【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ITY May 27, 2022 ?? 方法三 直接積分法 ,在 ab上取線元 ,則 l?d ,其與 的夾角為 ,則有 l?d ?tBrEdd2?感tBlRlldtBltBrlEababababdd)2(2d2dddc o sdd2d22?????? ???? ????感其中 22 )2(c o slRrd ??? ?ba ?方向 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 例 如圖 , 在垂直紙面向內(nèi)的非均勻的隨時(shí)間變化的磁場(chǎng) 中 , 有一 彎成 角的金屬框 COD, OD與 x軸重合 , 一導(dǎo)體棒 MN沿 x方向以速度 v勻速 向右滑動(dòng) , 設(shè) t=0 時(shí)x=0, 求框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的變化規(guī)律 . tkxB ?c o s? ?x dx v ? C O D x B y ? M N dS 解 : 在圖中取面積元 ,則 SdxxxyS dt a ndd ????? ???? xS xxtkxSBΦ 0 dt a nc o sd ????tkx ?? c o st a n31 3? 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? )c os3s i n(t a n31c ost a ndds i nt a n31dd2323ttttkttxkxtkxtΦi?????????????????v tx v?式中 可以看出 , 金屬框架上總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)包括第一項(xiàng)感生電動(dòng)勢(shì)和第二項(xiàng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) . 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 五、 電子感應(yīng)加速器 電子感應(yīng)加速器 (induction electron accelerator)是利用渦旋電場(chǎng)加速電子以獲得高能粒子的一種裝置 . 原理 在電磁鐵的兩極之間安置一個(gè)環(huán)形真空室 , 當(dāng)用交變電流勵(lì)磁電磁鐵時(shí) , 在環(huán)形室內(nèi)除了有磁場(chǎng)外 , 還會(huì)感生出很強(qiáng)的 、 同心環(huán)狀的渦旋電場(chǎng) . 用電子槍將電子注入環(huán)形室 , 電子在洛倫茲力的作用下 , 沿圓形軌道運(yùn)動(dòng) , 在渦旋電場(chǎng)的作用下被加速 . 1)直流電激勵(lì)電磁鐵 此時(shí)環(huán)行真空室中只有恒定的磁場(chǎng)，電子在室內(nèi)只做勻速圓周運(yùn)動(dòng) (下頁左圖 ) 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 2)交流電激勵(lì)電磁 當(dāng)激勵(lì)電流增加時(shí)，真空室中既有磁場(chǎng)又有有旋電場(chǎng)，電子在其中得到加速 . 磁場(chǎng)變化 越 快 ,電子的加速越明顯 . (上右圖 ) 兩個(gè)問題 1) 如何使電子在圓形軌道上被加速 , 而不致于被減速 . 2) 如何使電子穩(wěn)定在給定的圓軌道上 . 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 六、渦電流 (eddy current) 大塊導(dǎo)體 處 在變化的磁場(chǎng)中 或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) , 在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 , 由于這種電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路 ,故稱為 渦電流 . (實(shí)踐中 , 有時(shí)可以利用 , 有時(shí)應(yīng)予避免 ) 1)熱效應(yīng) 大塊導(dǎo)體的電阻很小，因此渦電流的電流強(qiáng)度可以很大 , 能釋放出大量的焦耳熱 . 應(yīng)用 :高頻感應(yīng)加熱法冶煉 , 家用電磁爐 。 防護(hù) :鐵芯采用矽鋼片構(gòu)成 , 隔斷回路 , 增大電阻 . 交變電流 交變電流 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 2)機(jī)械效應(yīng) 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) . 應(yīng)用 : 電磁阻尼擺 。 磁性式車速表 。感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī) . 3)趨膚效應(yīng) 交流電路中 ,隨著頻率的增大 ,由于渦電流的出現(xiàn) ,會(huì)使電流趨向?qū)w表面 . 改善 : 導(dǎo)體表面鍍銀以減小電阻 。用彼此絕緣的許多細(xì)導(dǎo)線集束代替單一粗導(dǎo)線 . 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? LIo t 11－ 3 自感和互感 一、自感 (selfinductance) ?RB K??A L 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的磁場(chǎng)穿過該線圈自身的磁通量也隨之變化，從而在該線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為 自感現(xiàn)象 ，這樣產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱之為 自感電動(dòng)勢(shì) . LiΦm ? :L自感系數(shù) (自感 ) 單位 : H (亨利 ) 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 自感系數(shù) L取決于回路線圈自身的性質(zhì) (回路大小 、形狀 、 周圍介質(zhì)等 ) 自感電動(dòng)勢(shì) )dddd(d )(ddd tLitiLtLitΦ mL ????????如果回路自身性質(zhì)不隨時(shí)間變化，則： tiLL dd??? : ?L總是阻礙 I 的變化 。 2. L: 描述線圈電磁慣性的大小 . 注意 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 二、自感 現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 1. 電器設(shè)備中，常利用線圈的自感起穩(wěn)定電流的作用 . 例如，日光燈的鎮(zhèn)流器就是一個(gè)帶有鐵芯的自感線圈 . 2. 電工設(shè)備中，常利用自感作用制成自耦變壓器或扼流圈 . 3. 電子技術(shù)中，利用自感器和電容器可以組成諧振電路或?yàn)V波電路等 . 4. 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 . 因此通常都用油開關(guān)，即把開關(guān)放在絕緣性能良好的油里，以防止發(fā)生電弧 . 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 1) 設(shè)線圈通有電流 I 。 2) 確定電流在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)及其分布 . 3) 求通過線圈的全磁通 . 自感系數(shù)的計(jì)算 解 : 螺線管中磁場(chǎng)為 例 長為 l 的螺線管 , 橫斷面為 S, 線圈總匝數(shù)為 N, 管中磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率為 ? . 求自感系數(shù) . IlNB ?? 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? lSlNSlNIΨL i222?? ???ISlNN B SΨi2???SlV ?磁通量為 線圈體積 單位長度上線圈匝數(shù) lNn /?VnL 2???l 大學(xué)物理學(xué) Page 第十一章 變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng) ANHUI UNIVERSITY May 27, 2022 ?? 三、互感 (mutualinductance) 1B?2B?2I1I 如圖 兩個(gè)載流回路相互地激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為 互感現(xiàn)象 . 這樣產(chǎn)生的感應(yīng)電