物理學(xué)(祝之光) 交變電磁場(chǎng)2學(xué)習(xí)資料

§12-4自感互感磁場(chǎng)能量實(shí)際線路中的感生電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題一.自感現(xiàn)象自感系數(shù)self-indutance反抗電流變化的能力(電慣性)演示K合上燈泡A先亮B晚亮K斷開B會(huì)突閃線圈由于自己線路中的電流的變化而在自己的線路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象－－自感現(xiàn)象自感系數(shù)的定義非鐵磁質(zhì)單位電流的變化對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

普遍定義由法拉第電磁感應(yīng)定律例：求長(zhǎng)直螺線管的自感系數(shù)幾何條件如圖解：設(shè)通電流總長(zhǎng)總匝數(shù)幾何條件介質(zhì)固有的性質(zhì)電慣性二.互感現(xiàn)象互感系數(shù)mutualinduction12第一個(gè)線圈內(nèi)電流的變化，引起線圈2內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)可以證明互感系數(shù)非鐵磁質(zhì)由法拉第電磁感應(yīng)定律有普遍同樣有三、磁場(chǎng)的能量電勢(shì)關(guān)系：能量關(guān)系：電感線圈的儲(chǔ)存的能量將上式變形：磁場(chǎng)能量密度：體積元（dV）內(nèi)的磁能：例：有一根無(wú)限長(zhǎng)直的同軸電纜，由兩個(gè)半徑分別為R1和R2同心圓筒組成。其間介質(zhì)的磁導(dǎo)率為μr在內(nèi)外圓筒中通以大小相等，方向相反的電流I。試求在長(zhǎng)為l的一段電纜內(nèi)所儲(chǔ)藏的磁場(chǎng)能Wm及自感系數(shù)L。解：R2＞r＞R1推廣：r能量?jī)?chǔ)存在器件中CL存在場(chǎng)中通過(guò)平板電容器得出下述結(jié)論通過(guò)長(zhǎng)直螺線管得出下述結(jié)論在電磁場(chǎng)中普遍適用各種電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)磁場(chǎng)類比位移電流、麥克斯韋電磁方程一.渦旋電場(chǎng)與位移電流1.渦旋電場(chǎng)：B變化→E渦

E渦：對(duì)q有作用力，電力線閉合，呈渦旋狀。2.位移電流電容器充電：傳導(dǎo)電流在極板處中斷，但磁場(chǎng)仍存在。IB電容器內(nèi)的B由何產(chǎn)生？分析：電容器極板上，i=dq/dt=Sdσ

/dt而極板間：E=σ/ε

則：dσ

=εdE

產(chǎn)生磁場(chǎng)稱為位移電流，其磁效應(yīng)與I等效。——實(shí)質(zhì)是電通量的變化率。由此可見(jiàn)：B變化→E

E變化→B二.麥克斯韋方程組將描述靜電場(chǎng)與穩(wěn)恒磁場(chǎng)的規(guī)律推廣到電磁場(chǎng)。描述電磁場(chǎng)規(guī)律的方程組。預(yù)言了電磁波的存在。1886年由赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)。三.電磁波1.何為電磁波：變化的電磁場(chǎng)在空間傳播。2.發(fā)射（1）電磁振蕩電磁能量相互轉(zhuǎn)換，電路中產(chǎn)生周期性電流，電容器極板內(nèi)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。(2).發(fā)射將C打開，即可發(fā)射。見(jiàn)圖：C、L小，則發(fā)射的電磁波頻率較高。C：減小面積L：減小匝數(shù)3.性質(zhì)：波源與波的頻率相同。橫波，E⊥B，且⊥傳播方向。波速：

真空：光速。電磁波譜習(xí)題(p376)12-18四.知識(shí)介紹電磁波污染及其防護(hù)自從人類懂得發(fā)電以來(lái)，電器的數(shù)量和種類一直在不斷增長(zhǎng)，已成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑瑳](méi)有它們，我們簡(jiǎn)直難以生活。但是電器所產(chǎn)生的電磁波的安全性也令人憂慮。電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各種家用電器的日益增多，也使人們的憂慮與日俱增。

