理學(xué)電磁感應(yīng)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 理學(xué)電磁感應(yīng)理學(xué)電磁感應(yīng) 上一張下一張返回 第1頁/共60頁 上一張下一張返回 10-1 10-1 電磁感應(yīng)的基本定律電磁感應(yīng)的基本定律 一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 第2頁/共60頁 感應(yīng)電流，感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢 i 上一張下一張返回 第3頁/共60頁 + + + - - - I Fe Fk Fe: 電場力電場力 Fk: 不是電場力，不是電場力， 稱稱非靜電力非靜電力 以以電容器電容器放電為例：放電為例： 二、電動(dòng)勢二、電動(dòng)勢 可見可見:僅有靜電力的作用僅有靜電力的作用 是不能形成恒定電流的是不能形成恒定電流的. 要形成恒定電流，必要形成恒定電流，必 須須 有另一力

2、有另一力Fk 作用作用. 上一張下一張返回 第4頁/共60頁 1 1，不同電源，提供不同類型的非靜電力，不同電源，提供不同類型的非靜電力. . 如：如： （干）電池：（干）電池： 化學(xué)力；化學(xué)力； （水力）發(fā)電機(jī)：洛侖茲力；（水力）發(fā)電機(jī)：洛侖茲力； 溫差電偶：溫差電偶： 電子氣的壓強(qiáng)差電子氣的壓強(qiáng)差. . 電源電源 與與 電動(dòng)勢電動(dòng)勢 2 2，衡量，衡量非靜電力作功的本領(lǐng)，引入非靜電力作功的本領(lǐng)，引入電動(dòng)勢電動(dòng)勢 。 定義定義： 在電源內(nèi)部，非靜電力 在電源內(nèi)部，非靜電力Fk 把單位正把單位正 電荷從電荷從負(fù)極負(fù)極拉到拉到正極正極時(shí)，所作的功時(shí)，所作的功. . 上一張下一張返回 第5頁/共6

3、0頁 電動(dòng)勢電動(dòng)勢 :在電源內(nèi)部，非靜電力在電源內(nèi)部，非靜電力Fk 把單位正電把單位正電 荷從荷從負(fù)極負(fù)極拉到拉到正極正極時(shí)，所作的功。時(shí)，所作的功。 rdFA 力作功：力作功： rdFA kk rd q F q A kk rdE k 非靜電性非靜電性電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 上一張下一張返回 第6頁/共60頁 推廣推廣：有一段電路有一段電路 ab 上存在上存在非靜電力非靜電力Fk ，則這，則這 段電路就是一個(gè)段電路就是一個(gè)電源電源。 其電動(dòng)勢為：其電動(dòng)勢為： b a k ldE 若是電路若是電路閉合閉合，則，則 ldE k rdE k )(電源內(nèi) 上一張下一張返回 第7頁/共60頁 開路：就是開路：

4、就是Ek 的方向。 的方向。 若是若是 ，則表明，則表明 b 點(diǎn)的電勢高于點(diǎn)的電勢高于a 點(diǎn)，點(diǎn)， 即電路即電路 ab 可視為電源，可視為電源， b為正極，為正極，a 為負(fù)極。為負(fù)極。 b a k ldE 電動(dòng)勢電動(dòng)勢 ab k E ab 等效等效 上一張下一張返回 第8頁/共60頁 沿著沿著Ek 的方向，電動(dòng)勢逐漸的方向，電動(dòng)勢逐漸升高升高。積分。積分 ，則，則 表明表明 b 點(diǎn)的電勢高于點(diǎn)的電勢高于a 點(diǎn)點(diǎn). 2. 2. 電場中，兩點(diǎn)電場中，兩點(diǎn) ab 的的 電勢差（電勢差（電壓電壓）：）： 沿著電力線沿著電力線 E 的方向，電勢逐漸的方向，電勢逐漸降低降低。積分。積分, , 則表明則表明

5、 a 點(diǎn)的電勢高于點(diǎn)的電勢高于b 點(diǎn)。點(diǎn)。 非靜電性非靜電性電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度Ek 與電場強(qiáng)度與電場強(qiáng)度E b a k ldE 1. 1. 電路電路ab 的電動(dòng)勢的電動(dòng)勢 上一張下一張返回 第9頁/共60頁 三、法拉第電磁感應(yīng)定律三、法拉第電磁感應(yīng)定律 閉合回路中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢閉合回路中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 i , ,與回與回 路中路中的磁通量的磁通量 的變化率的變化率d / dt 有關(guān)：有關(guān)： 當(dāng)穿過閉合回路的磁通量當(dāng)穿過閉合回路的磁通量 發(fā)生變化時(shí)，發(fā)生變化時(shí)， 回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢。回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢。 dt d i 當(dāng)為當(dāng)為N 匝線圈時(shí)，匝線圈時(shí)， dt d

