大學(xué)物理變化的電磁場總復(fù)習(xí),內(nèi)容深入超贊

1、11章1考慮電流的產(chǎn)生：考慮電流的產(chǎn)生：iABE僅有僅有靜電力靜電力，不能形成，不能形成持續(xù)的電流持續(xù)的電流還需還需非靜電力非靜電力.1.電源的電源的工作原理工作原理10-2-2 電源的電動(dòng)勢電源的電動(dòng)勢提供提供非靜電力非靜電力的裝置稱的裝置稱為為電源電源. R+-L-AB電源電源內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路 +ES電源的電源的工作過程工作過程11章2電源電源 內(nèi)內(nèi)方向方向AB+-+FF電荷電荷受受靜電力靜電力Fe和和非靜電力非靜電力Fi的共同作用。的共同作用。+QA QBFeFi開始開始：正電荷在：正電荷在Fi作用下向作用下向A運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，靜電力上升。靜電力上升。最終：最終： Fi =Fe， 維

2、持一定維持一定 的的UAB=U （開路電壓）（開路電壓）內(nèi)電路內(nèi)電路：接外電路接外電路：外部：外部：電荷向電荷向B運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),靜電力下降。靜電力下降。內(nèi)部：內(nèi)部：Fi Fe，電荷向，電荷向A 運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)?？梢娍梢姡弘娫磧?nèi)：電源內(nèi)：非靜電力非靜電力作用作用 B A 低低 高高電源外：電源外：靜電力靜電力作用：作用： A B11章3 電源內(nèi)電源內(nèi)把把單位正電荷單位正電荷從從負(fù)極負(fù)極移向移向正極正極過程中，過程中，非靜電力非靜電力所做的功所做的功. .qAii 設(shè)設(shè)非靜電力非靜電力場強(qiáng)場強(qiáng) LiildEqA )()(高高低低l dEqAiii 若若整個(gè)回路整個(gè)回路都有非靜電場：都有非靜電場： Liil

3、 dE 電動(dòng)勢的電動(dòng)勢的方向方向： 規(guī)定：規(guī)定：正正2.電動(dòng)勢電動(dòng)勢:iEiEqF :非非靜靜電電力力單位單位：伏：伏V11章4第十一章第十一章 變化的電磁場變化的電磁場 1 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)2自感與互感自感與互感 3 Maxwells 方程組方程組本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢、自感、互感自感、互感 的計(jì)算的計(jì)算本章難點(diǎn)本章難點(diǎn)：渦旋電場渦旋電場,位移電流位移電流,場概念場概念的理解的理解11章5 1 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)三三 感生電動(dòng)勢感生電動(dòng)勢 渦旋電場渦旋電場 一一 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 二二 動(dòng)生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢11章61.電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象NS閉合回路中閉

4、合回路中感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的方向，總是抵抗，總是抵抗產(chǎn)生它的產(chǎn)生它的原因。原因。2.楞次定律（楞次定律（1833）一、一、電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律 1 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)11章7或：閉合回路中或：閉合回路中感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的方向，總是使，總是使它產(chǎn)生它產(chǎn)生 的磁場的磁場去阻礙引起感應(yīng)電流的去阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。磁通量的變化。NS楞次定律楞次定律是是能量守恒能量守恒在在電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)中的體現(xiàn). .GNS外力做功外力做功轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為感應(yīng)感應(yīng)電流的能量電流的能量11章8磁鐵磁鐵( (或載流線圈或載流線圈) )與不含電與不含電源的閉合線圈間有源的閉合線圈間有相對運(yùn)動(dòng)相對運(yùn)

