渦旋電場(chǎng)和位移電流的磁場(chǎng)

1、1渦旋電場(chǎng)和位移電流的磁場(chǎng)本章教學(xué)基本要求：1、掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及感生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)。2了解自感系數(shù)和互感系數(shù)。3 3、了解渦旋電場(chǎng)和位移電流的概念。 1 1電磁感應(yīng)現(xiàn)象和渦旋電場(chǎng)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象（一）、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中有感生電流產(chǎn)生。（二）、楞次定律：感應(yīng)電流的方向，總是企圖使感生電流本身所產(chǎn)生的通過回路的磁通量, 去補(bǔ)償或者反抗引起感生電流的磁通量的改變。法拉第電磁感應(yīng)定律通過回路任一截面的電量，與移動(dòng)（變化）快慢無關(guān)N N 匝線圈串聯(lián)NdO _ d（N）_史dtdtdt1 1 定律：通過回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中所產(chǎn)生

2、的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量對(duì)時(shí)間變化率的負(fù)值成正比。片*7*7討,片* 芽?醫(yī)反向笄?dBdB亠 0,0,與 L L 同向C.C.d會(huì)dt氣0,和繞行方向同B寫00dtdtE Ei i c0c0對(duì)于電子，VXB = O,li不是洛侖茲力引起MaxwellMaxwell 假設(shè)dB1i是由非靜電場(chǎng)引起的，即HO- dt空間無導(dǎo)線，渦旋電場(chǎng)亦存在！渦旋電場(chǎng)。dBodBodtdt1 1.2 2.說明:（四）旋電場(chǎng)和變化磁場(chǎng)的關(guān)系方向與dB0的方向成左旋關(guān)系dt量值關(guān)系：積分遍及 S S 范圍內(nèi)有B變化的那部分面積渦旋電場(chǎng)的性質(zhì)6半徑為R的無限長(zhǎng)直螺線管，單位長(zhǎng)度上繞以n匝線圈,dB入的電流均勻增加（ =0）

3、時(shí)，求：dt管內(nèi)外任一點(diǎn)的渦旋電場(chǎng)強(qiáng)度；r dB , c、-（r c R ）E 2 dtER2dB /、2r dtdB如圖，已知-NRDOA.OB，梯形 ABCDABCD 的2 2自感和互感自感自感電動(dòng)勢(shì)：名L3 3.設(shè) B B 在半圓內(nèi)變化,已知R R,罟 9 9 求 g gi i= = ?1 1.2 2.1 1.自感現(xiàn)象:2 2.自感系數(shù)的定義=LI工B,B疋I =工IL = L =L（巴S）自感系數(shù)單位:享利(H )=1Wb/A, ,(mH,4H )3 3.自感電動(dòng)勢(shì)7說明:電磁慣性：I T亂與I反向I亂與I同向的物理意義:回路“電磁慣性”大小的量度匝線圈串聯(lián):4 4.解:=-NdtJd

4、td d（N）dtd(LI )，應(yīng)用舉例：求自感系數(shù)已知理想螺繞環(huán)的 N N R R、由此可見:L L 由線圈自身因素決定;dtS S,求 L L特殊（規(guī)則）情況好算，一般情況由實(shí)驗(yàn)測(cè)定;L =卩0門 亦適用于長(zhǎng)直均勻密繞螺線管。互感1 1.互感現(xiàn)象：回路1 1 的 I I 變7周圍B變7附近回路 2 2 中產(chǎn)生角約定:21：I2處由Il產(chǎn)生的12:I1處由12產(chǎn)生的21:Il變7 21變721de呂L =-dt他上+IdLdt dtdtEL.號(hào)，是楞次定律的數(shù)學(xué)表示，即丸將反抗 I I 的改變:2 282 2.12:I2變T T 12變712互感系數(shù) M M實(shí)驗(yàn)表明:M M 的單位與M21L

5、 L 同:互感電動(dòng)勢(shì)-d 21= M1MM21Q21 = M2111 12 = M12I 2M12敘1_ _dt化一M12d(M21|1L-Mdtdl2dt多匝回路的互感系數(shù)回路 1 1:N1,l1；回路2 2：N2, I2,dli21 -dt2學(xué)dtd(N221)dlidtM21dtdgli)dt引2 =-N1竺dtd(Ni12)dtd(Mi2l2)dt5 5.應(yīng)用舉例:如圖，求2 =?MI2M21 N2 21 =M2111N1 12=M12l2MM122111N1 12l ll l=M21（12不好算）l2卩ol2|na+l1求互感系數(shù)的方法:I Il lI I2 21 12 29設(shè)Il

6、TBi T 21 TM21設(shè)I 2 、B2 、12 M123 3位移電流及其磁場(chǎng)問題的提出對(duì)S2 ：qB dl = AoI傳2.2.如圖，合上 K,K,對(duì) C C 充電:對(duì)Si：qB d =4oI傳對(duì)S2JB dl =03.3. MaxwellMaxwell 的看法：只要有電動(dòng)力作用在導(dǎo)體上，它就產(chǎn)生一個(gè)電流,上的電動(dòng)力，使它的組成部分產(chǎn)生一種極化狀態(tài)，有如鐵的顆粒在磁力影響下的極性分布一樣。在一個(gè)受到感應(yīng)的電介質(zhì)中，我們可以想象，每個(gè)分子中的電發(fā)生移動(dòng)，使得一端為正，另一端為負(fù)，但是依然和分子束縛在一起，并沒有從一個(gè)分子到另一個(gè)分子上去。這種作用對(duì)整個(gè)電介質(zhì)的影響是在一定方向上引起的總的位移

7、。當(dāng)電位移不斷變化時(shí)，就會(huì)形成一種電流，其沿正方向還是負(fù)方向，由電位移的增大或減小而定?！边@就是麥克斯韋定義的位移電流的概念。Maxwell對(duì)電容器充放電的分析1 1.導(dǎo)線中:=1傳=竺S dtdq d(Sb) /CT=SdtI I傳：q q1.1.如圖，合上 K,K,對(duì)Si：qB d =4oI傳作用在電介質(zhì)102 2.電容器內(nèi):11d D dcT-=S- = I傳變化的電場(chǎng)： dtdtI dDdcTrdt由此可見：位移電流就是變化的電場(chǎng)!位移電流的定義全電流1=1傳+|d=R)本章小結(jié)1 1、法拉第電磁感應(yīng)定律若為 N N 匝相同的線圈2 2、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)3 3、感生電動(dòng)勢(shì)4 4 自感電動(dòng)勢(shì)自感系數(shù)dtdtT T名=J(V X B) d丨亦一戸I dl=-L一dtN*L =-I（L L 不變）145 5 互感電動(dòng)勢(shì) 當(dāng)兩線圈Li與L2為理想耦合，則互感系數(shù) M=M=JL1L2忖=卩