6、N i ) (S dSB其中通過回路的磁通量其中通過回路的磁通量 公式中的公式中的負(fù)負(fù)號確定了感應(yīng)電動(dòng)勢號確定了感應(yīng)電動(dòng)勢 i 的方向的方向. . 上一張下一張返回 第10頁/共60頁 2 2，右螺旋右螺旋確定面積元確定面積元 dS 的正方向的正方向. 3 3，計(jì)算，計(jì)算 ) ( S dSB 4 4，計(jì)算，計(jì)算 dt d 5 5，利用，利用 判斷判斷 i 的大小與方向的大小與方向. . dt d i dt d i 的應(yīng)用步驟：的應(yīng)用步驟： 上一張下一張返回 第11頁/共60頁 設(shè)繞行設(shè)繞行正正方向?yàn)榉较驗(yàn)槟婺鏁r(shí)針時(shí)針 面積元面積元dS 的正方向：向的正方向：向上上， 與磁場方向一致。與磁場方向

7、一致。 0 , 0 dt d 0 dt d i 即：即： i 的方向與規(guī)定的方向與規(guī)定相反相反 上一張下一張返回 第12頁/共60頁 設(shè)繞行設(shè)繞行正正方向?yàn)榉较驗(yàn)轫橅槙r(shí)針時(shí)針 面積元面積元dS 的正方向：向的正方向：向下下， 與磁場方向相反。與磁場方向相反。 0 dt d i 即：即： i 的方向與規(guī)定的方向與規(guī)定相同相同 0, 0, 為為順順時(shí)針方向時(shí)針方向. 上一張下一張返回 第18頁/共60頁 例例2，一無限長直導(dǎo)線通有交變電流，一無限長直導(dǎo)線通有交變電流 ， 它旁邊有一與它共面的矩形線圈它旁邊有一與它共面的矩形線圈ABCD，長為，長為l 的的 AB 和和CD 兩邊與直導(dǎo)線平行，它們到直

8、導(dǎo)線的距兩邊與直導(dǎo)線平行，它們到直導(dǎo)線的距 離分別為離分別為a 和和b。求矩形線圈所圍面積的磁通量及。求矩形線圈所圍面積的磁通量及 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。 tIi sin 0 i A BC D a b l 上一張下一張返回 第19頁/共60頁 x o o i A BC D a b l x dx 解：解：取順時(shí)針為正向取順時(shí)針為正向. dSBSdBd )( 0 )( 2 S ldx x i b a dx x il 2 0 a bil ln 2 0 a btIl ln 2 sin 00 dt d a btlI ln 2 cos 00 )( 2 0 ldx x i 上一張下一張返回

9、 第20頁/共60頁 )2( )1( )2( )1( dt R idtQ i 1 1，回路中的，回路中的感應(yīng)感應(yīng)電流電流 i ： 2，在一段時(shí)間，在一段時(shí)間 t1, t2 內(nèi)流過某截面的電量內(nèi)流過某截面的電量Q ： （感應(yīng)感應(yīng)電荷電荷） )2( )1( )( 1 dt dt d R )2( )1( R d R 21 R i i 上一張下一張返回 第21頁/共60頁 R Q 21 解：解： 開始時(shí)，磁通量開始時(shí)，磁通量 1= N B S = N B r 2 無窮遠(yuǎn)處，無窮遠(yuǎn)處， 2= 0 )(01.0 2 特 rN QR B 上一張下一張返回 第22頁/共60頁 10-2 10-2 動(dòng)生電動(dòng)勢與

