物理-第7r章-电磁感应课件.ppt

自感与互感 1、自感现象与自感系数 当闭合回路中的电流发生变化时，通过回路自身的磁通量也要发生变化，进而在回路中产生感生电动势。这种现象称为自感现象，这种电动势称为自感电动势。 自感系数具有保持回路中原有电流不变的性质，与力学中的惯性类似，所以又称为“电磁惯量”。 【例题】有一长密绕直螺线管，长度为l，横截面积为S，线圈的总匝数为N，管中磁介质的相对磁导率为μ,试求其自感系数。 2、互感现象与互感系数 当一个线圈的电流发生变化时，必定会在邻近的另一线圈中产生感应电动势，反之亦然。这种现象称为互感现象，这种电动势称为互感电动势。 利用互感现象可以把电能由一个回路转移到另一个回路，这种转移能量的方法在电工、无线电技术中有广泛的应用。在中学物理中学习过的变压器就是一例。 互感系数的定义和计算与自感系数定义和计算很类似 互感系数 M 决定于每一个线圈的形状、大小、匝数、周围介质的情况及两个线圈的相对位置。 【例题】如图所示，一个边长为 a 的正方形线圈与一无限长直导线共面，相距为b，求该系统的互感系数。 THE END * * * * * * * * * * 第 7 章 电 磁 感 应 * * 大 学 物 理 University Physics 本章主要讲解三个方面的问题： 1）电磁感应的基本规律 电磁感应现象?法拉第电磁感应定律?楞次定律 2）动生电动势与感生电动势 电源与电动势?动生电动势与洛仑兹力?感生电动势与感生电场 3）自感与互感 自感现象与自感系数?互感现象与互感系数 电磁感应的基本规律 不论何种原因使通过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中便有电流产生，这种现象称为电磁感应现象，回路中所产生的电流称为感应电流。回路中的电动势称为感应电动势。 电磁灶 导体 当大块导体放在变化的磁场中，在导体内部会产生感应电流，由于这种电流在导体内自成闭合回路，故称为涡电流。 法拉第电磁感应定律 不论何种原因，使通过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率的负值成正比。 “—”号反映感应电动势的方向与磁通量变化之间的关系。 楞次定律 闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场去阻碍引起感应电流的原磁通量的变化。 楞次定律实质上是能量转换与守恒定律在电磁感应现象中的反映 【例题】一矩形回路与一无限长载流直导线共面，矩形回路的一个边与长直导线平行，它到导线的距离为d，导线中的电流为I=I0sinωt，如图所示，求回路中的感应电动势。 本章主要讲解三个方面的问题： 1）电磁感应的基本规律 2）动生电动势与感生电动势 电源与电动势?动生电动势与洛仑兹力?感生电动势与感生电场 3）自感与互感 自感现象与自感系数?互感现象与互感系数 动生电动势 感生电动势 感应电动势 法拉第电磁感应定律告诉我们，不管什么原因，只要回路中的磁通量发生变化，回路中就有感应电动势产生。实际上，使回路中磁通量发生变化的方式是多种多样的。但是，最基本的方式只有两种。 动生电动势与感生电动势 1、电源与电动势 （正电荷由电势高→电势低，静电力 Fe 作功） （正电荷由电势低→电势高） 外电路 内电路 电源所具有的转换能量的本领可用电动势来描述： 电源内部一定存在非静电力FK 非静电力作功的过程就是将能量转化为电势能的过程。 产生动生电动势的非静电力是洛伦磁力 2、动生电动势与洛仑兹力 产生动生电动势的非静电力是洛伦磁力 在磁场中运动的导体棒相当于电源，a为负极，b为正极。 【例题】一无限长直导线，通有电流I=10A，竖直放置，另一长l=0.9m的水平导体杆AC处于其附近（如图所示）并以速度v=2m/s向上作匀速平动。已知杆AC与长直载流导线共面，杆的A端距该导线的距离d=0.1m，求AC杆中的动生电动势。 解： 【例题】如图所示，一长为L的铜棒，在磁感应强度为B的均匀磁场中绕其一端O以角速度ω转动。设转轴与B平行，求棒上的动生电动势。 计算动生电动势的两种方法： (2) 用法拉第电磁感应定律求解 【例题】如图所示，一长为L的铜棒，在磁感应强度为B的均匀磁场中绕其一端O以角速度转动。设转轴与B平行，求棒上的动生电动势。 Why? 【例题】如图所示，在与均匀恒定磁场 B 垂直的平面内，有一半径为 R 的圆弧形导线 abc。导线沿 x 轴方向以速度 v 向右平动，求导线上的动生电动势。 3、感生电动势与感生电场 我们知道：处于静止状态的导体或导体回路，由于内部的磁场变化而产生的感应电动势称为感生电动势。由于产生感生电动势时导体或导体回路不运动，因此，感生电动势的起因不能用洛伦兹力来解释。 动生电动势 感生电动势 感应电动势 为了解释构成感生电动势的非静电力的起源