5、動(dòng)線圈之間線圈之間無相對運(yùn)動(dòng)無相對運(yùn)動(dòng), ,但但初級(jí)載流線圈中電流即初級(jí)載流線圈中電流即產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化. .tdd 回路中回路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，正比正比于穿過回路面積的于穿過回路面積的磁通量的時(shí)間磁通量的時(shí)間變化率。變化率。3.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律11章9對定律中物理量的對定律中物理量的說明說明：0dd t 0dd t 與回路繞行方與回路繞行方向相反向相反 與回路繞行方與回路繞行方向相同向相同L 任意任意指定指定回路的回路的繞行繞行方向，方向，規(guī)定規(guī)定(1)電動(dòng)勢電動(dòng)勢方向與方向與繞行方向繞行方向一致時(shí)為一致時(shí)為正正(2)當(dāng)當(dāng)磁場線磁場

6、線方向與方向與繞行繞行方向成方向成右螺右螺時(shí)時(shí)磁通量磁通量為正為正( (這套方法嚴(yán)謹(jǐn)?shù)爆?，解題時(shí)不推薦用這套方法嚴(yán)謹(jǐn)?shù)爆崳忸}時(shí)不推薦用) )推薦推薦：先計(jì)算大小，再由楞次定律判斷方向：先計(jì)算大小，再由楞次定律判斷方向11章10v I IlcdabB例例1.計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢。計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢。(1)在恒定勻強(qiáng)磁場在恒定勻強(qiáng)磁場 中，導(dǎo)線以速度中，導(dǎo)線以速度v向右移動(dòng)。向右移動(dòng)。Bvtl Bvlti dd dabcd方方向向 (2)導(dǎo)線不動(dòng)導(dǎo)線不動(dòng)tBB sin0ldaB tidd ldatB sin0 ldatcosB0 (3) ，導(dǎo)線以速度，導(dǎo)線以速度v向右移動(dòng)向右移動(dòng).tBB sin0Bv

7、tl vtltB sin0tidd tcosvtlBtsinvlB00 動(dòng)生動(dòng)生感生感生11章11tNtNdddd (1)如果圍繞磁場的線圈有如果圍繞磁場的線圈有N匝匝, ,則電動(dòng)勢則電動(dòng)勢: :tRIdd1 稱稱N 為磁通鏈匝數(shù)為磁通鏈匝數(shù)( (磁鏈磁鏈).).(2)當(dāng)回路當(dāng)回路電阻為電阻為R時(shí)時(shí), ,電流電流(3)通過回路的通過回路的電量電量為為: : 21dtttIqR21 ttRttddd1214.對定律應(yīng)用的進(jìn)一步對定律應(yīng)用的進(jìn)一步討論討論：電量與電量與 成正比而與成正比而與d /dt 無關(guān)無關(guān)。11章12Rq21 例例2:一通有電流一通有電流 I 的無限長直導(dǎo)線所在平面內(nèi)的無限長直

8、導(dǎo)線所在平面內(nèi) , 有有一半徑為一半徑為 r 、電阻為、電阻為 R 的導(dǎo)線小環(huán)的導(dǎo)線小環(huán) , 環(huán)中心距直環(huán)中心距直導(dǎo)線為導(dǎo)線為a , 如圖所示如圖所示 , 且且ar 。當(dāng)直導(dǎo)線的電流被。當(dāng)直導(dǎo)線的電流被切斷后切斷后 , 沿著沿著小環(huán)小環(huán)導(dǎo)線導(dǎo)線流過的電荷流過的電荷約為約為?r I a解解:BS 1202raI 02 202rRaIq 11章13(4)非靜電力非靜電力, ,其力場強(qiáng)度為其力場強(qiáng)度為Ek結(jié)合法拉第定律有結(jié)合法拉第定律有: :0qFEkk BAklEd 根據(jù)電源的電動(dòng)勢根據(jù)電源的電動(dòng)勢L-AB電源電源內(nèi)電路內(nèi)電路外電路外電路 +ESSmLkSBtdtdlEdddd 思考：應(yīng)該存在一種