10、感生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢與感生電動(dòng)勢 感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢 dt d i ) ( S dSB回路磁通量回路磁通量 產(chǎn)生產(chǎn)生 i 可有以下途徑：可有以下途徑： 1，改變，改變B 的大?。坏拇笮。?2，改變回路面積，改變回路面積 S 或相對于磁場的方向；或相對于磁場的方向； 3，既有，既有B 的變化，也有回路相對磁場的變化的變化，也有回路相對磁場的變化. 感生電動(dòng)勢感生電動(dòng)勢 動(dòng)生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢 上一張下一張返回 第23頁/共60頁 一、動(dòng)生電動(dòng)勢一、動(dòng)生電動(dòng)勢 動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢：回路或其一部分在磁場中有相對電動(dòng)勢：回路或其一部分在磁場中有相對 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。 感生

11、感生電動(dòng)勢：回路在磁場中沒有相對運(yùn)動(dòng)，僅由電動(dòng)勢：回路在磁場中沒有相對運(yùn)動(dòng)，僅由 磁場的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。磁場的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。 a b c d B lv 上一張下一張返回 第24頁/共60頁 a bc d B v I 例例1 ：已知：已知： 求求 i .,vlB BlxBS Blv dt dx Bl dt d i f 解：解：令回路正向?yàn)榱罨芈氛驗(yàn)?逆逆時(shí)針方向時(shí)針方向. l x i 0 ，表示感應(yīng)電流的方向?yàn)?，表示感?yīng)電流的方向?yàn)槟婺鏁r(shí)針向，時(shí)針向， b a ab 棒相當(dāng)于一個(gè)電源，其正極為棒相當(dāng)于一個(gè)電源，其正極為b 端端 . 非靜電力非靜電力就是電子受到的洛侖茲力：就是

12、電子受到的洛侖茲力： )(Bvef 上一張下一張返回 第25頁/共60頁 b a ki ldE 非靜電性非靜電性電場強(qiáng)度：電場強(qiáng)度： e f Ek 非靜電力非靜電力(洛侖茲力洛侖茲力)：)(Bvef BvEk b a i ldBv )( 在磁場中，切割磁力線的導(dǎo)體在磁場中，切割磁力線的導(dǎo)體ab ，其電動(dòng)勢為：，其電動(dòng)勢為： 上一張下一張返回 第26頁/共60頁 動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢電動(dòng)勢 b a i ldBv )( 電動(dòng)勢電動(dòng)勢升高升高的方向，為的方向，為 的方向的方向. . BvEk 此式適用于任意磁場，積分式中的此式適用于任意磁場，積分式中的 是所取是所取 線元線元 的運(yùn)動(dòng)速度，而的運(yùn)動(dòng)速度，而

13、 是線元是線元 所在處所在處 的磁場的磁場. . v l d l d B 上一張下一張返回 第27頁/共60頁 b 端電勢高端電勢高. Blv i B 端電勢高端電勢高 sinBlv i 例例2 2，均勻磁場，直導(dǎo)線，均勻磁場，直導(dǎo)線， 求求動(dòng)生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢. （1 1），三者），三者互相垂直互相垂直. . （2 2），）， ， 與與 有一夾角有一夾角 .Bl vl （3 3），）， 與與 決定平面平行決定平面平行. . B lv, 0 i 沒有切割磁力線沒有切割磁力線 上一張下一張返回 第28頁/共60頁 在在均勻均勻磁場磁場中，導(dǎo)線中，導(dǎo)線切割切割磁力線，產(chǎn)生電動(dòng)勢磁力線，產(chǎn)生電動(dòng)勢:

14、 : 2,2,將導(dǎo)線（直或彎）沿第二個(gè)軸投影，投影長為將導(dǎo)線（直或彎）沿第二個(gè)軸投影，投影長為L. . 3,3,將速度沿第三個(gè)軸投影，投影分量為將速度沿第三個(gè)軸投影，投影分量為v . . 以磁場以磁場 B 為一軸，建立一個(gè)有三個(gè)為一軸，建立一個(gè)有三個(gè)互相垂直互相垂直軸軸 的參照系。的參照系。 在該參照系中，盡可能使導(dǎo)線在一軸上，速在該參照系中，盡可能使導(dǎo)線在一軸上，速 度方向在一軸上。度方向在一軸上。 1,1, 則則動(dòng)生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢為：為：BLv i 方向：方向： 的方向的方向. . BvEk 第29頁/共60頁 例例3，如圖，兩段導(dǎo)體，如圖，兩段導(dǎo)體AB 和和BC 的長度均為的長度均為1

