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1、,第十章,电磁感应,.1 法拉第电磁感应定律,一.电磁感应定律,1.现象,B,v,i,切割磁力线运动，产生感应电流。,导体环,磁场变化，产生感应电流。,2.定律,法拉第指出：不论什么原因使通过回路的磁通量发生变化，回路中均有感应电动势产生，其大小与通过此回路磁通的变化律成正比。,单匝线圈,多匝线圈，相同, 方向：,规定方向：,与B成右手螺旋。,d0 0,d 0 0,与愣次定律比较。,2 动生电动势,动生电动势,=E非dl,非静电力是什么？,上例为多少？,Blv,线圈的动生电动势,n, = B S cos,若线圈为匀速转动：，且 t = 0 = 0,则：,感应电动势的极大值 0,若引出两根导线，
2、见图：,则是发电机的转子。,i,电压、电流曲线。相位差？,3. 感生电动势,B变化,电动势,非静电力？,分析F非：麦克斯韦提出：,E涡,涡旋电场：,对处在其中的电荷有力作用，电力线闭合，非保守场。,例.如图，求。,dl,取单位正电荷，位移dl,则有：,例.如图，求线圈的。,解：在线圈上取面元ds，如图：,dr,ds,则：dS = bdr d = B dS =Bbdr,二.涡电流,块状金属处在交变磁场中或在磁场中运动时，在其体内会有感应电流产生，这种电流在金属体内自成回路，称为涡电流，其强度一般很大。,高频感应冶金炉：利用涡电流的焦耳热进行冶炼。,变压器的铁芯为何做成片状？,3. 自感与互感,一
3、.自感现象 回路电流变化而在回路自身激起感应电动势的现象。,设回路电流为 I，则有：B I I, = L I,L自感系数，取决于回路形状、周围介质。,若回路、介质不变：,“”的意义 ? L 电磁惯性的量度,例 计算长直螺线管的 L。设管长为l,半径为R，总匝数为N, 充满的磁介质。,B = n I,N= N B S = N n I S = L I,单位？,（H、mH）,二.互感,1.现象,2.互感电动势 （设回路形状、位置、介质不变。）,21= M21I1,线圈1在线圈2的磁通,线圈2在线圈1的磁通,12= M12I2,M12与M21仅与回路形状、位置、介质有关。,且：M12 = M21,21
4、,12,6 磁场能量,电磁转换：,两边乘以 I dt，再积分,设 t = 0 时，I = 0 ; t = t0 时 ，I = I0,I,则有：,线圈储存的磁能,闭合开关,2.磁能密度,以螺线管为例：,2.磁场能量,对任意磁场,电磁场与电磁波,1 位移电流与磁场的环路定理,一.位移电流,如图，电容器充电：传导电流在极板处中断，但磁场仍存在。,I,B,电容器内的B由何产生？,分析：电容器极板上， i = dq/dt = s d/dt,而 E = /0 则： d= 0dE,实质是电通量的变化率。,由此可见： B变化E E变化B,二.安培环路定理,电位移通量的变化率，称为位移电流，磁效应与传导电流等效。,2 麦克斯韦方程组,描述电磁场规律的方程组。预言了电磁波的存在。1886年由赫兹实验证实。,电磁波：变化的电磁场在空间传播。 1.产生： 电磁振荡 见图：,电磁能量相互转换，电路中产生周期性电流，电容器极板内产生交变电磁场。,3 电磁波,2.发射 将C打开，即可发射。 见图：,C、L小，则发射的电磁波频率较高。,C：减小面积 L：减小匝数,3.性质：波源与波的频率相同。 横波，EB，且传播方向。 波速：真空：光速。 4.电磁波谱 见教材P370图1212,
