[理學(xué)]第12章 電磁感應(yīng)(文件)
【正文】 解： （ 1）如圖，做半徑為 r的同心閉合回路， 根據(jù)安培環(huán)路定理，可得 r環(huán)內(nèi)的磁場能量密度為 ? ???L rBldB ?2??? NI0??rNIB??20???? I0?)22( 21 DrD ??222200282 rINBm ???? ??44 222200282 rINBm ???? ?? 將螺線管分割為無限多高為 h 厚度為 dr的同軸圓柱面， drr（ 2）根據(jù)磁場能量公式 ?? V mm dVW 體? ?? R r h d rB00222 ???? 22222202128DD r h drrIN ???12220 ln4 DDhIN???221 LIWm ?22IWL m?1220 ln2 DDhN???45 2S1S167。 ~ ? KCI? ??dtdqIc ?電路中電流 dtSd )(??dtdS ??極板間電位移通量對時間的變化率： dtDSddtd D )(??dtddtdqI Dc????dtdS ??dtdI Dd?? 通過電場中某一截面的位移電流等于通過該截面電位移通量對時間的變化率。 ?傳導(dǎo)電流是由電荷的宏觀定向移動引起的，會產(chǎn)生熱效應(yīng)。 dCL IIldH ?????? 一般情況下，空間中的磁場應(yīng)該是由傳導(dǎo)電流和位移電流共同產(chǎn)生的。 49 例： 半徑為 R 的兩塊圓板構(gòu)成平板電容器 ， 電容器在放電過程中某一時刻的電流為 I0 。 51 方程組特點： 。 可以證明： 振蕩電偶極子在單位時間內(nèi)輻射出去的能量 —— 輻射功率，與振蕩電偶極子振幅的平方、頻率的四次方成正比。 E? H?00 HE ?? ?3. 電磁波的傳播速度為： ??/1?u真空中傳播速度： sm. /1099828??二者數(shù)量關(guān)系： 00/1 ???c54 HES ??? ??（坡印廷矢量） ： 2/00 HES ?平均能流密度： 電磁波譜 nm/Hz/Hz/m/。電矢量 與磁矢量 相互垂直， 的方向為電磁波的傳播方向。 這樣的直線形振蕩回路是一個電偶極矩做迅速變化的電偶極子，稱為振蕩電偶極子。 解： 0IdtdI Dd ???R0I rP作半徑為 r的同心閉合回路， 根據(jù) 全電流安培環(huán)路定理， ,2 220 rRIrH ??? ??dCL IIldH ??????202 RrIH??有： HB 0???2002 RrI???50 167。 式中： IC代表傳導(dǎo)電流， Id代表位移電流 電磁場的基本方程之一 dtdI DC???dC III ??全全電流永遠(yuǎn)是連續(xù)的。 48 位移電流也會在其周圍空間激發(fā)磁場，并且這磁場與等值的傳導(dǎo)電流所激發(fā)的磁場完全相同。 ~ ? KCI? ??SdI位移電流 Id 與傳導(dǎo)電流 Ic 的比較 在引入了位移電流后，就使電流保持了連續(xù)性。 對于同一個環(huán)路 L，由于對環(huán)路所張的曲面不同，所得到的結(jié)果也不同。 解： 導(dǎo)體內(nèi)作半徑為 r 的環(huán)路， 根據(jù)介質(zhì)中的環(huán)路定理： ???? IldH ??有： ,2 22 rRIrH ??? ? 22 RIrH ??HB ??22 RIr??? 將圓柱導(dǎo)體分割為無限多長為 l 厚度為 dr 的同軸圓柱面， ?? V mm dVW 體? ?? R r l drB0222 ?? ?? R r l d rRIr022 2)2(21 ???? πl(wèi)μI162?43 例： 一矩形截面的空心環(huán)形螺線管 ， 尺寸如圖所示 ， 其上均勻繞有 N匝線圈 ， 線圈中通有電流 I。 以載流長直螺線管為例： nS?lI體VBWm ?22??41 體VBWm ?22??磁場能量密度 ?m： 單位體積內(nèi)的磁場能量。 線圈中的能量，是由于線圈在通電過程中，電流克服自感電動勢做功，使線圈具有能量。 解： 順串：兩個線圈中的磁場互相加強。 35 lSnnM 21??21 LLM ?證明： lSnL 211 ??lSnL 222 ??lSnnLL 2121 ???證畢。 互感系數(shù) M是表明兩耦合回路互感強弱的物理量 式中的負(fù)號表示 ： 在一個回路中引起的互感電動勢要反抗另一個回路中的電流變化。 互感電動勢與線圈電流變化快慢有關(guān)；與兩個線圈結(jié)構(gòu)以及它們之間的相對位置和磁介質(zhì)的分布有關(guān)。 ILL??29 In I Sln ???解： 設(shè)線圈中通有電流 I ， BSSdBSm ??? ? ???ILL?? lSn 2??nIS??IN m??In I SN ??例： 一長直螺線管，線圈密度為 n， 長度為 l， 橫截面積為 S， 插有磁導(dǎo)率為 ? 的磁介質(zhì)，求線圈的自感系數(shù) L 。 當(dāng)回路中的電流變化時， dtd LL?? ??dtdIL??dtLId )(??如果回路自身性質(zhì)不隨時間變化， dtd LL?? ??)( dtdLIdtdIL ???28 dtdIL??dtd LL?? ??自感電動勢： 式中負(fù)號表明自感電動勢的方向總是要使它阻礙回路本身電流的變化。該電動勢稱為自感電動勢。 o o’ 由于渦電流的熱效應(yīng)，在制造變壓器時，就不能把鐵心制成實心的，否則在變壓器工作時會在鐵心中產(chǎn)生較大的渦電流，使鐵心發(fā)熱，易引發(fā)事故。 在冶金工業(yè)中，某些熔化活潑的稀有金屬在高溫下容易氧化，將其放在真空環(huán)境中的坩
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