15、0 cm， 它們在它們在B處相接成處相接成30 角；磁場方向垂直于紙面向角；磁場方向垂直于紙面向 里，且里，且 B=0.025T. 若使該導(dǎo)體在均勻磁場中以速若使該導(dǎo)體在均勻磁場中以速 率率v=1.5 m/s 運(yùn)動(dòng)，方向與運(yùn)動(dòng)，方向與AB 段平行，試問段平行，試問AC 間的電勢差是多少？那一端的電勢高？間的電勢差是多少？那一端的電勢高？ B A B C v 30 解：解： )( )( )( C A i l dBv BvEk 由于由于 方向豎直向方向豎直向 上，如圖上，如圖. k E 故故C 端的電勢高端的電勢高. k E 的大小為的大小為vBEk 上一張下一張返回 第30頁/共60頁 x y

16、o B A B C v 30 V109 . 1 3 k E vBl 2 1 l k E 的大小為的大小為vBEk因?yàn)橐驗(yàn)?，方向豎直向，方向豎直向 上上. )( )( C A ki ldE )( )( C A vBdy 這這等效于等效于：將導(dǎo)線沿：將導(dǎo)線沿 的方向的方向投影投影 ，以該投影長度的導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生的電動(dòng)，以該投影長度的導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生的電動(dòng) 勢勢. k EBv 上一張下一張返回 第31頁/共60頁 v B A B C 30 若垂直磁場放置的導(dǎo)體若垂直磁場放置的導(dǎo)體ABC 如圖運(yùn)動(dòng)如圖運(yùn)動(dòng). k E 的大小為：的大小為： vBEk 則則 方向水平向方向水平向左左. k E 故故A

17、 端的電勢高端的電勢高. 其切割磁力線產(chǎn)生的電動(dòng)勢：其切割磁力線產(chǎn)生的電動(dòng)勢： k EBv 導(dǎo)線沿導(dǎo)線沿 的方向的方向投影投影長為長為l ) 2 3 1 ( lvB i ) 2 3 1( l l 上一張下一張返回 第32頁/共60頁 B a b 例例4：在均勻磁場：在均勻磁場 中，一根長為中，一根長為L 的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒 ab ， 在垂直于磁場的平面內(nèi)繞其一端作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角在垂直于磁場的平面內(nèi)繞其一端作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角 速度為速度為 . 試求這導(dǎo)體棒兩端的電勢差試求這導(dǎo)體棒兩端的電勢差 . B ab U l dl 解：解：(用動(dòng)生電動(dòng)勢）用動(dòng)生電動(dòng)勢） 取線元取線元dl, 位置位置l l+dl 其

18、速度為其速度為 v = l lBvBE k k E 的大小為：的大小為：則則 方向由方向由b 指向指向a ， 即即a 點(diǎn)的電勢高點(diǎn)的電勢高. 上一張下一張返回 第33頁/共60頁 b a i l dBv )( b a vBdl b a ldlB 2 2 1 LB iab U 2 2 1 LB 即即ab 棒相當(dāng)于一個(gè)電源，棒相當(dāng)于一個(gè)電源，a 為正極，電壓為：為正極，電壓為： 法二：法二：(用電磁感應(yīng)定律）用電磁感應(yīng)定律） b 構(gòu)造閉合回路構(gòu)造閉合回路 ab ba . B a b L 面積面積 2 2 1 LS 上一張下一張返回 第34頁/共60頁 b B a b L 回路中的磁通為：回路中的磁

19、通為：BSSdB 2 2 1 BL dt d i dt d BL 2 2 1 2 2 1 LB 而而 babbbai ba 00 2 2 1 LB ba 0，表明，表明a 點(diǎn)電勢高點(diǎn)電勢高. ba 上一張下一張返回 第35頁/共60頁 二、感生電動(dòng)勢二、感生電動(dòng)勢 定義定義：由于磁場變化而在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。：由于磁場變化而在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。 麥克斯韋麥克斯韋提出：提出： 變化的磁場在其周圍空間激發(fā)一種新的電場，變化的磁場在其周圍空間激發(fā)一種新的電場， 這種電場稱為這種電場稱為渦旋渦旋(有旋有旋)電場電場，或，或感生電場感生電場 。 V E 問題的提出：問題的提出： 導(dǎo)體在磁場中

