《大学物理 上 普通高等教育十一五 规划教材 教学课件 PPT 作者 通识教育规划教材编写组 第10章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理 上 普通高等教育十一五 规划教材 教学课件 PPT 作者 通识教育规划教材编写组 第10章（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第10章 电磁感应与电磁场,【学习目标】 熟练掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律，并能熟练应用其来计算感应电动势，并判明该电动势的方向。 理解动生电动势和感生电动势的本质，了解有旋电场的概念。 理解自感和互感的现象，能计算简单几何形状导体的自感和互感。 了解磁场能量和磁能密度的概念，会计算均匀磁场和对称磁场的能量。 了解位移电流和麦克斯韦电场的基本概念，及麦克斯韦方程组积分形式的物理意义。,10.1 电磁感应定律 10.2 动生电动势 10.3 感生电动势 10.4 自感与互感 10.5 磁场的能量 10.6 位移电流 麦克斯韦电磁场理论,10.1 电磁感应定律,本节介绍电磁感应定律和楞次定律。
2、 10.1.1 电磁感应现象 10.1.2 法拉第电磁感应定律 10.1.3 楞次定律,10.1.1 电磁感应现象,当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象，这种电流称为感应电流。,当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生电流，说明在回路中产生了电动势，这种电动势称为感应电动势。,10.1.2 法拉第电磁感应定律,当穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中就有感应电动势产生，并且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值,回路是由N匝密绕线圈组成,磁链,感应电流,感应电量,感应电流与回路中
3、磁通量随时间的变化率有关，但是回路中的感应电量只与磁通量的变化量有关，而与磁通量随时间的变化率无关。,10.1.3 楞次定律,闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （1）回路绕行方向与回路正法线方向遵守右手螺旋 法则； （2）回路中感应电动势的方向与回路绕行方向一致 时，感应电动势取正值；相反时取负值。,10.2 动生电动势,某时刻,在磁场中运动的导体棒ab上产生的动生电动势,10.3 感生电动势,本节介绍感生电场的相关知识。 10.3.1 感生电场 感生电动势 10.3.2 *电子感应加速器 10.3.3 *涡电流,10.3.1 感生电场 感
4、生电动势,变化的磁场在其周围空间要激发一种电场，这种电场称为感生电场或涡旋电场，它就是产生感应电动势的“非静电场”。,导体回路不动，仅考虑磁场随时间变化,10.3.2 *电子感应加速器,10.3.3 *涡电流,当大块导体在磁场中运动或者放在变化的磁场中时，由于感应电场力的作用，导体中就会有感应电流产生，这种在大块导体内产生的感应电流称为涡电流，简称涡流。由于导体的电阻率很小，涡电流可以很大，就会产生大量的热量。,10.4 自感与互感,本节介绍自感和互感电动势。 10.4.1 自感系数 自感电动势 10.4.2 互感系数 互感电动势,10.4.1 自感系数 自感电动势,当一个导体回路中的电流发生
5、变化时，此电流所产生的通过回路本身所围面积的磁通量也发生变化，从而此回路中会产生感应电动势，这种由于回路中的电流发生变化，而在自身回路中引起感应电动势的现象称为自感现象，产生的电动势称为自感电动势。,称为回路的自感系数，简称自感，它取决于回路的几何形状、大小、线圈的匝数以及周围磁介质的磁导率。,10.4.2 互感系数 互感电动势,当一个线圈中的电流发生变化时，将在其周围空间产生变化的磁场，从而使在它附近的另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感现象，这种电动势称为互感电动势。,当电流I1发生变化时，在回路2中产生的互感电动势为,当电流I2发生变化时，在回路1中产生的互感电动势为,M21：互
6、感系数,10.5 磁场的能量,电源电动势所做的功,回路中负载放出的焦耳热,电源反抗自感电动势所做的功,磁场能量,磁场能量密度,10.6 位移电流 麦克斯韦电磁场理论,本节介绍位移电流以及麦克斯韦方程组。 10.6.1 位移电流 全电流定律 10.6.2 麦克斯韦方程组的积分形式 电磁场,10.6.1 位移电流 全电流定律,而对于曲面S2来说，则没有传导电流穿过该面，因此有,在非稳恒电流的磁场中，安培环路定理不再适用，必须要找新的规律来代替,极板间存在随时间变化的电场,通过电场中某一点的位移电流密度 ，等于该点的电位移矢量对时间的变化率，通过电场中某一曲面的位移电流Id等于通过该曲面的电位移通量 对时间的变化率,全电流,全电流是保持连续的,安培环路定理可修正为,全电流定理,10.6.2 麦克斯韦方程组的积分形式 电磁场,引入涡旋电场和位移电流概念后 麦克斯韦方程组的积分形式。,
