【正文】 荷運(yùn)動(dòng) （ 2）位移電流在真空中無焦耳熱，在 介質(zhì)中有熱效應(yīng)，但不遵守焦耳 定律。 電磁場 電場：靜電場、渦旋電場 磁場： I0， Id激發(fā)的磁場 一、麥克斯韋方程組 麥克斯韋方程組積分形式 0d ??? SBS ??StDS ???d)( ????? ????L lH ?? d?? ?? VS VSD dd ???StBlE SL ????dd ?????? ??方程中各量關(guān)系： 0 rD E E? ? ???0 rB H H? ? ???麥克斯韋方程組微分形式： ???? D?0??? B?tBE?????? ??tDH?????? ??? ?????? ???? VS dVASdA )( ?????? ????? SL SdAldA ???? )(由矢量分析中的高斯定理： 和斯托斯定理： 電磁感應(yīng) 2022/2/10 方程中各量關(guān)系： 0 rD E E? ? ???0 rB H H? ? ???麥克斯韋方程組微分形式： ???? D?0??? B?tBE?????? ??tDH?????? ??? ?????? ???? VS dVASdA )( ?????? ????? SL SdAldA ???? )(由矢量分析中的高斯定理： 和斯托斯定理： 二、麥克斯韋方程組的意義 是對(duì)電磁場宏觀規(guī)律的全面總結(jié) 從法拉第“場”的概念建立電磁 場的數(shù)學(xué)形式 高斯定理方程描述了電磁場性質(zhì) 環(huán)路定律方程揭示了電場與磁場 的關(guān)系 電場和磁場統(tǒng)一為電磁場理論 2. 方程預(yù)言了電磁波的存在 自由空間中 0 , 0 ?? ?? ????? D?0??? B?tBE?????? ??tDH?????? ??? ?0??? D?0??? B?tBE?????? ??tDH????? ??電磁感應(yīng) 2022/2/10 可脫離電荷、電流在空間傳播 電磁波 H?E?oS?電磁波的傳播速率： c??001??v1888年赫茲實(shí)驗(yàn)證明了此結(jié)論。并且 和 tD???H? 構(gòu)成右旋關(guān)系。 討論： 位移電流假設(shè)的實(shí)質(zhì)： 變化的電場可以激發(fā)磁場。 矛 盾 結(jié)論 ：在非恒定電流的磁場中， 的環(huán)流與以閉合回路 L為邊界曲面有關(guān)。 一、位移電流 恒定電流的磁場滿足安培環(huán)路定理 iLSH d l I d S?? ? ? ????iI?：穿過閉合曲線 L為邊線的任意曲 面 S的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。 85 磁場的能量 磁場作為物質(zhì)的一種形式，和電場一樣具有能量。 12121221 IMN ?? ??21212112 IMN ?? ??MMM ?? 2112M稱為 互感系數(shù) 簡稱 互感 ，同形狀、大小、匝數(shù)、位置和磁介質(zhì)有關(guān)。 2. 在具有相當(dāng)大的自感和通有較大電流的電路中，當(dāng)切斷電源的瞬間，開關(guān)處將發(fā)生強(qiáng)大的火花 ,產(chǎn)生 弧光放電現(xiàn)象 ，亦稱 電弧 。 tILL dd???(2) 自感系數(shù)的物理意義 tILL dd???tILL dd???負(fù)號(hào)： ?L總是阻礙 I 的變化。 84 自 感和互感 一、自感 1. 自感現(xiàn)象： 作為法拉第電磁感應(yīng)的特例，這節(jié)將討論電磁感應(yīng)現(xiàn)象的自感和互感。 2. 法拉第電磁感應(yīng)定律求解： ?? ?????? Si SBtt ?? ddddd?三、感生電動(dòng)勢的計(jì)算 1. 定義求解：此法不要求 ? ?? Li lE ?? d感?導(dǎo)體不閉合 ? ?? Li lE ?? d感?導(dǎo)體閉合 若導(dǎo)體不閉合，需作輔助線。 ? ?? ?? ?0022ln2ln22liO Bl a boaaboaaboaoov B d lIv Bdl l a dllI ladllIl a lI I a abba??????????? ? ? ??????? ? ?? ? ? ? ????????????電磁感應(yīng) 2022/2/10 一、感生電動(dòng)勢 167。 計(jì)算時(shí)只計(jì)大小，方向由楞次定律決定。 ? 非回路的導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)，有動(dòng)生電動(dòng)勢但沒有感應(yīng) (動(dòng)生 )電流。它克服靜電力作功，將正電荷由負(fù)極（ a）通過電源內(nèi)部搬運(yùn)到正極（ b）。 L Bi?L Bi?電磁感應(yīng) 2022/2/10 書 P349 84: 一長直導(dǎo)線通以電流 (I0為常數(shù) )。 若減少 0＜mΦ?，感應(yīng)電流磁場 iB?的方向與原磁場方向相同。 三、楞次定律 : 楞次 （ 18041865） 出生在德國的Dorpat。 