20、運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢，其非靜電電動(dòng)勢，其非靜電 力是力是Lorentz 力，在變化的磁場中，產(chǎn)生力，在變化的磁場中，產(chǎn)生感生感生電動(dòng)電動(dòng) 勢的非靜電力是什么呢？勢的非靜電力是什么呢？ 上一張下一張返回 第36頁/共60頁 l dEV i dt d i 注意：注意：感生感生電動(dòng)勢實(shí)際上是感應(yīng)電動(dòng)勢的一種，電動(dòng)勢實(shí)際上是感應(yīng)電動(dòng)勢的一種， 其當(dāng)然也滿足其當(dāng)然也滿足法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律. 正是這個(gè)正是這個(gè)有旋電場有旋電場 ，提供了，提供了產(chǎn)生產(chǎn)生感生感生 電動(dòng)勢的電動(dòng)勢的非非靜電性電場強(qiáng)度靜電性電場強(qiáng)度 . . k E V E 回路中的感生電動(dòng)勢為：回路中的

21、感生電動(dòng)勢為： 上一張下一張返回 第37頁/共60頁 庫侖場：由電荷激發(fā)，電力線不閉合，場強(qiáng)環(huán)流為庫侖場：由電荷激發(fā)，電力線不閉合，場強(qiáng)環(huán)流為 零，是有勢場。零，是有勢場。 有旋電場：由變化的磁場激發(fā)，電力線閉合，場強(qiáng)有旋電場：由變化的磁場激發(fā)，電力線閉合，場強(qiáng) 環(huán)流不為零，非勢場。環(huán)流不為零，非勢場。 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：二者對電荷都有作用力。二者對電荷都有作用力。 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)： 庫侖場庫侖場 （靜電場靜電場）與）與有旋電場有旋電場 的關(guān)系：的關(guān)系： E V E 上一張下一張返回 第38頁/共60頁 交流電源交流電源 1，渦電流，渦電流. 渦旋電場的應(yīng)用：渦旋電場的應(yīng)用： 上一張下一張返回

22、第39頁/共60頁 高頻感應(yīng)爐高頻感應(yīng)爐電磁阻尼電磁阻尼 2，阻尼擺，阻尼擺. 上一張下一張返回 第40頁/共60頁 b a i ldBv )( 感應(yīng)感應(yīng) 電動(dòng)勢電動(dòng)勢 動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢電動(dòng)勢 感生感生電動(dòng)勢電動(dòng)勢 總結(jié)總結(jié)1： b a Vi ldE dt d i 注意：對于開路導(dǎo)線，要利用注意：對于開路導(dǎo)線，要利用 法拉第電磁感應(yīng)定律，法拉第電磁感應(yīng)定律， 必須構(gòu)造閉合回路必須構(gòu)造閉合回路. 上一張下一張返回 第41頁/共60頁 常見的常見的簡單簡單切割磁力線的問題：切割磁力線的問題： Blv i sinBlv i 0 i 2 2 1 LB i 電動(dòng)勢電動(dòng)勢升高升高的方向，的方向， 為為 的方

23、向的方向. . BvEk 上一張下一張返回 第42頁/共60頁 例例1.1.如圖示，長直導(dǎo)線通以如圖示，長直導(dǎo)線通以 的交變電流，求共面的矩形線圈中的感生電動(dòng)勢的交變電流，求共面的矩形線圈中的感生電動(dòng)勢. . )sin( 00 tII 解：解：該該感生感生電動(dòng)勢的求解電動(dòng)勢的求解 可用可用法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律. 通電通電I，穿過回路的磁通為：，穿過回路的磁通為： （順順時(shí)針為回路正向）時(shí)針為回路正向） ba a hdx x I SdB)( 2 0 a baIh ln 2 0 )sin(ln 2 0 00 t a bahI 上一張下一張返回 第43頁/共60頁 dt d i )s

24、in(ln 2 0 00 t a bahI )cos(ln 2 0 00 t a bahI 矩形線圈中的感生電動(dòng)勢為：矩形線圈中的感生電動(dòng)勢為： 上一張下一張返回 第44頁/共60頁 例例2、交流發(fā)電機(jī)的基本原理、交流發(fā)電機(jī)的基本原理. NS I NS n v v 上一張下一張返回 第45頁/共60頁 解解: tBSBSSBcoscos NS n v v tBS dt d i sin t mi sin BS m 令令 若該線圈有若該線圈有N 匝，則匝，則NBS m 上一張下一張返回 第46頁/共60頁 10-3 10-3 自感和互感自感和互感 法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律： 不論用什

