大學物理電磁感應ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 17:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 m 的金屬棒與導線垂直共面。當棒以速度 v = 2 m/s 平行與長直導線勻速運動時，求棒產(chǎn)生的動生電動勢。 (a=)例例解解第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律感生電動勢感生電動勢前述由于導體的切割磁力線運動可以產(chǎn)生動生電動勢。同樣由于 磁場變化 也可以使某回路中的磁通量發(fā)生變化，而產(chǎn)生感應電動勢，這樣的感應電動勢叫 感生電動勢 (induced emf)。 即公式：中的 ? 的變化是由 磁場 變化 引起的。先看下述例題。例 由導線繞成的空心螺繞環(huán)，單位長度上的匝數(shù)為 n=5000/m，截面積 S=2?103m2，導線和電源以及可變電阻串聯(lián)成閉合電路。環(huán)上套有一個線圈 A，共有 N=5匝，其電阻 R’=2Ω?，F(xiàn)使螺繞環(huán)的電流 I1每秒降低 20A。 求 (1) 線圈 A中的感應電動勢和感應電流。 (2) 2秒時間內(nèi)通過線圈 A的電量。例例第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律SnA （ 1）螺繞環(huán)中的磁感應強度會隨著電流的變化而改變，因此通過線圈 A的磁通量 ? 也發(fā)生 變化 。因此 A中的感應電動勢大小為：A中的感應電流為：（ 2） 2秒內(nèi)通過 A的電量為：解解第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律N S如圖，線圈中有感應電動勢是因為磁通量或磁場的變化：感生電動勢等于 感生電場 —— 非靜電場 對回路的積分：，因此，對感應電場有：感生電場的 環(huán)流不等于零 ， 表明感生電場為 渦旋場 ，是 有旋電場。 式中負號表示感生電場與磁場增量的方向成反右手螺旋關(guān)系。二、有旋電場二、有旋電場第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律 感生電場不是洛侖茲力，不是靜電力。它的力線是閉合的、呈渦旋形的，是一種新型的電場，用 E(2) 表示。1861年，麥克斯韋就提出了感生電場的假設(shè)。 感生電流 的產(chǎn)生就是這一電場作用于導體中的自由電荷的結(jié)果。感應電場與靜電場的區(qū)別：感應電場與靜電場的區(qū)別：（ 1）靜電場由靜止電荷產(chǎn)生，而感應電場由變化的磁場激發(fā)。（ 2）靜電場是保守場，環(huán)流為零，其電場線起始于正電荷，終止于負電荷。而感應電場為非保守場，環(huán)流不等于零，其電場線為閉合曲線。第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律當大塊導體放在變化的磁場中或?qū)Υ艌鲎飨鄬\動時，在導體內(nèi)部會產(chǎn)生感應電流，這種電流在導體內(nèi)自成閉合回路，故稱為 渦電流 。導體導體I↑渦電流熱效應： 由于大塊導體電阻小，電流大，容易產(chǎn)生大量的焦耳熱。利用它可實現(xiàn)感應加熱。接大功率高頻電源接高頻交流電源抽氣電極玻璃殼高頻爐 高頻加熱三、渦電流三、渦電流 (eddy current)第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律I I～ ～變壓器鐵芯中的渦流渦電流機械效應 感應電流會反抗引起感應電流的原因，產(chǎn)生機械效應，可用作 電磁阻尼 。 機械效應第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律電子感應加速器是利用感應電場來加速電子的一種設(shè)備。電子感應加速器電子感應加速器線圈鐵芯電子束電子感應加速器全貌 電子感應加速器的一部分第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律例 均勻磁場分布在半徑為 R 的圓柱形空間區(qū)域內(nèi)。已知磁感應強度的變化率 dB/dt為大于零的恒量。問在任意半徑 r 處感生電場的大小以及棒 AB上的感生電動勢。? ?? ? ? ? A B? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 圓柱形區(qū)域內(nèi)磁場變化，那么空間只要保含該區(qū)域的回路，就有感生電場產(chǎn)生，并且感生電場的方向在同心圓的圓周切線上。在 rR時在 rR時 : 例例解解第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律? ?? ? ? ? A B? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?OR求金屬棒上的感應電動勢：連半徑 OA、 OB，注意到感生電場沿圓周方向，與半徑垂直，則感生電場對?ABO回路的積分，在 OA、 OB上為零。即：方向： A→ B ，即 B為正極。 本題也可以用疊加法求解。如果金屬棒置于圓柱形磁場區(qū)域之外，同樣也可以產(chǎn)生感生電動勢。 第一節(jié)第一節(jié) 電磁感應定律電磁感應定律第二節(jié)第二節(jié) 自感自感 由于回路中電流改變時，通過自身回路中的磁通量發(fā)生變化而 在自身回路中激起感應電動勢 的現(xiàn)象。自感（自感（ selfinduction
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