電磁感應(yīng) 2022/2/10 內(nèi)容： 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，總是使感應(yīng)電流的磁場通過回路的磁通量阻礙原磁通量的變化。 反應(yīng)了感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，是楞次定律的數(shù)學(xué)表現(xiàn)。 二、法拉第電磁感應(yīng)定律 ——定量研究感應(yīng)電動(dòng)勢的大小 法拉第 (17911867)， 英國物理學(xué)家 、化學(xué)家 ， 著名的自學(xué)成才科學(xué)家 ,生于薩里郡紐因頓一個(gè)貧苦鐵匠家庭 。 電磁感應(yīng) 2022/2/10 實(shí)驗(yàn)三： 將閉合回路 (abcd)置于恒定磁 場中，當(dāng)導(dǎo)體棒在導(dǎo)體軌道上滑行時(shí)， 回路內(nèi)出現(xiàn)了電流。 2. 當(dāng)載流主線圈相對(duì)于副線圈靜止 時(shí)，如果改變主線圈的電流，則 副線圈回路中也會(huì)產(chǎn)生電流。電磁感應(yīng) 2022/2/10 影響電磁感應(yīng)的因素有哪些？ 有什么規(guī)律？ 什么對(duì)它導(dǎo)航？ 與其自身的結(jié)構(gòu)有關(guān) 與它們的相對(duì)位置有關(guān) 鴿子飛行與磁場 有何關(guān)系？ 電磁感應(yīng) 2022/2/10 第 8章 電磁場與麥克斯韋方程組 第六章和第七章我們分別研究了： 靜電場 恒定電場 恒定磁場 電場與磁場互不關(guān)聯(lián)，彼此獨(dú)立。 實(shí)驗(yàn)二： 以通電線圈代替條形磁鐵 1. 當(dāng)載流主線圈相對(duì)于副線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈回路內(nèi)有電流產(chǎn)生。 感應(yīng)電流 (induction current)： 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。 ③ 若導(dǎo)體回路不閉合，則無感應(yīng)電流，但存在感應(yīng)電動(dòng)勢。 說明： 標(biāo)量：穿過某曲面的磁力線根數(shù)。 1836年至1865年任圣彼得堡大學(xué)教授，兼任海軍和師范等院校物理學(xué)教授。 如 0＞mΦ?B i?內(nèi)容： 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，總是使感應(yīng)電流的磁場通過回路的磁通量阻礙原磁通量的變化。 判定回路上感應(yīng)電動(dòng)勢的方向 （ 1）標(biāo)出穿過回路 L的磁場方向； B （ 2）確定通過 L的磁通量是增加還是 減少： 若增加 0＞mΦ?，感應(yīng)電流磁場 iB?的方向與原磁場方向相反。 0m??00m id dt ?? ? ? ?若感應(yīng)電動(dòng)勢方向與回路方向相同。根據(jù)電源的定義，在 ab上必然存在一個(gè)非靜電力，而作用在電子上的洛侖茲力就是這個(gè)非靜電力。 討論 ： ? 動(dòng)生電動(dòng)勢存在于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體上；不動(dòng)的導(dǎo)體不產(chǎn)生電動(dòng)勢，是提供電流運(yùn)行的通路。 （ 4）積分求解 （ 5）確定電動(dòng)勢的方向： ? ?i i i idd? ? ? ?????電磁感應(yīng) 2022/2/10 2. 法拉第電磁感應(yīng)定律求解： tΦNtΨi dddd ????? 若回路不閉合，需增加輔助線使其閉合。 解 ：（ 1） 在 OA上任取線元 dl02 IB a????方 向? ?020122biO Abov B d lIlB d l ba?????? ? ?????（ 2）建立如圖所示的坐標(biāo)軸 根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢公式得： 02 IB x????方 向I a c d b O ① ② w A B dldl x dl在 OB上距坐標(biāo)原點(diǎn) l處取線元 方向： O至 B。 (2) “”的含義： tB???感E?負(fù)右手螺旋＝左手螺旋 (3)感生電場與靜電場的區(qū)別與聯(lián)系： 相同點(diǎn)：對(duì)場中電荷都有作用力 不同點(diǎn)： a：產(chǎn)生原因： 靜電場：靜止電荷產(chǎn)生 感生電場：變化磁場激發(fā) 0d ???S SE ??感StBlE SL ????dd ?????? ??? 感b：性質(zhì)不同 感生電場： 無源、非保守 (渦旋 )場 靜電場： 有源無旋場 01diS E S q??? ?? 靜d0L El??? 靜(4) 感生電場中電荷受作用力： 感感 EqF?? ?三、感生電動(dòng)勢的計(jì)算 1. 定義求解：此法不要求 ? ?? Li lE ?? d感?導(dǎo)體不閉合