9、思考：應(yīng)該存在一種非靜電力非靜電力，是什么？，是什么？（后面兩段將討論兩種（后面兩段將討論兩種非靜電場力非靜電場力）11章14運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線導(dǎo)線中中的電荷受的電荷受洛侖茲洛侖茲力力: : BvqF ( (非靜電非靜電) )力場強(qiáng)度力場強(qiáng)度: : BvEk v I IABlCDAB1.非靜電力非靜電力是什么力？是什么力？二、二、動(dòng)生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢 -mF2.感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢 由定義由定義: : 如圖中如圖中動(dòng)生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢: : )()(d)(BAlBv BvlBABA )()(高高低低l dEii 11章15 BAlBvd)( BlvdtdxBldtdv I IABlCDAB(1)動(dòng)生

10、電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢的公式的公式:與與法拉第定律法拉第定律一致一致. .前例前例1,1,由由法拉第定律法拉第定律: :3.討論：討論：(2)功能關(guān)系功能關(guān)系:ref.P271-中中如圖如圖, ,設(shè)長為設(shè)長為l的導(dǎo)體勻速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體勻速運(yùn)動(dòng), ,外力的功率外力的功率: :P=Fv=BIlv=I , ,即即電功率電功率與與外力的功率外力的功率相等相等. .外外力力為了維持導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)為了維持導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng), ,須克服須克服安培力安培力做功。做功。11章16例例3.(11.9)與長度為與長度為a的導(dǎo)線的導(dǎo)線OC共面放置一通有電共面放置一通有電流流I的長直導(dǎo)線的長直導(dǎo)線,O端到無限長導(dǎo)線的距離為端到無限長導(dǎo)線的距

11、離為d，OC以速度以速度v沿如圖所示方向運(yùn)動(dòng)沿如圖所示方向運(yùn)動(dòng),求求CO兩端電勢差兩端電勢差解解. 取動(dòng)生電動(dòng)勢的取動(dòng)生電動(dòng)勢的假定假定正正方向?yàn)榉较驗(yàn)镺ClxIvBvd150cos2d)(0ldlx30cos00d2d150cos2addCOOCxxIvlxIvlxd30cosddacos30dln2I0v負(fù)號(hào)表示電動(dòng)勢的實(shí)際方向與負(fù)號(hào)表示電動(dòng)勢的實(shí)際方向與假定的正方向相反，為假定的正方向相反，為CO 11章17 LldlvxOB例例4.已知已知 、 、 求感應(yīng)電動(dòng)勢求感應(yīng)電動(dòng)勢 BLldBv)(lB cosdldllBLi0221BLOC C O點(diǎn)電勢高點(diǎn)電勢高電動(dòng)勢的方向即電動(dòng)勢的方向即

12、非靜電力場強(qiáng)度非靜電力場強(qiáng)度 的方向的方向.)Bv( 即即電動(dòng)勢的電動(dòng)勢的假定假定正正方向?yàn)榉较驗(yàn)镺C推薦方法：推薦方法：dllBLi0221BL11章18 SLStBlEdd感感生生電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律: :變化的磁場變化的磁場可以可以激發(fā)電場激發(fā)電場. . SLkSBtdtdlEdddd當(dāng)僅有磁場的變化時(shí)當(dāng)僅有磁場的變化時(shí)Maxwell 假設(shè)假設(shè)： 激發(fā)了一種激發(fā)了一種電場電場( (感生電場感生電場) )，該，該電場力電場力驅(qū)驅(qū)動(dòng)電荷，充當(dāng)了動(dòng)電荷，充當(dāng)了電源電源中的中的非靜電力非靜電力。dtBdlCDAB你能看出什么？你能看出什么？問題問題:前例前例1(2)中中,導(dǎo)線不動(dòng)導(dǎo)線不動(dòng),

13、電源中的電源中的非靜電力非靜電力？11章19(1)感生電場感生電場也同也同靜電場靜電場一樣一樣 對電荷有作用力對電荷有作用力 EqF tBE(2)感生電場感生電場源于源于變化的磁場變化的磁場 SLSdtBldE感感生生1. 感生電場性質(zhì)感生電場性質(zhì)三三. 感生電動(dòng)勢感生電動(dòng)勢 渦旋電場渦旋電場(3)感生電場感生電場是是渦旋場渦旋場，場線是無頭無尾的場線是無頭無尾的 閉合閉合曲線。曲線。B且與且與 線套連。線套連。(4)由由電動(dòng)勢電動(dòng)勢定義定義： ldEi渦渦 11章20無論有無導(dǎo)體，只要無論有無導(dǎo)體，只要 就有就有渦旋電場。渦旋電場。0dtBd(6)感生電場假設(shè)感生電場假設(shè)源于源于法拉第電磁感

