大学物理下变化的电磁场共64页

大学物理电磁感应电磁场和电磁波PPT课件

③ 连接MN成一回路常数ddt 0
NM MN NM MN2RvB
例4 已知如图求的大小和方向
解：
fg
① 用动生电动势公式
I
v
l2
设回路方向： e—f—g—h—e
x e l1 h
effggh he
fghe0
ef hg (v B )d l(v B )d l
作匀速转动. 求线
圈中的感应电动势.

N
enO
'
B

iR
O
已知 S, N,, 求 .
解设 t 0 时,
en与
B同向
,
则
t
N
N NB co S ts
enO
'
B

dNBSsint
dt
ω
令 mNBS
则 msint
O
iR
msint
金属块
发接生高器频
抽真空金属电极
阻
尼摆N
S
涡电流加热金属电极
＊12-3 自感和互感
自感现象
L
R
通过线圈的电流变化
时，线圈自身会产生感应现象.
一自感电动势自感穿过闭合电流回路的磁通量
ΦLI
（1）自感 LΦI
若线圈有 N 匝，
IB
磁通匝数 N Φ自感 L I
一电磁感应现象磁铁相对线圈运动
通电线圈相对线圈运动
磁场中运动的导体所产生的感应现象
二电磁感应定律
电流通断时所产生的
当穿过闭合回路所围感应现象
面积的磁通量发生变化时，
回路中会产生感应电动势，

大学物理变化的电磁场讲义省公开课获奖课件市赛课比赛一等奖课件

SI中:K=1
m
i
d m dt
式中旳负号是楞次定律旳数学表达
-------------------------------------------------------------------------------
若线圈密绕了N匝(N匝线圈串联) ：则有
m mj —磁通链
j
i
d m1 dt
②若穿过闭合回路中旳磁通量增大，即磁通量旳变化率大于零，则电动势小于零，则电动势旳方向与回路绕行方向相反。
-------------------------------------------------------------------------------
感应电流--假如闭合回路为纯电阻R回路时，则
Q 1 R
m2 m1
dm dt
dt
1 R
(m1
m2)
测Q 能够得到m这就是磁通计旳原理 →测量磁感应强度（又称高斯计）
设回路有N 匝线圈，每匝线圈旳面积均为S
m Nm NSB
当线圈中磁场由0→B时，不考虑Q旳正负，则
Q 1 NSB B QR
R
NS
-------------------------------------------------------------------------------
思考:在无限长直载流导线旁有大小相同
旳四个矩形线圈，分别作如图所示旳运动。判断各回路中是否有感应电流.
I
v
v
v
(a) (b) (c) (d )
-------------------------------------------------------------------------------

大学物理课件第九章变化的电磁场(第一讲)

绕行方向
i
(c ) 0 , 减少
( d ) 0 , 减少
9
1）闭合回路由 N 匝密绕线圈组成
,

d dt
磁通匝数（磁链） N Φ
[psi:] [fai]
2）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为
I

R

1 dΦ R dt
t t 2 t1 时间内，流过回路某横截面的电荷
c
v
B
b
16
一般情况下：对于一段任意形状的导线在磁场中的平动或者一段直导线在磁场中的转动情况，用定义求解较好。
v B d l
而对于闭合线圈或一段曲导线在磁场中绕定轴转动的情况，用法拉第感应定律求解较好。

d dt d dt S B d S
5
一
电磁感应(electromagnetic induction)现象当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电流的现象，称为电磁感应现象。产生的电流称为感应电流，相应的电动势称为感应电动势。
6
二
电磁感应定律
1845年，德国物理学家纽曼在法拉第研究的基础上推导出感应电动势的表达式：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。
棒的一端转动，求铜棒两端的感应电动势. 解 d (v B ) dl + + + + + + + P + + + +d l+ + + vBdl

变化的磁场和变化的电场精品PPT课件

法拉第电磁感应定律不论任何原因, 当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时, 在回路中都会出现感应电动势, 而且感应电动势的大小总是与磁通量对时间的变化率成正比.
i
说明：
dΦm dt
1) N 匝线圈, 令
单位: 伏特(V)
Ψ m NΦm
磁通链数
i
dΨ m dt
8 January 2021
大学物理学
ANHUI UNIVERSITY
第十一章变化的磁场和变化的电场
11－1 电磁感应定律 11－2 动生电动势和感生电动势 11－3 自感和互感 11－4 磁场的能量 *11－5 电感和电容电路的暂态过程 11－6 位移电流 11－7 麦克斯韦方程
8 January 2021
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安徽大学出版社
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大学物理学
第十一章变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ 0
Φ 0 符号法则：
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S
i
2.
当回路中的磁感线方向与回路的绕行方向成右
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大学物理学
第十一章变化的磁场和变化的电场
一1、1电－磁1感电应磁现象感应定律
1831年法拉第首次发现, 载流线圈中电流发生变化时, 处在附近的闭合回路中有感应电流产生.
实验一当条形磁
铁插入或拔出线圈回路时，在线圈回路中会产生电流；而当磁铁与线圈保持相对静止时，回路中不存在电流.

