涛电动势是，19，因此，磁场对线框架边界区域中宽度为1的窄条的磁感应力，问题如下：电流恒定，线圈在与长导线垂直的方向向右移动(速度v=310-2m.s-1)的位置处，线圈的刘涛电动势是多少？20，