14、應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律又高又高于于法拉第電磁感應(yīng)定律。法拉第電磁感應(yīng)定律。 揭示了揭示了電場電場與與磁場磁場間更為本質(zhì)的關(guān)系。間更為本質(zhì)的關(guān)系。由于由于 ，是非保守力場是非保守力場0 LldE渦渦不可引入不可引入電勢。電勢。(5)對照對照靜電場靜電場的環(huán)路定律的環(huán)路定律:0 LldE可見可見感生電場感生電場是不同于靜電場的是不同于靜電場的另一種電場另一種電場. .但當(dāng)場空間有導(dǎo)體時(shí)，但當(dāng)場空間有導(dǎo)體時(shí)，感生電場感生電場(渦旋電場渦旋電場)力力驅(qū)驅(qū)動(dòng)電荷在導(dǎo)體兩端堆積，形成靜電場動(dòng)電荷在導(dǎo)體兩端堆積，形成靜電場(電源電源)，可，可以比較導(dǎo)體兩端電勢高低以比較導(dǎo)體兩端電勢高低。11章21渦電流渦

15、電流應(yīng)用應(yīng)用: :用于金屬熔煉用于金屬熔煉, ,電磁灶電磁灶, ,真空技術(shù)等真空技術(shù)等 II渦旋電場存在的渦旋電場存在的直接驗(yàn)證直接驗(yàn)證IIII實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11章22II2.渦旋電場渦旋電場的計(jì)算的計(jì)算dtdmi dtdldEmLi 法拉第定律法拉第定律 LiildE 又電動(dòng)勢定義又電動(dòng)勢定義有：有： BR渦旋電場一例渦旋電場一例:0 dtBd時(shí)時(shí), ,管管內(nèi)外內(nèi)外渦旋電場渦旋電場的大小和方向的大小和方向. .II長直螺線管半徑為長直螺線管半徑為R，計(jì)算當(dāng)其，計(jì)算當(dāng)其內(nèi)部磁場內(nèi)部磁場11章23II BREEEE長直螺線管長直螺線管磁場分布磁場分布:Rr )(tBB :Rr 0 B0 dtdB由由M

16、axwell假設(shè)假設(shè)、場的對稱性場的對稱性方向方向如圖所示如圖所示: :渦渦E可可知知及及0 dtdB即即:感生電場感生電場的電場線的電場線,在管內(nèi)外都是在管內(nèi)外都是與螺線管同與螺線管同軸的同心圓軸的同心圓.同一條場線上同一條場線上各點(diǎn)各點(diǎn)E渦渦大小大小相同相同,方方向向沿圓的切線沿圓的切線.dtdldEmLi 11章24取回路取回路L方向方向與場線相同與場線相同,計(jì)算計(jì)算E大小大小:)1(Rr LkkrEldE 22rdtdBdtdm dtdBrEk2 BREEEErL:)2(Rr 22RdtdBrEk dtdBrREk22 即即:感生電場感生電場的電場線的電場線,在管內(nèi)外都是在管內(nèi)外都是與

17、螺線管同與螺線管同軸的同心圓軸的同心圓.同一條場線上同一條場線上各點(diǎn)各點(diǎn)E相同相同,方向沿圓方向沿圓的切線的切線.11章25II BREEEErE0R:Rr )(tBB :Rr 0 B0 dtBddtdBrREk22 dtdBrEk2 計(jì)算計(jì)算渦旋電場渦旋電場的的場強(qiáng)場強(qiáng)Ek ,只要求會(huì)此一種只要求會(huì)此一種11章26例例5.在半徑為在半徑為R 的圓柱形空間內(nèi)的圓柱形空間內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B 的均勻磁場的均勻磁場 ,B 的方向的方向垂直紙面向里垂直紙面向里. 磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以強(qiáng)度以dB /dt=k增加增加.D點(diǎn)在圓柱形空間內(nèi)點(diǎn)在圓柱形空間內(nèi),到軸線到軸線距離距離r1=2R/3

