變化電磁場(chǎng)精品課件

1、變化電磁場(chǎng)第1頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二抗磁介質(zhì)順磁介質(zhì)鐵磁介質(zhì)真空為1上次內(nèi)容回顧第2頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二其方向與外磁場(chǎng)方向相反附加磁矩抗磁介質(zhì)的固有磁矩為零上次內(nèi)容回顧第3頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二順磁介質(zhì)在磁場(chǎng)中也會(huì)產(chǎn)生附加磁矩附加磁矩可以忽略對(duì)于抗磁介質(zhì)來(lái)說(shuō)，附加磁矩是其產(chǎn)生磁效應(yīng)的唯一原因，對(duì)于順磁介質(zhì)來(lái)說(shuō)，固有磁矩是其產(chǎn)生磁效應(yīng)的主要原因上次內(nèi)容回顧第4頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二介質(zhì)內(nèi)部任何兩個(gè)分子電流的方向相反是互相抵消的，但介質(zhì)外側(cè)表面上的電流元未被抵消

2、，沿截面邊緣相當(dāng)于一個(gè)大的圓電流，磁化電流磁化現(xiàn)象上次內(nèi)容回顧第5頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和稱(chēng)為磁化強(qiáng)度矢量其方向與磁場(chǎng)的關(guān)系：上次內(nèi)容回顧第6頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二上次內(nèi)容回顧第7頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二定義磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量：上次內(nèi)容回顧第8頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二磁場(chǎng)強(qiáng)度第9頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二如何解決磁化電流不便測(cè)量的問(wèn)題在電流和磁介質(zhì)分布有對(duì)稱(chēng)性磁場(chǎng)分布有對(duì)稱(chēng)性利用環(huán)路定理求H分布磁場(chǎng)分布第10頁(yè)，共4

3、7頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二利用磁場(chǎng)安培環(huán)路定理解題步驟：在電流和磁介質(zhì)分布有對(duì)稱(chēng)性磁場(chǎng)分布有對(duì)稱(chēng)性利用環(huán)路定理求H分布磁場(chǎng)分布1根據(jù)電流和磁介質(zhì)分布的稱(chēng)性分析磁場(chǎng)分布的對(duì)稱(chēng)性2 選取合適的積分回路3 利用磁場(chǎng)安培環(huán)路定理求出H分布4 利用求出B分布第11頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二橫截面圖解：顯然空間磁場(chǎng)有柱對(duì)稱(chēng)令：op=r第12頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二介質(zhì)外的空間介質(zhì)內(nèi)部第13頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二銅導(dǎo)線內(nèi)部第14頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二第15頁(yè)

4、，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二解：空間磁場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性第16頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二截面圖第17頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二靜磁場(chǎng)小結(jié)畢薩定律安培環(huán)路定理有對(duì)稱(chēng)性情況下應(yīng)用在沒(méi)有對(duì)稱(chēng)性情況下磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷（電流）的作用力磁介質(zhì)第18頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二12章 變化的電磁場(chǎng)第19頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二一 電源和電動(dòng)勢(shì)第一節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律在一段均勻?qū)w中產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的條件是在導(dǎo)體內(nèi)維持一恒定不變的電場(chǎng)，此條件如何能滿(mǎn)足？?jī)H有靜電力是不能形成穩(wěn)恒

5、電流的，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電力的力非靜電力第20頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二非靜電力靜電力靜電力負(fù)載電源中的非靜電力不斷的克服靜電力作功電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置靜電力在電能的傳送中起作用A,B是電源的兩個(gè)極板電源就是提供非靜電力的裝置第21頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二電池鋅皮做外殼干電池間的非靜電力來(lái)源于這些物質(zhì)的相互作用第22頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二溫差電偶只要冷熱端的溫度保持不變，電勢(shì)差保持不變，溫差電偶中的非靜電力來(lái)源于兩端的溫度差在發(fā)電機(jī)中的非靜電力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力第2

6、3頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二回路電動(dòng)勢(shì)：?jiǎn)挝徽姾衫@回路一周非靜電力所作的功電源的電動(dòng)勢(shì)把單位正電荷從電源負(fù)極移向正極過(guò)程中非靜電力所作的功，稱(chēng)為電源的電動(dòng)勢(shì)很重要電源電動(dòng)勢(shì)第24頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二電源電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別描述對(duì)象不同定義不同聯(lián)系：電源電動(dòng)勢(shì)就是兩個(gè)極板的電勢(shì)差第25頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二AK二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 G當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化線圈中就會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)，如果線圈閉合，就有電流ab G這類(lèi)現(xiàn)象就稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象鐵磁介質(zhì)第26頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)5

