大學(xué)物理與實(shí)驗(yàn)i8電磁感應(yīng)及電磁場(chǎng)(編輯修改稿)
2025-02-09 19:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 沿逆時(shí)針?lè)较? ??? ? ???R0RkErdtdBrEK 2?得 沿逆時(shí)針?lè)较? [例 7]接上題，如在垂直于螺線管磁場(chǎng)的平面內(nèi)放入由兩種不同材料的半圓環(huán)組成的半徑為 R’的細(xì)金屬圓環(huán)，圓心在螺線管軸上，左右半圓的電阻分別為 R1和R2，試比較 M和 A兩點(diǎn)電勢(shì)的高低 MA1R 2RR039。R)( SBdtdi??????解 : 細(xì)金屬環(huán)處的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 dtdBR 239。??MA1R 2RR039。R金屬細(xì)環(huán)內(nèi)的電流為 21 RRI i???逆時(shí)針?lè)较? 感應(yīng)電場(chǎng)與有否導(dǎo)體及導(dǎo)體的種類無(wú)關(guān) 21 ?? ??2i??兩半圓相當(dāng)于 電動(dòng)勢(shì)電源 2i?經(jīng)左半圓由 A 至 M 有 R0MA1R 2R39。R11 IRMUAU ??? ?2112 RRRii?????dtdBRRRRR 22112 39。)(2?????(2)R2R1時(shí)， UAUM，即 A處積累負(fù)電荷， M處積累正電荷，即存在靜電場(chǎng) (3)R2=R1時(shí)，圓環(huán)內(nèi)只有感應(yīng)電場(chǎng)而沒(méi)有靜電場(chǎng)，因而不存在電勢(shì)高低問(wèn)題 討論： (1)R2R1時(shí)， UAUM，此時(shí) A處積累正電荷， M處積累負(fù)電荷，因而存在有靜電場(chǎng) R0MA1R 2R39。R[例 8]如圖裝置，已知長(zhǎng)直載流導(dǎo)線中的電流為 ，其中 I0和 ?為常量，t為時(shí)間。求任一時(shí)刻矩形線框內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。設(shè) t＝ 0時(shí)， ab與 cd重合 teItI ???0)(Ilv?abcdh解 : 導(dǎo)體框中既有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) , 又有感生電動(dòng)勢(shì) 設(shè)回路方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? 解法 1： 法拉弟電磁感應(yīng)定律求解 ytItB??2)()( 0?在距長(zhǎng)直導(dǎo)線 y 處 Ilv?abcdh y ab與 cd相距 x處時(shí) ? ??? S SdBt ??)(???lhhx d yytI??2)(0hlhxtI ?? ln2)(0??dttdi)(???? ?)(ln20dtdxIxdtdIhlh??????hlhtveI t ????ln)1(200 ??? ?hlhxtIt ??? ln2)()( 0??解法 2： 由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的定義求解 動(dòng)感 ??? ??i? ? ????????S lydBvSdtB ?????)(? ???????lhhhlhdyytIvx d yytIdtd????2)(]2)([ 00Ilv?abcdhhlhtveI t ????ln)1(200 ??? ?(1)?t 1時(shí)， ? i 0，即 ? i方向與回路繞行方向相同，為順時(shí)針?lè)较? 討論： (2)?t 1時(shí)， ? i 0，即 ? i為逆時(shí)針?lè)较? (3)?t =1時(shí)， ? i=0 hlhveIhlhtveI tt ???? ?? ln2ln20000????? ??二、渦電流 ?渦電流 (渦流 )： 導(dǎo)體內(nèi)的渦旋電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的渦旋狀閉合感應(yīng)電流 (熱效應(yīng) ) 高頻感應(yīng)爐 ? 金屬杯 ? 金屬塊 電磁灶 ? ? 一、互感 ?互感現(xiàn)象： 鄰近線圈 中電流的變化引起 另一個(gè)線圈 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象 167。 85 互感和自感 1B 2B1I 2I1 2設(shè) ?21為 I1的磁場(chǎng)在線圈 2中的磁通鏈數(shù) 121 I??由畢 薩定律知 12121 IM???M21： 線圈 1對(duì)線圈 2的互感系數(shù) ?當(dāng) I1變化時(shí)，線圈 2中的互感電動(dòng)勢(shì) dtd 212????dtdIM 121??2004 rrlIdBd ??? ????同理 dtd 121????dtdIM 212??M12： 線圈 2對(duì)線圈 1的互感系數(shù) 可證 1221 MM ?M?M： 兩回路間的互感系數(shù)，簡(jiǎn)稱互感 單位： 亨利 (H) 說(shuō)明： (1)M與線圈形狀 、匝數(shù) 、 相對(duì)位置 、周圍磁介質(zhì)有關(guān) (2)M的大小反映兩線圈間相互產(chǎn)生 ?i的能力 [例 9]半徑為 R的長(zhǎng)直磁介質(zhì)棒上，分別繞有長(zhǎng)為 l1(N1匝 )和 l2(N2匝 )的兩個(gè)螺線管。 (1)由此特例證明 M12=M21=M。 (2)當(dāng)螺線管 1中的電流變化率為 dI1/dt時(shí)，求螺線管 2中的互感電動(dòng)勢(shì) 1l2l1 2 解： (1)設(shè) 1中通有電流 I1 111 InB ???111 IlN??通過(guò) 2的全磁通 SBN 1221 ??11221lIRNN ???12121 IM???1221lRNN ???221 Vnn??又設(shè) 2中通有電流 I2， 則 222 InB ??222 IlN?? 1l2l1 2 長(zhǎng)直螺線管端口外磁場(chǎng)很快減小為零 ，I2在 1中的全磁通 SBln 22112 ??? 2221 SlInn?? 2221 VInn??1l2l? ? 21212 IM???221 Vnn??MMM ?? 2112即有 (2) dtdIMi1???dtdIlRNN 11221 ????22121 VnnM ??[例 10]兩同軸放置的圓形線圈 C1和 C2，C1的面積 S=， 共 50匝； C2的半徑R=20
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