大學(xué)物理與實(shí)驗(yàn)i8電磁感應(yīng)及電磁場(chǎng)-在線瀏覽
2025-03-02 19:14本頁(yè)面
【正文】 任設(shè)一個(gè)回路 OAA’O ??????????OA39。 84 感生電動(dòng)勢(shì)和感生 (應(yīng) )電場(chǎng) 渦旋電場(chǎng) ?麥克斯韋假設(shè) : 變化的磁場(chǎng)在其周圍空間總會(huì)產(chǎn)生具有閉合電場(chǎng)線的感應(yīng)電場(chǎng)，這與空間中有無(wú)導(dǎo)體或?qū)w回路無(wú)關(guān) N? ?? L Ki ldE???感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)任意回路 L的線積分 : dtdi????又 ? ??? S SdBdtd??? ?????SSdtB ??SdtBldEL SK??????????? ? ?變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng) 感生電動(dòng)勢(shì) (1)兩種不同性質(zhì)的電場(chǎng) ?靜電場(chǎng) : 電場(chǎng)線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷，環(huán)流為零 討論： 保守力場(chǎng) ?變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng) : 電場(chǎng)線閉合，環(huán)流不為零 非保守力場(chǎng) (2)共同之處： 都具有場(chǎng)能，都能對(duì)場(chǎng)中的電荷施加作用力 [例 6]長(zhǎng)直螺線管半徑為 R，內(nèi)部均勻磁場(chǎng)的大小為 B，方向如圖。 ??? ? ???R0r當(dāng) r R： ?????L K dtdldE ???)(2 SBdtdrEK??????? ?dtdBr 2??取半徑為 r的圓為閉合回路，繞行方向如圖 當(dāng) r R： 管外 0?B?dtdBRrEK22 ?? ???dtdBrRE K221?得 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。??MA1R 2RR039。R11 IRMUAU ??? ?2112 RRRii?????dtdBRRRRR 22112 39。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。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。 (1)由此特例證明 M12=M21=M。 求單位長(zhǎng)度上的自感系數(shù) I2R1RI解： 由安培環(huán)路定律可知 ，只有兩管之間存在磁場(chǎng) rIB??20?取兩管之間的截面 ABCD，磁通量為 ? ??? S SdB ?? ?? 21RRB ldr??2120RR rdrIl??120 ln2 RRIl???I2R1RIlA BCD所以單位長(zhǎng)度的自感系數(shù)為 IlL ???120 ln2 RR????以實(shí)驗(yàn)為例 ?電鍵 K接 1點(diǎn)： ?電鍵由 1點(diǎn)接 2點(diǎn)上： 問(wèn)題： 能量從哪里來(lái)的呢？ 燈泡突然閃亮一下，然后熄滅 燈泡 漸亮至穩(wěn)定狀態(tài) LK21 ?R 167。 試求單位長(zhǎng)度導(dǎo)體內(nèi)所儲(chǔ)存的磁能 (導(dǎo)體的 ) 0?? ?Rr2021 Hwm ??? 422208 RrI???由安培環(huán)路定律可得導(dǎo)體內(nèi)離軸線 r處 取半徑 r、 厚度 dr、 長(zhǎng) l的圓柱殼體積元dV dVwdW mm ? r l d rRrI ??? 28 42220 ?? drrRlI 34204????Rr??? v mm dVwW ?? R drrR lI034204 ????1620 lI?與 R無(wú)關(guān) 單位長(zhǎng)度導(dǎo)體內(nèi)的磁
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