7、6分，星期二三、楞次定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流具有確定的方向感應(yīng)電流的方向總是使其產(chǎn)生的通過(guò)回路面積的磁通量，去阻礙原磁通量的變化。第27頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二四、法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化成正比。B第28頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二幾點(diǎn)說(shuō)明1.給出求電動(dòng)勢(shì)大小的方法2.導(dǎo)體不閉合，有 無(wú) I3.回路面積隨時(shí)間變,導(dǎo)體動(dòng),產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，B隨時(shí)間變,產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)實(shí)際問(wèn)題中用其求電動(dòng)勢(shì)的大小方向由楞次定律來(lái)判斷4,如果是N匝線圈磁通鏈數(shù)第29頁(yè)，

8、共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二磁通量與流過(guò)線圈電荷的關(guān)系第30頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二第31頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二 例題2 一長(zhǎng)直螺線管橫截面的半徑為a, 單位長(zhǎng)度上密繞了n匝線圈，通以電流I=Iocos t(Io、為常量)。一半徑為b、電阻為R的單匝圓形線圈套在螺線管上，如圖所示。求圓線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。 解 由m=BS 得m=onIa2BIab第32頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二 例題3 長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I=Iocos t(Io 和為常量) 。有一與之共面的三角形線

9、圈ABC,已知AB=a,BC=b。若線圈以垂直于導(dǎo)線方向的速度向右平移,當(dāng)B點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離為x時(shí),求線圈ABC中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 解 先求磁通量： 將三角形沿豎直方向分為若干寬為dr的矩形積分。tg=a/bm=xbABCaIdrrds第33頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二,I=Iocos t, x(t),xbABCaI第34頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二第二節(jié)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)第35頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二ab兩端電動(dòng)勢(shì)：非靜電力是洛淪茲力動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)第36頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二在這一小

10、段上非靜電力對(duì)單位正電荷作的功：從電源負(fù)極到正極非靜電力對(duì)單位作的功動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算先根據(jù)具體情況判斷出正負(fù)極第37頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二是否與洛淪茲力不作功相矛盾？實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向?qū)﹄娮幼鞴?，提供非靜電力第38頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二例1 如圖所示銅棒OA長(zhǎng)50cm,在方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(B=0.01T)中,沿順時(shí)針?lè)较蚶@O軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度=100rad/s,求銅棒中動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小和指向。LdLAO解 在銅棒上距O點(diǎn)為L(zhǎng)處取長(zhǎng)度元dL，其速度v= L A高o底第39頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二如

11、果是銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以把銅盤(pán)想象成由無(wú)數(shù)根并聯(lián)的銅棒組合而成，每根銅棒都類(lèi)似于OA，因這些銅棒是并聯(lián)的所以銅盤(pán)中心與邊緣之間的電勢(shì)差仍等于每根銅棒的電勢(shì)差第40頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二例2 在空間均勻的磁場(chǎng)中 設(shè)導(dǎo)線ab繞Z軸以 勻速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線ab與Z軸夾角為求：導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢(shì)b高a底第41頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二例3 如圖所示,一長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I=10A,在其附近有一長(zhǎng)L=0.2m的金屬棒AB,以v=2m/s的速度平行于長(zhǎng)直導(dǎo)線作勻速運(yùn)動(dòng),如棒的近導(dǎo)線的一端距離導(dǎo)線d=0.1m，求金屬棒中的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。解 將金屬棒分成很多長(zhǎng)度

12、元dxILvxdxABdB高A底第42頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二B高A底第43頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二 例題4 如圖所示，均勻磁場(chǎng)被限制在兩平面之間，一邊長(zhǎng)為l的正方形線圈勻速自左側(cè)無(wú)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入均勻磁場(chǎng)又穿出，進(jìn)入右側(cè)的無(wú)場(chǎng)區(qū)。下列圖形中哪一個(gè)符合線圈中的電流隨時(shí)間的變化關(guān)系？(設(shè)逆時(shí)針為電流的正方向，不計(jì)線圈的自感)abIto(A)Ito(C)Ito(B)Ito(D)(D)當(dāng)線圈各邊都在磁場(chǎng)中時(shí)第44頁(yè)，共47頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)56分，星期二Ii 例題5 有一很長(zhǎng)的長(zhǎng)方的U形導(dǎo)軌,與水平面成角,裸導(dǎo)線ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地下滑,導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直向上的均勻磁場(chǎng)中,如圖所示。設(shè)導(dǎo)線ab的質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為l,導(dǎo)軌上串接有一電阻R，導(dǎo)軌和導(dǎo)線ab的電阻略去不計(jì),abcd形成電路, t=0,=0; 試求: 導(dǎo)線ab下滑的速度