PPT《电磁感应》

电磁感应 本章内容 Contents chapter

10 电磁感应的基本定律 fundamental Law of electromagnetic induction 动生电动势与感生电动势 motional electromotive force and induced electromotive force self induction and multual induction 自感与互感 energy of magnetic field 磁场的能量

第一节 fundamental Law of electromagnetic induction 电磁感应现象 楞次定律 续3 法拉第电磁感应定律 叙述:闭合回路中感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化.

? 楞次定律 1834年楞次提出另一种判断感应电流的方法,再由感应电流来判断感应电动势的方向. 原因: 1引起磁通量变化的 相对运动2回路的形变 感应电流的效果:总是反抗引起感应电流的原因 感应电流产生的磁场力(安培力)将反抗外力 即外力反抗磁场力做功 产生感应电流 转化为电路中的焦耳热 符合能量守恒规律的 感应电流与感应电量 例1 思考 例2 例3 从现象到原因

第二节 motional electromotive force and induced electromotive force 动生电动势 洛仑兹力解释 例4 例5 例6 例7 感生电动势 §10.3 一般情况下,空间的电场可能既有静电场 Es,又有感生电场 Ei,根据叠加原理,总电场 E 沿某一闭合路径 L 的环流为 例8 例9 例10 利用感生电场(涡旋电场)来加速电子的一种设备. a 思考:可对比电子的回旋加速器 (1) 感生电场沿切向的加速作用 (2) 磁场沿径向的洛伦兹力的作用 ―― 维持电子作圆周运动所需的向心力 电子感应加速器的工作原理: 在磁场中安置一环形管真空管作为电子运行的轨道. 当磁场发生变化时,就会沿管道方向产生感应电场,射入的电子就会被加速. 设环形真空管的轴线半径为 R,求磁场作正弦变化时沿真空管轴线的感应电场? R 结论:轨道处的磁场等于它围绕面积内磁场平均值的一半 R 原理:磁场负责电子圆周运动;

磁场变化产生的感生电场负责加速电子. 圆形区域内磁场变化 Ei 时间限制:通过分析,只有在第一个1/4 周期内才能同时满足上述两个条件(洛仑兹力提供向内的向心力,感生电场加速电子). 例11

第三节 self induction and multual induction 自感 自感电动势 例12 例13 互感 互感电动势 例14 思考:若两个螺线管同轴但线圈横截面积不等,互感为多少? 再思考:若假设半径为 r1 的线圈中通有电流 I1 ? 例15 n r I1 书333页例10.5 管内: 由I1产生的通过圆环的磁通量: 互感: 例16

第四节 energy of magnetic field 磁场能量 左右乘以 再积分得: 由全电路欧姆定律 电源提供负载的焦耳热 克服自感电动势做功 电源所作的功 焦耳热 反抗自感电动势所作的功 K合在2,电源对线圈充磁;

K合在1,线圈对负载放磁. 计算自感系数的两种方法: 1. 定义法: 2. 能量法: 例17 本章主要讲解电磁感应现象的基本规律