磁场变化感生电动势电动势 +.PPT

发电机：如图所示，平面线圈面积为S ，共N匝，线圈电阻为R，在匀强磁场中绕轴以匀速转动。轴与垂直。t=0时，线圈平面法线与同向。设t时刻，与夹角为，此时线圈磁通量为： 【物理与生活 】 电吉它 应用 应用 2、电磁阻尼(电表制动器)、电磁驱动(异步感应电动机)等器件。 应用 3、变压器（避害）。片状铁芯、粉末铁芯 【物理与工程技术】 感应圈：发动机电磁感应式点火器 【物理与工程技术】 互感器：又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称 变压器: 电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压 【物理与生活】 扼流圈；镇流器 【物理与生活】 电磁感应 例 有两个同轴圆筒形导体 , 其半径分别为 和 , 通过它们的电流均为 ,但电流的流向相反.设在两圆筒间充满磁导率为 的非磁介质 , 求其自感 . 解 两圆筒之间 如图在两圆筒间取一长为 的面 , 并将其分成许多小面元. 则 §3 互感和自感 电磁感应 即 由自感定义可求出 单位长度的自感为 §3 互感和自感 灭弧装置 电磁感应 一、载流自感线圈所储存的能量 1、载流自感线圈储存能量的实验验证 载流自感线圈确实储存了能量。 2、储能公式 §4 磁场的能量和能量密度 电磁感应 1、磁场能量的概念：磁场具有能量。这是磁场物质性的体现。 2、磁场能量密度： 设自感线圈为长直螺线管，则有： 二、磁场能量 §4 磁场的能量和能量密度 §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 电磁学的精髓与成就是--------？ 经典力学的精髓 -----牛顿运动定律和万有引力定律 【物理学史】 1864年，麦克斯韦总结了从库仑到安培、法拉弟以来电磁学的全部成就，并发展了法拉弟的场的思想，提出了有旋电场和位移电流的概念，归纳出电磁场的基本方程，预言了电磁波的存在，并指出电磁波在真空中的传播速度为光速。20多年以后，赫兹证实了他的预言。麦克斯韦方程组是人类历史上的一个辉煌成果！为经典电动力学奠定基础，为无线电技术和现代通信和信息技术的发展奠定了基础。 一、位移电流 1、问题分析 恒定电流产生的磁场 讨论： 非恒定电流产生的磁场 磁场强度的环流与如何选取以闭合回路为边界的曲面有关。 I. 传导电流连续分布的导线（取一导线穿过的闭合曲面） §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 一、位移电流 II、电路中存在电容器的情况（非恒定电流） 怎么找出新的规律？？ 电流连续原理： 高斯定理： ++++ ---- I §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 一、位移电流 永远连续量 +++++ ----- I I A B §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 2、麦克斯韦位移电流假说 变化的电场可以等效成一种电流，叫做位移电流。位移电流密度等于电位移矢量对时间的变化率。即： 位移电流强度为： 3、全电流 单位是否和电流的单位一致？ §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 4、全电流的连续性 5、全电流的安培环路定律 麦克斯韦认为：磁场中沿任意闭合回路磁场强度的环流应等于此闭合回路所围住的全电流。这就是全电流的安培环路定律。即： 6、位移电流的本质： 变化的电场要产生磁场！ §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 a. 产生的原因不同： 传导电流（电荷在导体内的定向移动） 位移电流（变化的电场激发的） 7. 比较位移电流和传导电流的异同 相同之处：都能产生磁场！ b. 产生焦耳热不同： 传导电流（流过导体的时候会产生焦耳热） 位移电流（通过空间和电介质时都不会产生焦耳热） 思考题：位移电流密度的方向是否与电位移D的方向平行？？ §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 1、积分形式 二、麦克斯韦方程组 通量 §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 环流 通量 重新整合写成电场和磁场各两个方程 §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 积分形式 说明： 1. 说明由电荷激发的静电场是有源场，变化磁场激发的是无源场。 2. 说明由电荷激发的静电场是无旋的，变化磁场激发的是有旋的。 3. 说明不管是哪种磁场都是无源场。 4. 说明传导电流和变化电场都能激发磁场，而且都是涡旋场。 §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 2、微分形式 1）数学上的定理 Gauss定理 Stokes定理 直角坐标系中 §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 2） 微分形式 积分形式 微分形式 §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 统一的宏观电磁场理论 在确定的边界条件下联合解上述方程，原则上可解决电磁场的一切问题。 一个洛仑兹力 三个介质方程 （ ） 麦克斯韦方程组的四个方程 §5麦克斯韦电磁理论和电磁波 麦克斯韦的贡献： 完善了宏观的电磁场理论 四个微分方程 ） 《论法拉第的力线