1999年5月7日，我國(guó)環(huán)?？偩终礁嬷侣劷纾弘姶泡椛洵h(huán)境污染確實(shí)存在，國(guó)家正擬定電磁輻射環(huán)境保護(hù)對(duì)策，并要求對(duì)重點(diǎn)電磁輻射環(huán)境污染源進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

影響人類生活環(huán)境的電磁污染源可分為天然和人為兩大類。人為的電磁污染主要有工頻電磁場(chǎng)、射頻電磁輻射和微波輻射三大類。其中無(wú)線電廣播、電視、微波通訊等各種射頻設(shè)備的輻射，頻率范圍廣，影響區(qū)域大。

長(zhǎng)時(shí)間處于電磁輻射作用下，人很容易產(chǎn)生失眠、嗜睡等植物神經(jīng)功能紊亂癥候群。視個(gè)人的身體狀況，可能還會(huì)伴有白血球下降，視力模糊，心電圖改變等臨床癥狀。

鑒于電磁輻射確實(shí)能夠?qū)θ梭w產(chǎn)生損害這一事實(shí)，我國(guó)環(huán)保局決定，建立重點(diǎn)污染源檔案和數(shù)據(jù)庫(kù)，建立建全有關(guān)電磁輻射建設(shè)項(xiàng)目的審批制度，使電磁污染源遠(yuǎn)離稠密居民區(qū)，把電磁污染管理納入日常環(huán)保工作軌道。而目前通常的防護(hù)手段是在電磁波傳遞的途中安設(shè)電磁屏蔽裝置，使有害的電磁場(chǎng)強(qiáng)度降低至允許范圍之內(nèi)。

一般人只注意到大中型發(fā)射設(shè)備工作時(shí)所產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)人身的危害，而實(shí)際上，現(xiàn)代化辦公大樓，新式辦公設(shè)備，家用電器在居室中產(chǎn)生的電磁輻射要更為突出。專家呼吁長(zhǎng)時(shí)間坐在計(jì)算機(jī)屏幕前工作要采取行之有效的防護(hù)措施，操作人員要穿防輻射大褂、馬甲、圍裙等系列用品，視頻顯示終端必須加裝熒光屏防護(hù)網(wǎng)同時(shí)也可以飲用防輻射茶；不要在近處看電視，使用微波爐要加裝防輻射罩，同時(shí)，人與正在工作的微波爐至少要保持在兩米以外的距離，縮短使用電剃須刀和吹風(fēng)機(jī)的時(shí)間。目前許多場(chǎng)合都禁止使用移動(dòng)電話，例如飛機(jī)上、醫(yī)院里。而且人如果長(zhǎng)時(shí)間打手機(jī)，會(huì)出現(xiàn)頭暈、惡心，記憶力短暫失憶。專家建議移動(dòng)電話用戶在使用手機(jī)時(shí)最好使用專用保護(hù)型耳機(jī)或加裝天線電磁輻射防護(hù)裝置，盡可能地使天線遠(yuǎn)離人體，特別是頭部，減少通話時(shí)間。左右耳輪流聽電話，同時(shí)手機(jī)使用者要多吃富含維生素B的食物，以利于調(diào)節(jié)人體電磁場(chǎng)紊亂狀態(tài)。科研表明，婦女和兒童是電磁輻射的敏感人群。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，在對(duì)孕婦及胎兒構(gòu)成危害的各種污染中，電磁污染的威脅最大。我國(guó)最新研制的“護(hù)胎寶腰圍”可以防護(hù)胎兒免受電磁輻射。現(xiàn)在，科研單位正在研制電磁小的家用電器，但對(duì)我們來(lái)說(shuō)，當(dāng)務(wù)之急是學(xué)會(huì)正確使用現(xiàn)有的家電產(chǎn)