25、么方法，只要使穿過閉合回路的磁通量不論用什么方法，只要使穿過閉合回路的磁通量 發(fā)生變化，就可在該回路中產(chǎn)生發(fā)生變化，就可在該回路中產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 （1 1） 1 I （2 2） 2 I 回路回路(1)(1)中的磁場中的磁場 B 由電流由電流 I1 1、I2 2 共同產(chǎn)生， 共同產(chǎn)生， 因此通過其的磁通量因此通過其的磁通量 1 也由兩部分組成也由兩部分組成. . 上一張下一張返回 第47頁/共60頁 12111 dt d 1 1 dt d dt d 1211 前一項(xiàng)是由前一項(xiàng)是由自身自身回路中的電流變化，在回路中的電流變化，在自身自身回回 路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為路中產(chǎn)生的感應(yīng)

26、電動(dòng)勢，稱為自自感電動(dòng)勢感電動(dòng)勢. 而后一項(xiàng)是由而后一項(xiàng)是由某一某一回路中的電流變化，在回路中的電流變化，在其它其它 回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為互互感電動(dòng)勢感電動(dòng)勢. （1 1） 1 I （2 2） 2 I 上一張下一張返回 第48頁/共60頁 一、自感一、自感 當(dāng)一個(gè)線圈中的電流當(dāng)一個(gè)線圈中的電流 I 發(fā)生變化時(shí)，它所發(fā)生變化時(shí)，它所 激發(fā)的磁場激發(fā)的磁場B 穿過該線圈自身的磁通量穿過該線圈自身的磁通量 也也 隨之發(fā)生變化，從而在這個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電隨之發(fā)生變化，從而在這個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電 動(dòng)勢動(dòng)勢 L ，這種現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。這種電動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。這

27、種電動(dòng) 勢稱為自感電動(dòng)勢。勢稱為自感電動(dòng)勢。 IB IL 比例系數(shù)比例系數(shù) L ，稱為該回路的自感系數(shù)，簡稱，稱為該回路的自感系數(shù)，簡稱自感自感. 定義：定義： 上一張下一張返回 第49頁/共60頁 LI（定義）（定義） dt dI L dt d L （定義）（定義） 決定于回路的幾何形狀決定于回路的幾何形狀、大小、匝數(shù)、大小、匝數(shù)、 和線圈所處的和線圈所處的介質(zhì)分布介質(zhì)分布及及性質(zhì)性質(zhì)（磁導(dǎo)率）。（磁導(dǎo)率）。 L 自感自感 L ： 單位：亨利（單位：亨利（H）. 上一張下一張返回 第50頁/共60頁 定義：當(dāng)一個(gè)線圈中的電流定義：當(dāng)一個(gè)線圈中的電流 I1 發(fā)生變化時(shí)，將在發(fā)生變化時(shí)，將在 它

28、周圍空間產(chǎn)生變化的磁場它周圍空間產(chǎn)生變化的磁場 B1 ，從而在它附近的，從而在它附近的 另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 M ，這種現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為 互感現(xiàn)象。這種電動(dòng)勢稱為互感電動(dòng)勢?；ジ鞋F(xiàn)象。這種電動(dòng)勢稱為互感電動(dòng)勢。 1 I 二、互感二、互感 1121 IB 121 MI （1 1）（2 2） 比例系數(shù)比例系數(shù) M ，稱為，稱為互感互感. 上一張下一張返回 第51頁/共60頁 只和兩個(gè)回路的形狀，相對位置及周圍只和兩個(gè)回路的形狀，相對位置及周圍 磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān). M （定義）（定義）MI （定義）（定義） dt dI M dt d M 自感自感 M ： 單位：亨利（單位：亨利（H）. 上一張下一張返回 第52頁/共60頁 三、求三、求 步驟：步驟： )(LM 假定回路中通有電流假定回路中通有電流 , 求出求出 的分布；的分布； IB 求出回路中的總磁通求出回路中的總磁通 ；利用下式求；利用下式求 L(M). I L I M 或或 上一張下一張返回 第53頁/共60頁 例例1，求真空中長直螺線管的自感系數(shù)，求真空中長直螺線管的自感系數(shù) L 。 （P 465） （設(shè)螺線管的長為（設(shè)螺線管的長為l , 半徑為半徑為R, 總匝數(shù)為總匝數(shù)為N） 解：解： 令回路中通電令回路中通電 I ，則螺線管內(nèi)部的磁場為：