18、;C點(diǎn)在圓柱形空間外點(diǎn)在圓柱形空間外,到軸線距離到軸線距離r2=2R. 求這兩點(diǎn)的渦旋電場。求這兩點(diǎn)的渦旋電場。kREkD3221.D.C )(dd2RrtBrEK)(dd22RrtBrR kRREkC2223kR4kREE11章270/ dtBd例例6. 長為長為L的金屬棒放在磁場中的金屬棒放在磁場中, 計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢。計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢。 解：渦旋電場分布解：渦旋電場分布:Rr BRdtdBrEk2 EEEEAOC做輔助線做輔助線OA、 OC，COACOAOAC 方向方向:ACtBLLRStBAEOdd2)2/(ddd22 0 COOA OACAC ldEi渦渦 L11章28OBACR例例7:

19、 在半徑為在半徑為R的圓柱形空間存在軸向均勻磁場，一長的圓柱形空間存在軸向均勻磁場，一長為為2R的導(dǎo)體棒在垂直磁場的平面內(nèi)以速度的導(dǎo)體棒在垂直磁場的平面內(nèi)以速度v 橫掃過磁場。橫掃過磁場。磁場以磁場以 變化，求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，變化，求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向。棒上感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向。方向方向: 右右左左v0/ dtBdRR1解解. .設(shè)設(shè)動(dòng)生動(dòng)生電動(dòng)勢為電動(dòng)勢為 , ,感生感生電動(dòng)勢為電動(dòng)勢為 , ,則則 2做輔助線做輔助線OA、 OC，方向方向: :左左右右方向方向: :左左右右21 Rl)Bv(0d1vBR 2RR2R012R02l dEl dEl d

20、ECOACOAOAC OACAC2)(ODFdd扇扇形形SSAODtBtBdd)33(4R2vBRtBdd)33(4R2=0DF11章291.電動(dòng)勢定義電動(dòng)勢定義4.感生電動(dòng)勢感生電動(dòng)勢 渦旋電場渦旋電場3.動(dòng)生電動(dòng)勢：動(dòng)生電動(dòng)勢： 微觀本質(zhì)、及計(jì)算微觀本質(zhì)、及計(jì)算本節(jié)內(nèi)容小結(jié)本節(jié)內(nèi)容小結(jié)： )()(高高低低l dEqAii tmdd 2.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律)B()A(ld)B(vdtdBrRERrk2:2 dtdBrERrk2: 11章30 作業(yè)：作業(yè)：11.4；11.5；11.8;11.14去掉第去掉第(5)問問; 11.15; 選作選作 11.16; 11章311.自感

21、現(xiàn)象自感現(xiàn)象2 自感與互感自感與互感為了建立為了建立感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢與與電流電流的關(guān)系的關(guān)系2.自感系數(shù)自感系數(shù)一一. .自感應(yīng)自感應(yīng)一般一般, ,由由畢畢- -薩薩定律定律：304rrlIdBd 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度與與電流電流成正比，成正比，所以所以磁通量磁通量也與也與電流電流成正比：成正比：I V4.0V4.0自感系數(shù)自感系數(shù)：ILN 自感系數(shù)自感系數(shù)L的單位的單位: :亨利亨利( (H),),常用常用mH, H等等. .定義式定義式：11章32)(ddLIdtdtmL dtdILL自感電動(dòng)勢自感電動(dòng)勢與與電流的變化率電流的變化率成正比成正比當(dāng)線圈當(dāng)線圈形狀形狀、匝數(shù)匝數(shù)、介質(zhì)介質(zhì)等

