[理學(xué)]第12章電磁感應(yīng)(完整版)
【正文】 場(chǎng) 感生電場(chǎng)為無(wú)源場(chǎng) ? ??S SdE 0?? 感靜電場(chǎng) 感生電場(chǎng) 感E?19 一般情況下，空間中的電場(chǎng)既有靜電場(chǎng)也有感生電場(chǎng)， 感靜 EEE??? ??? ??L ldE 0??? 靜?? ???? ldEEldE ????? )( 靜感?? ??????? S SdtBldE ???? 電磁場(chǎng)的基本方程之一 在穩(wěn)恒條件下，一切物理量不隨時(shí)間變化， ? ?? ldE ??感 ? ????? S SdtB ??0??? tB?? ??L ldE 0?? 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 20 例： 如圖所示，圓形均勻分布的磁場(chǎng)半徑為 R，磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻增加，變化率為 dB/dt。 解： 由于速度的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直， 如圖所示構(gòu)構(gòu)造回路， 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)該回路的磁通量保持不變。 ?dtdBL ?22??dtd m?? ??由楞次定律可判斷動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向沿導(dǎo)體棒 指向 o。 v?? ????? ????? ?? ??? ??????? ??????? ???? ????????? B??? ? ?A Lf?)( Bvef L ??? ???電子所受的洛侖茲力 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的 非靜電力 ：電子所受的洛侖茲力 efE Lk ????Bv ????方向： 大?。? ?s invBEK ? Bv???9 v?? ????? ????? ?? ??? ??????? ??????? ???? ????????? B??? ? ?ABLf? ? ?? ?? )( )( ldE k ??? ? ?? ??? )( )( )( ldBv???以上結(jié)論普遍成立。 3 B?幾個(gè)實(shí)驗(yàn) B變 N S v? S變 K B變 θ變 w B?4 I感 I感 0?dtd m? 0?dtd m?內(nèi)容： 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(chǎng)來(lái)阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。1 第十二章 電磁感應(yīng) 2 167。 B? B?感B?感B?感應(yīng)電流方向的判斷方法 : 1. 回路中 ?m 是增加還是減少； 2. 由楞次定律確定 B感 方向； 3. 由右手定則判定 I感 方向。 ? ??? )( )( 21 c o ss i n ??? v B d l大小： ?1為 與 的夾角， v? B? ?2為 與 的夾角 Bv ??? ld? 如果整個(gè)回路都在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則在回路中產(chǎn)生的總的電動(dòng)勢(shì)為： ldBvL ??? ??? ? )(?v?u??f?//f?vu ???Lf???? fff L???//結(jié)論： 洛侖茲力并不提供能量，而只是傳遞能量。 BSSdBm ??? ? ???221 LB ???與用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方法計(jì)算的結(jié)果相同。 Bv ???B?,0??? ? dccd ?? cddccd ??? ???? ?cdcd ?? ?? ? ??? ???RaRa ldBv??? )( ? ??? RaRadrrIv??2 0 Ra RaIv ??? ln2 0??16 167。求空間感生電場(chǎng)的分布情況。求在距中心 O為 h的一條長(zhǎng)為 L的金屬棒 AB上的感生電動(dòng)勢(shì)。 26 167。 結(jié)論： 自感 L有維持原電路狀態(tài)的能力， L就是這種能力大小的量度，它表征回路電磁慣性的大小。 M?32 互感系數(shù)與兩線圈的大小、形狀、磁介質(zhì)和相對(duì)位置有關(guān)。若線圈中通有電流 I = I0 sin?t，求長(zhǎng)直導(dǎo)線中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 當(dāng)切斷電源時(shí)，線圈中原已儲(chǔ)存起來(lái)的能量通過(guò)自感電動(dòng)勢(shì)做功全部釋放出來(lái)。 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(chǎng)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(wú)限多高為 h 厚度為 dr的同軸圓柱面， drr（ 2）根據(jù)磁場(chǎng)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。 ?傳導(dǎo)電流是由電荷的宏觀定向移動(dòng)引起的，會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。 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(guò)程中某一時(shí)刻的電流為 I0 。 可以證明： 振蕩電偶極子在單位時(shí)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。電矢量 與磁矢量 相互垂直， 的方向?yàn)殡姶挪ǖ膫鞑シ较颉? 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。 48 位移電流也會(huì)在其周圍空間激發(fā)磁場(chǎng)，并且這磁場(chǎng)與等值的傳導(dǎo)電流所激發(fā)的磁場(chǎng)完全相同。 對(duì)于同一個(gè)環(huán)路 L，由于對(duì)環(huán)路所張的曲面不同，所得到的結(jié)果也不同。 以載流長(zhǎng)直螺線管為例： nS?lI
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