大学物理Ⅱ11变化的磁场和变化的电场(自感互感)

解: 1.假想原线圈C1 中通有电流 i1 ，
则螺线管内均匀磁场的磁感强度和磁通
量分别为
B
0
N 1i1 l
,
m
BS
0
N 1i1 l
S
所有磁感线都通过副线圈C2，即通过副线圈的磁通量也是Φm，
故副线圈的磁链为
N 2 m
0
N1 N 2i1 l
S
按互感系数的定义式，对N2匝线圈来说，当穿过每匝回路的磁
通量相同时，应有M i1 =N2Φm ，由此得两线圈的互感系数为
L
Wm
1 2
LI 2
1 2
n
2V
(
B
n
)
2
1 2
B2
V
wmV
磁场能量密度
wm矢量12式B
H
磁场能量
wm
B2
2
1 2
H 2
1 2
BH
与电场能量密度
Wm V wmdV
Байду номын сангаас
we
1
D
E
V
B22
2
dV
比较
磁场能量
Wm
V wmdV
V
B2
2
dV
磁场所储存的总能量:
Wm
wmdV
V
V
H B dV 2
小时，小线圈中的感应电动势为多大?
解: (1)设大线圈中通有电流为I1，由题设可知，S2<<S1=πR2，
故可视I1在面积S2上各点激发的磁场相同，其值为
B
N1
O I1
2 R1
通过 S2 的磁链为互感系数为 M
21 N 2 21

大学物理下第13章变化的电磁场

非静电力
f

e(v
B)

定义 Ek为非静电场强 Ek

f e

v
B
由电动势定义

i Ek dl
运动导线ab产生的动生电动势为
i
Ek dl
a ( v B ) dl
b
vB
所指的方向即为动生电动势的正极。
i

k
d
dt
i

d
dt
感应电动势大小
感应电动势的方向楞次定律
i

d
dt
讨论：⑴ 对N 匝线圈
i

N
d
dt

d ( N
dt
)
Nm — 磁通链
⑵
感应电流
Ii

i
R

N R
d
dt
⑶ 在t1到t2 时间间隔内通过导线任一截
q

面的感应电量 (dq
t2
Iidt
F v合 evBi evBj vi vj 0
②能量转换
导体中的电能是外界的机械能转换而来的。
平动
分
均匀磁场
计算动
类
非均匀磁场
转动
生
电
动势
方
i

d m
dt
法
i
b (v B) dl
a
4、动生电动势的计算
例已均知匀:磁v场, B ,平动, L 求:
感应电流的效果反抗引起感应电流的原因
a

大学物理第12章变化的电磁场(1)

b

i
( B) dl
a
dl B
b
( B ) dl a
ab=l
l
a
b
( B ) l
结论：在匀强磁场中,弯曲导线平移时所产生的动生电动势等于从起点到终点的直导线所产生的动生电动势。
（4）匀强B,导线以平移,

B
a
ad
)

u
a
p1 p2 0
即: 洛仑兹力的总功为零。外力克服洛伦兹力的一个分力做
功通过另一分力转化为感应电流的能量，实现能量传递。
动生电动势计算步骤：
(1)首先规定一个沿导线的积分方向(即dl
的方向 )。

(2) i ( B) dl
导体 b

Bdl sin( ,B) cos( B ,dl ) a
楞次定律是能量守恒定律的必然结果。
fm 按楞次定律，要想维持回路
fm

中电流，必须有外力不断作功。这符合能量守恒定律。
若“阻碍”改为“助长” ，
则不需外力作功，导线便会自动运动下去，从而不断获得机械能与电能。这显然违背能量守恒定律。
感应电动势：对闭合导体回路, 感应电动势的方向（从负极指向正极）和感应电流的方向是相同的。
所以回路( bcd)中的电动势
ob
d o´
就是导线bcd中的电动势。
m=BScos ( t+o)
B 1 3 a a cost , n 2 n
22
60 30
i
dm
dt
1 120
3na 2 B sin( n t )