22、不變時(shí)，等不變時(shí)，L是常量是常量.定義方程定義方程: 自感自感電動(dòng)勢電動(dòng)勢dtdILL dtdLItIL dd=011章33220RlINNBSN lNIB0 BI穿過匝線圈的磁通量穿過匝線圈的磁通量(磁鏈數(shù)磁鏈數(shù)):例例1.計(jì)算計(jì)算長直螺線管長直螺線管(N,l,R)的自感系數(shù)的自感系數(shù):解解:lNRL220 ILN 3.自感系數(shù)計(jì)算自感系數(shù)計(jì)算(1)令回路令回路通電流；通電流；考慮方法同計(jì)算電容?？紤]方法同計(jì)算電容。(2)計(jì)算穿過回路的計(jì)算穿過回路的磁通量；磁通量；(3)代入代入定義式定義式或或定義方程。定義方程。設(shè)長直螺線管中通有電流設(shè)長直螺線管中通有電流I，其內(nèi)部磁場，其內(nèi)部磁場:11章

23、34解解.例例2.由定義方程由定義方程dtdILL 求求自感系數(shù)自感系數(shù)：一自感線圈中一自感線圈中,電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度在在0.002s內(nèi)均勻地由內(nèi)均勻地由10A增加到增加到12A,此過程中線圈中的此過程中線圈中的自感電動(dòng)勢自感電動(dòng)勢為為400V,則線圈的則線圈的自感系數(shù)自感系數(shù)為為0.0021012dtdIL=0.4H11章35定義式定義式：121212IIM單位單位與自感相同與自感相同: :亨利亨利( (H),),常用常用mH, H等等. .1.互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象二、互感應(yīng)二、互感應(yīng)I1I12.互感系數(shù)互感系數(shù)tIMdd121 有有由由dtdi dtdIdtdIM121212 定義方程定義方程:

24、 :tIMdd212 1Iladxo問題問題:長直導(dǎo)線是長直導(dǎo)線是回路嗎回路嗎?矩形線圈內(nèi)的磁通量矩形線圈內(nèi)的磁通量 SmSdB ldxxIadd 210dadIl ln20 dadl ln20 1IMm 3.計(jì)算計(jì)算互感系數(shù)互感系數(shù)：(1)給任一回路給任一回路通電流通電流;(2)計(jì)算穿過計(jì)算穿過另一回路另一回路的的磁通量磁通量;(3)代入代入定義式定義式或或定義方程定義方程解解:設(shè)長直導(dǎo)線通有電流設(shè)長直導(dǎo)線通有電流 I1例例3：長直導(dǎo)線與矩形線圈共面，線圈中通有電長直導(dǎo)線與矩形線圈共面，線圈中通有電流流I(t),計(jì)算長直導(dǎo)線中的計(jì)算長直導(dǎo)線中的互感電動(dòng)勢互感電動(dòng)勢。) (tIdtdIM dt

25、dIdadl ln20 sd11章37考慮考慮自感線圈自感線圈中電流的建立過程：中電流的建立過程：在移動(dòng)在移動(dòng)dq=idt的過程中，電源反抗的過程中，電源反抗自感電動(dòng)勢自感電動(dòng)勢做功做功即自感線圈貯存了能量即自感線圈貯存了能量( (磁能磁能):):tiLLdd dqdAL 221LI 2m21LIW 三、磁場的能量三、磁場的能量LK1 IiLiA0didtL Lidi 在在i從從0 0到到I過程中，做功過程中，做功11章382m21LIW 以以充滿充滿 介質(zhì)介質(zhì)的的長直螺線管長直螺線管( (磁場全部集磁場全部集中在管內(nèi)中在管內(nèi)) )為例為例: :lNRL22 單位體積中的能量單位體積中的能量:

26、 :VWmm B212m 磁場的能量密度磁場的能量密度: :這個(gè)關(guān)系普遍適用這個(gè)關(guān)系普遍適用, , VVVVWd21dmmHBSln2 Vn2 221 B 2221VIn VB 221 VIn 22221 一般情況下一般情況下: :221H BIlSHB 21能量存在能量存在器件中器件中C CL L2CQW2e 221LIWm 存在存在場中場中通過平板電容器得通過平板電容器得出下述結(jié)論出下述結(jié)論EDwe 21通過長直螺線管得通過長直螺線管得出下述結(jié)論出下述結(jié)論HBwm 21在電磁場中在電磁場中wwwemdVHBEDwdVWVV)2121( 各種各種電場電場 磁場磁場普遍適用普遍適用電場電場 磁

27、場磁場類比類比11章40例例4(11.28).載流載流圓柱形圓柱形長直長直導(dǎo)線導(dǎo)線,半徑半徑R,磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 .電流電流I均勻流過截面均勻流過截面.計(jì)算計(jì)算單位長度單位長度導(dǎo)線導(dǎo)線內(nèi)內(nèi)所儲(chǔ)存的能量所儲(chǔ)存的能量.22 RIrH 內(nèi)內(nèi)221Hw dVRIrW 22)2(21 rdrdV 21 r r 162I 0RBr0RI IRrL1L1r r22222rRIrHrRIRrL l dH :,11章410BRr;Rr21 IrHlHL 2d21RrR IlHL d(2)長為長為l 的一段電纜中的一段電纜中磁場能量磁場能量(3)長為長為l 的一段電纜的的一段電纜的自感系數(shù)自感系數(shù)221LIWm 解解

28、:(1)由安培環(huán)路定理由安培環(huán)路定理 rIH 2 VmVBWd212 21d214212222RRrrlrI 122ln4RRlI 22IWLm rIB 2 12ln2RRl R2R1IIrrdrl例例5.同軸電纜的內(nèi)外薄圓筒，半徑分別為同軸電纜的內(nèi)外薄圓筒，半徑分別為R1 、R2。通有等量、反向的電流通有等量、反向的電流(1)計(jì)算磁場分布；計(jì)算磁場分布；11章42R2R1IIlrdrl例例6.由定義式計(jì)算同軸由定義式計(jì)算同軸電纜電纜單位長單位長自感系數(shù)自感系數(shù)解解.考慮考慮l長電纜的磁通量長電纜的磁通量:rIH 2 rIB 2 sdB 212RRldrrI 12ln2RRIl IL 12ln

29、2RRl 單位長：單位長：121ln2RRL 11章431、自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢的定義及計(jì)算、自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢的定義及計(jì)算3、磁場能量定義及計(jì)算、磁場能量定義及計(jì)算2. 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：2、互感系數(shù)、互感電動(dòng)勢的定義及計(jì)算、互感系數(shù)、互感電動(dòng)勢的定義及計(jì)算ILN tILLdd 121212IIM dtdIdtdIM121212 VBVWVd21d2mm 4、解題技巧、解題技巧:計(jì)算自感系數(shù)有幾種方法計(jì)算自感系數(shù)有幾種方法?11章44 作業(yè)：作業(yè)：11.18； 11.20; 11.24；11.26；11.29(要求用自感磁能和成密度兩種方要求用自感磁能和成密度兩種方法做法做)11章45

30、電場電場 磁場磁場場源：場源： 電荷元電荷元 dq 場量：場量： 電流電流 I 電荷電荷 q lId電電流流元元304rrdqEd 304rrlIdBd 疊加：疊加： BE E B場方程場方程： SVdVqSdD 00 Ll dE SSdB0 SdjIl dHccL0 dtBddtdl dEmL sdtB修改為修改為0 dtEd i ?11章46定義定義位移電流密度位移電流密度: tDjddd SDSdD1.麥克斯韋定義麥克斯韋定義(假設(shè)假設(shè)):dtdIDd 一一. .位移電流位移電流 SdDdtdIdSjdSd 3 麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組位移電流位移電流SdtD 2.環(huán)路定理環(huán)路定理cLIlH d修改為修改為全電流定律全電流定