[理化生]第10章電磁感應(yīng)-全文預(yù)覽
【正文】 圈的自感磁通 (?自 )近似相等，則自感磁鏈為： ?自 =N?自 實(shí)驗(yàn)表明，不同線圈產(chǎn)生自感電動勢的能力不同。 一、自感 應(yīng) 通電線圈由于自身電流的變化而引起本線圈磁通量的變化，并在回路中激起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，叫 自感現(xiàn)象 。 大型：電子能量可達(dá)數(shù)百 MeV， 用于科學(xué)研究。 高斯定理 0??? SdErS??31 2. 感生電場與靜電場的比較 感E?靜E?激發(fā) 源 變化的磁場 電 荷 ?? ?????? SL r SdtBldE ????? ??l ldE 0?? 環(huán) 流 非勢場 勢場 通 量 力線閉合 力線不閉合 0S ??? SdE r ??0??? ?? qSdES??作用力 電 荷 電 荷 一般有 感靜 EEE ??? ??由于 的通量為零， 感E?0d ??? ??? 內(nèi)qSES??由于 的環(huán)流為零， 靜E? StBlESL???? dd ??????? ??32 例：如圖，半徑為 R的圓柱形空間內(nèi)分布有均勻磁場，變化率為 . (1) 求圓柱內(nèi)、外 Er的分布。 rE?B?由電動勢的定義 ldEL k ?? ?? ??ldE rLi ?? ?? ??29 rE?由法拉第電磁感應(yīng)定律 tdΦd mi ???s?dB?sdBtdd S ?? ??? ?stBS?? d????? ?sddtBldEsl r???? ????? ??這就是感生電場的環(huán)流規(guī)律 (1) 上式反映變化的磁場產(chǎn)生感生電場。 a b l51o B 解：金屬棒 oa、 ob段的電動勢大小均可用 221 LB ??＝用等效電路表示，于是 a b o booabaab UUUUUUU ??????222121 2121 lBlBUab ???? ????22 )54(21)5(21 lBlBUab ?? ??)116(252 2 ??? lBU ab πVU ab ????即 b點(diǎn)電勢高 26 1. 法拉第電磁感應(yīng)定律 dtd m???? lBd ??? d)( ??? ??ldBbaab ??? ??? ? )(??ldBL ??? ??? ? )(??27 二、感生電動勢 由于磁場發(fā)生變化而激發(fā)的電動勢 電磁感應(yīng) 動生電動勢 感生電動勢 非靜電力 洛侖茲力 非靜電力 ? 實(shí)驗(yàn)表明， 非靜電力只能是 磁場變化 引起。 動生電動勢與感生電動勢 感應(yīng)電動勢的非靜電力是什么力呢？ dtd m?＝－?dtSBd )( ?? ??? )(dtSdBdtBdS ???? ?????感應(yīng)電動勢 回路變動引起的 → 動生電動勢 ? 磁場變化引起的 → 感生電動勢 ? 一、 動生電動勢 — 洛侖茲力 b a b a 取導(dǎo)線長 dl, 載流子速度為 ????f?BefF k ???? ???? ?BeFE kk???????? ?17 ldE k ?? ??動?d lB ??? d)( ??? ?b a b a ??ld?B????ldE K ?? ?? ? ??? ldB ??? ??? ? ?? )(?a→ b為積分方向 (正方向 )，則 ldBbaab ??? ??? ? )(??電動勢方向 : 首先確定積分方向 (正方向 ) ld?若 ?＞０ , 則 ?方向與積分方向一致 若 ?＜０ , 則 ?方向與積分方向相反 整個線圈 L中所產(chǎn)生的動生電動勢為 ldBL ??? ??? ? )(??18 例如，設(shè)導(dǎo)線 ab長 l, 假定 l， ? ,B三者互相垂直，如圖 G b a ? x 0 f?lB ??? d)(d ??? ?? 動ldBba ??? ??? ? )(?? 動B d lba ??? ?Bl????動 方向： b→ a 驗(yàn)證： B lxm ????? BldtdxBldtd m ??????動 方向： b→a 19 2. 能量關(guān)系 動生電動勢是洛侖茲力沿導(dǎo)線方向移動電子而產(chǎn)生的。 )( NSBNSBRQ ?? 1QNSRB 2??8 二 .楞次定律 1833年，楞次總結(jié)出： 閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止或補(bǔ)償引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 . 9 磁通量變化 產(chǎn)生 感應(yīng)電流 阻礙 ? ??? ?? ??? ?? ??? ?? ??? ?ab??導(dǎo)線運(yùn)動 產(chǎn)生 感應(yīng)電流 阻礙 f? 楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象上的具體體現(xiàn)。 101 電磁感應(yīng)定律 一、法拉第電磁感應(yīng)定律 5 共性： 線圈中磁通量發(fā)生改變 閉合回路 Φm變化，回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象稱 電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 102 動生電動勢 感生電動勢 ? 167。 101 電磁感應(yīng)定律 ? 167。 105 磁場能量 2 1820年， 奧斯特發(fā)現(xiàn) : 電流磁效應(yīng) 電 流 產(chǎn) 生 磁 場 對稱性 → 磁的電效應(yīng) ？ ? 法拉第 經(jīng)過十年不懈的探索， 1831年 , 發(fā)現(xiàn)了 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 產(chǎn) 生 電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步揭示了電與磁之間的相互聯(lián)系及轉(zhuǎn)化規(guī)律 . 麥克斯韋提出了“ 感生電場 ”和“ 位移電流 ”兩個假說，從而建立了完整的電磁場理論體系 ——麥克斯韋方程組 本章主要研究電場和磁場相互激發(fā)的規(guī)律 3 Michael Faraday 4 167。 7 G 設(shè)回路有 N 匝線圈 NS Bm ??(1) 當(dāng) 線圈 中磁場由 0→ B時(shí) ,不考慮 Q的正負(fù) ,則 N S BRQ 1?QNSRB ??(2) 若將開關(guān)倒向， B? B， 次級回路 中。 繞行方向 n 0?? m 0??dtd m? 0???? dtd m?繞行方向 n 0?? m 0??dtd m? 0???? dtd m?11 繞行方向 n 0?? m 0??dtd m? 0???? dtd m?繞行方向 n 0?? m 0??dtd m? 0???? dtd m?使用 意味著約定！ dtd m????12 r1 r2 a b 解：在如圖坐標(biāo) x處的磁場為 0 x x )11(2210rrxxIB???? ??選順時(shí)針方向?yàn)榫€框回路正方向 則 ?? B dS? ?? ??????brrbrr rrxxaxxaI 1111 210 ddπ2?)l n (222110rbrrbrIa ??????例：如圖所示，兩條平行長直導(dǎo)線和一個矩形導(dǎo)線框共面．已知兩導(dǎo)線中電流都為 I=I0sin? t ， r1, r2 , I0, ?為常數(shù)， t為時(shí)間．導(dǎo)線框
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